CN105442866A - 用于大型高耸钢结构的保护性拆除和安装方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及提升和牵引作业领域，具体为一种用于大型高耸钢结构的保护性拆除和安装方法。一种用于大型高耸钢结构的保护性拆除和安装方法，其特征是：按如下步骤依次实施：A.分段拆除；B.划线标示；C.编号；D.安装专用吊耳；E.采取两种组合工况作业；F.预提；G.分段切割；H.分片组合拆除；I.整体拆除。本发明操作安全可靠，设备利用率高。

Description

用于大型高耸钢结构的保护性拆除和安装方法

技术领域

本发明涉及提升和牵引作业领域，具体为一种用于大型高耸钢结构的保护性拆除和安装方法。

背景技术

COREX是CoalReductionExtreme的缩写，直译是“直接使用煤炼铁以作为终极目标”，COREX是一种使用块矿或球团矿作原料、使用非焦煤作还原剂和燃料的熔融还原炼铁工艺。

COREX炉一般占地面积大，重量重，高度高，以C3000型COREX炉为例，主塔架如图1所示，为大型高耸钢结构，高度118m，平面布置尺寸49m×19m，整体如图2～4所示，重量达10,000多t；如图5所示，箱型框架柱最大截面□2400×1600×80×80mm，箱型框架梁最大截面□2660×700×60×80mm，斜撑最大截面BH720×640×30×60mm，箱型平台梁最大截面□2660×700×60×80mm，材质采用Q345C低合金高强度结构钢[具体化学成分为：C≤0.2%，Mn取1.0%～1.6%，Si≤0.55%，S≤0.35%，P≤0.35%，V取0.02%～0.15%，Nb取0.015%～0.06%，Ti取0.02%～0.2%，AL≥0.015%，机械性能为：屈服强度≥345MPa（厚度16mm以下），抗拉强度470MPa～630MPa，伸长率22%，冲击功≥34J（试验温度0℃）]。斜撑、平台主梁及次梁等H型钢用高强螺栓连接，框架梁、平台箱型主梁、框架柱之间均为厚板焊接连接。整体质量要求高，精度控制难度大。

对于如此庞大的设备，在拆建方面的难度非常大，国内及国际上尚无对类似主塔架大型高耸的钢结构设施进行保护性拆除后再搬运至数千公里之外利旧安装的工程实例。

发明内容

为了克服现有技术的缺陷，提供一种操作安全可靠、设备利用率高的大型结构拆建方法，本发明公开了一种用于大型高耸钢结构的保护性拆除和安装方法。

本发明通过如下技术方案达到发明目的：

一种用于大型高耸钢结构的保护性拆除和安装方法，大型高耸钢结构包括：下部框架、中部框架、上部框架和各层平台系统，其中，下部框架位于-1.6m～+30m处，中部框架位于+30m～+62m处，上部框架位于+62m～+118m处，各层平台系统位于+3.8m～+118m处；

采用大型起重机，根据大型起重机的站位及起重能力，结合塔架结构特点，按如下步骤依次实施：

A.采取将塔架从上至下分段拆除，C1～C4主框架分为9段，C5～C6框架分为5段，C7～C10框架分为7段；

B.切割前进行分段划线标示，分段位置避开原来的焊缝；

C.在构件上逐件进行详细编号，绘制对应的拆除构件平面、立面图，这也是安装阶段的平面图及立面图；

D.根据结构分段、拆除及安装时的组合情况，设计专用吊耳，根据构件重心位置，安装焊接专用吊耳；专用吊耳1根据起吊范围分为50t以下和50t以上两种；

E.结合主塔架高度及结构件重量，利用大型起重机，站位时吊机中心距塔架中心最小距离为26.5m，采取两种组合工况作业：E.1塔架+71.4m～118m区间段拆除时，大型起重机91m重型主臂+56m重型副臂+31.5m超起桅杆的组合；E.2塔架0m～+71.4m区间段拆除时，大型起重机选用56m重型主臂+49m重型副臂+31.5m超起桅杆的组合工况，根据起吊构件的重量确定是否采用悬挂配重；

F.构件拆除切割前，先将构件与大型起重机可靠挂钩，大型起重机预提重量为拆除结构重量的50%～70%；

G.然后采用火焰切割方式进行分段切割，大型柱、梁能够使用半自动切割机位置采用半自动火焰切割，其余部位采用手工火焰切割方式，采用手工火焰切割部位，设置定位装置，确保切割缝质量，即尽量缩小切割缝宽度；

H.首先采取组合拆除方式分片拆除+118m平台，为了实现分片组合拆除，拆除前设置辅助梁；

I.塔架+110m～118m分两大部分整体拆除；

J.各层平台随框架拆除进度逐层从上往下，采取组合拆除方式进行分片拆除，+110m平台分片组合拆除；

K.拆除上部框架系统时，沿轴线纵向的框架梁及斜撑采取组合式整体拆除；框架柱、沿轴线横向的框架梁及斜撑采取组合式分片整体拆除；

L.拆除中部框架系统时，先组合拆除悬挑平台；随后拆除反向斜撑及其上方框架梁单件；再组合式整体拆除框架梁与斜撑；最后单件拆除框架柱；

M.作为支撑设备的平台主梁采取分件拆除，以支撑还原炉的+58.4m平台为例，先拆除四周平台板及次梁，然后平台主梁单件进行拆除；

N.楼梯间中，1#和2#楼梯标高为+0.000～+66.5m；3#楼梯标高为+66.5m～+118m，楼梯间作为作业人员的上下通道，随框架拆除进度从上往下，进行分段拆除；

O.拆除下部框架系统时：框架梁与斜撑采取组合式整体拆除；框架柱单件进行拆除；

P.电梯井结构标高+0.00～+118m，电梯井结构随塔架拆除进度从上至下分10大段进行拆除；

Q.组合拆除的构件在地面再次解体，小型构件进行捆绑包装后进行二级编号，然后装车发运；

R.塔架运至安装工地后，先进行坡口、高强螺栓连接节点的修复处理；除锈、涂装后，按组合吊装情况进行地面组装；

S.塔架按拆除的相反顺序，从下往上分为7～9大段进行安装；下部框架柱单件吊装，下部框架梁与斜撑组装成整体吊装；

T.中部框架柱单件吊装，中部框架梁与斜撑在地面组装成整体吊装；

U.上部框架沿轴线横向的柱、梁及斜撑在地面组装成整片吊装，沿轴线纵向的框架梁及斜撑地面组装成整体吊装；

V.电梯井结构、楼梯间随框架安装进度从下往上分段安装；各层平台随框架安装进度从下往上，逐层进行安装。

所述的用于大型高耸钢结构的保护性拆除和安装方法，其特征是：大型起重机采用750吨履带式吊机起吊。

本发明旨在提供一种用于大型高耸钢结构保护性拆除及利旧安装方法，解决超大、超高、超重的钢结构工程原拆原建难题，满足大型整体迁建工程安全、优质、工期等要求，实现结构件最大利旧率，为生产企业争取最大效益提供有利保证。

本发明具有如下有益效果：

1.现有技术主要涉及到破坏性的拆除工艺，而采用本发明可安全、优质完成C3000-COREX炉整体迁建工程高118m、大截面厚板的钢结构主塔架保护性拆除与利旧安装；

2.采用本发明实现了C3000-COREX炉整体迁建工程钢结构主塔架（10000多吨）保护性拆除，确保了构件质量，实现了最大利旧率（达到90%以上），大大节省了工程成本；

3.采取结构件组合拆除.安装方式，尽量减少高处作业，从而减少安全隐患，提高施工效率。同时，可提高大型吊机的使用效率，降低施工成本；

4.能满足设计及相关规范要求，施工质量能得以保证；

5.设计采用专用吊耳，确保施工安全可靠，且在拆除和安装中能重复利用，减少施工成本；

6.对所属专业乃至大型钢结构工程施工技术创新与提升有参考价值。

附图说明

图1是塔架立体效果图；

图2是主塔架平面布置图；

图3是钢结构塔架1-1立面图；

图4是钢结构塔架2-2立面图；

图5是塔架钢结构件主要截面形式图（单位为毫米）；

图6是塔架拆除分段图（一）；

图7是塔架拆除分段图（二）；

图8是塔架划线标示示意图；

图9是LR1750-750吨履带吊作业工况图；

图10是切割定位装置图；

图11是塔架+118m平台拆除分片图；

图12是塔架+110～118m组合分件拆除图；

图13是塔架+110m～118m框架组合式拆除图（A-A）；

图14是塔架+110m平台分片组合拆除图；

图15是塔架各层平台、上部框架沿纵向轴线框架梁及斜撑等分片拆除示意图；

图16是塔架上部框架沿纵向轴线框架梁及斜撑等拆除示意图；

图17塔架上部框架沿纵向轴线框架梁及斜撑等拆除示意图；

图18塔架中部框架悬挑平台拆除示意图；

图19塔架中部框架梁及斜撑单件拆除示意图；

图20塔架中部框架梁及斜撑组合拆除示意图；

图21是塔架中部框架柱单件拆除示意图；

图22是塔架+58.4平台拆除示意图；

图23是塔架1～3#楼梯拆除分段图；

图24是塔架下部框架梁及斜撑组合拆除示意图；

图25是塔架下部框架柱单件拆除示意图；

图26是电梯井结构拆除分段图；

图27是组合拆除构件地面解体及包装图；

图28是构件坡口及高强螺栓节点修整示意图；

图29是起吊范围在10t~50t的专用吊耳的主视图；

图30是起吊范围在10t~50t的专用吊耳的左视图；

图31是起吊范围不低于50t的专用吊耳的主视图；

图32是起吊范围不低于50t的专用吊耳的左视图。

具体实施方式

以下通过具体实施例进一步说明本发明。

实施例1

一种用于大型高耸钢结构的保护性拆除和安装方法，大型高耸钢结构如图3和图4所示，包括：下部框架、中部框架、上部框架和各层平台系统，其中，下部框架位于-1.6m～+30m处，中部框架位于+30m～+62m处，上部框架位于+62m～+118m处，各层平台系统位于+3.8m～+118m处；

采用750吨履带式吊机的大型起重机起吊，根据其站位及起重能力，结合塔架结构特点，按如下步骤依次实施：

A.采取将塔架从上至下分段拆除，如附图6和图7所示，C1～C4主框架分为9段，C5～C6框架分为5段，C7～C10框架分为7段；C1～C10的划分如图2所示；

B.如图8所示，切割前进行分段划线标示，分段位置避开原来的焊缝；

C.在构件上逐件进行详细编号，构件和编号的对应关系见表1所述，如图8所示，绘制对应的拆除构件平面、立面图，这也是安装阶段的平面图及立面图；

D.根据结构分段、拆除及安装时的组合情况，设计专用吊耳1，如图8所示，根据构件重心位置，安装焊接专用吊耳1；专用吊耳1根据起吊范围分为50t以下和50t以上两种，起吊范围在50t以下的专用吊耳1如图29和图30所示，起吊范围在50t以上的专用吊耳1如图31和图32所示，

E.结合主塔架高度及结构件重量，利用750吨履带式吊机，站位时吊机中心距塔架中心最小距离为26.5m，采取两种组合工况作业：E.1塔架+71.4m～118m区间段拆除时，750吨履带式吊机91m重型主臂+56m重型副臂+31.5m超起桅杆的组合；E.2塔架0m～+71.4m区间段拆除时，750吨履带式吊机选用56m重型主臂+49m重型副臂+31.5m超起桅杆的组合工况，如图9所示，根据起吊构件的重量确定是否采用悬挂配重；

表1

F.构件拆除切割前，先将构件与起重吊机可靠挂钩，起重机预提重量为拆除结构重量的50%～70%；

G.然后采用火焰切割方式进行分段切割，大型柱、梁能够使用半自动切割机位置采用半自动火焰切割，其余部位采用手工火焰切割方式，采用手工火焰切割部位，设置定位装置，确保切割缝质量，即尽量缩小切割缝宽度，如图10所示；

H.首先采取组合拆除方式分片拆除+118m平台，为了实现分片组合拆除，拆除前设置辅助梁，如图11所示；

I.塔架+110m～118m分两大部分整体拆除，如图12和图13所示；

J.各层平台随框架拆除进度逐层从上往下，采取组合拆除方式进行分片拆除，+110m平台分片组合拆除如图14所示；

K.拆除上部框架系统时，沿轴线纵向的框架梁及斜撑采取组合式整体拆除，如图15和图16所示；框架柱、沿轴线横向的框架梁及斜撑采取组合式分片整体拆除，如图17所示；

L.拆除中部框架系统时，先组合拆除悬挑平台，如图18所示；随后拆除反向斜撑及其上方框架梁单件，如图19所示；再组合式整体拆除框架梁与斜撑，如图20所示；最后单件拆除框架柱，如图21所示；

M.作为支撑设备的平台主梁采取分件拆除，以支撑还原炉的+58.4m平台为例，先拆除四周平台板及次梁，然后平台主梁单件进行拆除，如图22所示；

N.楼梯间中，1#和2#楼梯标高为+0.000～+66.5m；3#楼梯标高为+66.5m～+118m，楼梯间作为作业人员的上下通道，随框架拆除进度从上往下，进行分段拆除，如图23所示；

O.拆除下部框架系统时：框架梁与斜撑采取组合式整体拆除，如图24所示；框架柱单件进行拆除，如图25所示；

P.电梯井结构标高+0.00～+118m，电梯井结构随塔架拆除进度从上至下分10大段进行拆除，如图26所示；

Q.组合拆除的构件在地面再次解体，小型构件进行捆绑包装后进行二级编号，然后装车发运，如图27所示；

R.塔架运至安装工地后，先进行坡口、高强螺栓连接节点的修复处理，如图24所示；除锈、涂装后，按组合吊装情况进行地面组装，如图28所示；

S.塔架按拆除的相反顺序，从下往上分为7～9大段进行安装，如图6和图7所示；下部框架柱单件吊装，下部框架梁与斜撑组装成整体吊装，如图24和图25所示；

T.中部框架柱单件吊装，中部框架梁与斜撑在地面组装成整体吊装，如图20和图21所示；

U.上部框架沿轴线横向的柱、梁及斜撑在地面组装成整片吊装，沿轴线纵向的框架梁及斜撑地面组装成整体吊装，如图15～17所示；

V.电梯井结构、楼梯间随框架安装进度从下往上分段安装，如图23和图26所示；各层平台随框架安装进度从下往上，逐层进行安装，如图14所示。

本实施例施工时，注意如下事项：

1.保护性拆除及需利旧的钢结构工程可采用本发明；

2.大型起重设备起重能力及施工场地条件满足拆除、组装及安装要求；

3.拆除或安装前焊接设置正式吊点；

4.拆除切割前，在切割部位做好构件定位标示，以便组装及安装时对接定位控制；

5.拆除前，对构件逐件进行详细编号，并形成对应的平面、立面布置图，以便按图进行利旧回装；

6.尽量采用半自动切割工具进行分段切割，以确保分段切割缝质量，利于修整、回装；

7.采取组合式的拆除及安装方式，尽量减少高处作业工程量，提高大型吊机的使用效率；

8.拆除安装过程中，尤其是采取组合拆装时，必须确保进行整体拆除或安装的组合部件的强度、刚度及整体稳定性；

9.采取满足工程质量要求的切割、修整及焊接等工艺；

10.由于楼梯间、各层平台比框架柱梁先拆除、晚安装，因此需配置护笼爬梯、操作平台等临时设施，方便作业人员通行，确保施工安全；一旦楼梯间、平台具备安装条件，则首先确保其安装，为作业人员安全通行提供有利条件。

Claims (2)

1.一种用于大型高耸钢结构的保护性拆除和安装方法，大型高耸钢结构包括：下部框架、中部框架、上部框架和各层平台系统，其中，下部框架位于-1.6m～+30m处，中部框架位于+30m～+62m处，上部框架位于+62m～+118m处，各层平台系统位于+3.8m～+118m处；

其特征是：采用大型起重机，按如下步骤依次实施：

A.采取将塔架从上至下分段拆除，C1～C4主框架分为9段，C5～C6框架分为5段，C7～C10框架分为7段；

B.切割前进行分段划线标示，分段位置避开原来的焊缝；

C.在构件上逐件进行详细编号，绘制对应的拆除构件平面、立面图，这也是安装阶段的平面图及立面图；

D.根据结构分段、拆除及安装时的组合情况，设计专用吊耳(1)，根据构件重心位置，安装焊接专用吊耳(1)；

E.结合主塔架高度及结构件重量，利用大型起重机，站位时吊机中心距塔架中心最小距离为26.5m，采取两种组合工况作业：E.1塔架+71.4m～118m区间段拆除时，大型起重机91m重型主臂+56m重型副臂+31.5m超起桅杆的组合；E.2塔架0m～+71.4m区间段拆除时，大型起重机选用56m重型主臂+49m重型副臂+31.5m超起桅杆的组合工况，根据起吊构件的重量确定是否采用悬挂配重；

F.构件拆除切割前，先将构件与大型起重机可靠挂钩，大型起重机预提重量为拆除结构重量的50%～70%；

G.然后采用火焰切割方式进行分段切割，大型柱、梁能够使用半自动切割机位置采用半自动火焰切割，其余部位采用手工火焰切割方式，采用手工火焰切割部位，设置定位装置，确保切割缝质量，即尽量缩小切割缝宽度；

H.首先采取组合拆除方式分片拆除+118m平台，为了实现分片组合拆除，拆除前设置辅助梁；

I.塔架+110m～118m分两大部分整体拆除；

J.各层平台随框架拆除进度逐层从上往下，采取组合拆除方式进行分片拆除，+110m平台分片组合拆除；

K.拆除上部框架系统时，沿轴线纵向的框架梁及斜撑采取组合式整体拆除；框架柱、沿轴线横向的框架梁及斜撑采取组合式分片整体拆除；

L.拆除中部框架系统时，先组合拆除悬挑平台；随后拆除反向斜撑及其上方框架梁单件；再组合式整体拆除框架梁与斜撑；最后单件拆除框架柱；

M.作为支撑设备的平台主梁采取分件拆除，以支撑还原炉的+58.4m平台为例，先拆除四周平台板及次梁，然后平台主梁单件进行拆除；

N.楼梯间中，1#和2#楼梯标高为+0.000～+66.5m；3#楼梯标高为+66.5m～+118m，楼梯间作为作业人员的上下通道，随框架拆除进度从上往下，进行分段拆除；

O.拆除下部框架系统时：框架梁与斜撑采取组合式整体拆除；框架柱单件进行拆除；

P.电梯井结构标高+0.00～+118m，电梯井结构随塔架拆除进度从上至下分10大段进行拆除；

Q.组合拆除的构件在地面再次解体，小型构件进行捆绑包装后进行二级编号，然后装车发运；

R.塔架运至安装工地后，先进行坡口、高强螺栓连接节点的修复处理；除锈、涂装后，按组合吊装情况进行地面组装；

S.塔架按拆除的相反顺序，从下往上分为7～9大段进行安装；下部框架柱单件吊装，下部框架梁与斜撑组装成整体吊装；

T.中部框架柱单件吊装，中部框架梁与斜撑在地面组装成整体吊装；

U.上部框架沿轴线横向的柱、梁及斜撑在地面组装成整片吊装，沿轴线纵向的框架梁及斜撑地面组装成整体吊装；

V.电梯井结构、楼梯间随框架安装进度从下往上分段安装；各层平台随框架安装进度从下往上，逐层进行安装。

2.如权利要求1所述的用于大型高耸钢结构的保护性拆除和安装方法，其特征是：大型起重机采用750吨履带式吊机起吊。