CN110735557B - 一种大型塔体失重倾倒方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种大型塔体失重倾倒方法，属于塔体拆除领域。本发明在塔体某一高度位置标设前中心点A，通过点A沿上下划线为前中心线，在塔体的后方标设好该点直径的后对称点B，通过该点B上下划线为后中心线；以点A为底部起点，在前中心线两侧对称切割开口区；以点B为起点，以线切割形式在后中心线两侧对称切割，切割区端部与开口区边缘之间具有保留区；切割完成，通过拉绳拉倒塔体。本发明克服现有技术中传统的钢结构塔体拆除方法存在拆除工期长、危险系数高、拆除费用大等问题，旨在寻找一种减少高空作业、受限空间作业和吊装作业的方法，拟提供一种大型塔体失重倾倒方法，既能缩短施工周期减少成本，又能降低安全风险。

Description

一种大型塔体失重倾倒方法

技术领域

本发明涉及钢结构塔体拆除技术领域，更具体地说，涉及一种大型塔体失重倾倒方法。

背景技术

钢结构的大型高塔是化工厂常见的设备，塔的直径一般在5-8m，高度在30-50m之间，塔内为密闭空间且塔内有大量的塔内件及填料，经长时间生产运转，塔内存在有毒有害物质，一经停用，则拆除比较困难。传统的拆除方法普遍采用从上到下层层吊装拆解的方法，步骤如下：

1、拆除塔周边的管道、阀门等附件；2、在塔的四周搭设约40m高的脚手架以供施工人员施工；3、工人通过人孔进入塔内，拆除塔内件及填料并将塔内件及填料吊装到地面；4、工人在塔顶焊接四个吊耳；5、启用吊车将钢丝绳两头分别挂在吊车吊钩和塔顶吊耳上；6、施工人员在离塔顶8-10m处切割环形切割线；7、使用吊车将塔顶切割的塔壁吊装下来；8、重复前面步骤3-5次将整座塔分解。

传统的高塔拆除方式会存在问题：1、拆除工期较长；2、频繁的高处作业、吊装作业及动火作业增加安全风险；3、拆除消耗的资金比较大；4、塔内件拆除属受限空间作业且塔内存在有毒有害物质，需佩戴防护面罩及呼吸器等，存在较大的安全隐患。如何更安全简便地进行高塔拆除是行业内不断追求的目标。

经检索，中国专利申请号：2018112360684，发明创造名称为：高炉带框架定向倾倒式拆除的方法，该申请案公开了一种高炉带框架定向倾倒式拆除的方法，包括以下步骤：A、根据高炉周边设备的分布确定倾倒区域，保证倾倒区域到周边设备的距离；B、在倾倒区域内设置减震装置；C、在高炉底部靠近倾倒区域的一侧开口，并对高炉的框架底部进行切割；D、远程操作线切割设备将底部开口处的高炉侧壁切断，高炉连同框架朝着倾倒区域倾倒；E、将倒地后的高炉以及框架分割成小块并运走，完成拆除。该申请案针对高炉的具体情况，设计了适用于高炉连带框架的定向倾倒拆除技术，与传统的高炉拆除技术相比，提高拆除效率，同时在拆除的同时保证高炉周边设备正常生产。但该申请案难以准确适用于高塔拆除，仍有进一步优化的空间。

发明内容

1.发明要解决的技术问题

本发明的目的在于克服现有技术中传统的钢结构塔体拆除方法存在拆除工期长、危险系数高、拆除费用大等问题，旨在寻找一种减少高空作业、受限空间作业和吊装作业的方法，拟提供一种大型塔体失重倾倒方法，既能缩短施工周期减少成本，又能降低安全风险。

2.技术方案

为达到上述目的，本发明提供的技术方案为：

本发明的一种大型塔体失重倾倒方法，按照以下步骤进行：

S1、在塔体顶部连接拉绳，在塔体某一高度位置标设前中心点A，通过该前中心点A沿塔体高度方向上下划线为前中心线，以该前中心点A为起点量取塔体周长L，并在塔体的后方标设好该点直径的后对称点B，通过该后对称点B上下划线为后中心线；

S2、以前中心点A为底部起点，在前中心线两侧对称切割开口区，开口区沿塔体高度向上延伸；以后对称点B为起点，以水平线切割形式在后中心线两侧对称切割，切割区端部与开口区边缘之间具有未经切割的保留区；

S3、切割完成，人员撤离，通过拉绳拉倒塔体。

更进一步地，前中心点A距离塔体底部的高度为0.8-1.2m，开口区沿前中心点A继续向上延伸的高度为1.5-1.8m。

更进一步地，开口区包括上部的矩形开口区和下部的锥形开口区，锥形开口区沿矩形开口区底部继续向下开口逐渐增大。

更进一步地，矩形开口区宽度方向的内壁与前中心线之间的距离L1为0.18L-0.2L，L为塔体周长；锥形开口区底部最宽处与同侧矩形开口区内壁之间距离L3为0.07L-0.08L。

更进一步地，切割区端部与开口区之间保留区的长度L2为0.076L-0.078L。

更进一步地，在塔体上沿前中心线和后中心线两侧分别对称设置有防扭转块，开口区底部开口两侧分别设置有两组防扭转块，后中心线的两侧分别设置有一组防扭转块。

更进一步地，每组防扭转块包括上下配合设置的两个防扭转块，其中一个设置在待倾倒的塔体上，另一个设置在塔体底部倾倒保留的塔墩上，上下两个防扭转块互相搭接。

更进一步地，开口区侧边的第一组防扭转块与开口区底部边缘之间距离L5为0.03L-0.05L，第二组防扭转块与第一组防扭转块之间距离L6为0.03L-0.05L，后中心线侧边的防扭转块与后中心线之间的距离L4为0.015L-0.02L。

更进一步地，防扭转块三角形板，包括呈L形分布的立板和水平板；立板和水平板之间设置有倾斜延伸的加强板，整体形成三角结构，上下配合使用的两个防扭转块呈对称分布。

更进一步地，沿塔体预倾倒方向，在塔体的预倾倒顶端对应位置设置有缓冲堆。

3.有益效果

采用本发明提供的技术方案，与现有技术相比，具有如下有益效果：

(1)本发明的一种大型塔体失重倾倒方法，通过精确定位与控制，在塔体上切割出开口区和切割区，采用定向倾倒方式拆除钢结构塔体，拆除的主要工作在地面完成，减少了大量的高空作业和吊装作业，拆除周期较短，施工人员无需进入塔内，保证人员安全及对突发情况更有效的控制。

(2)本发明的一种大型塔体失重倾倒方法，在塔体上沿前中心线和后中心线两侧分别对称设置有防扭转块，塔体倾倒时，倾倒的塔体上的和保留的塔墩上的防扭转块会逐渐相互抵紧，从而有效防止塔体出现扭转，保证拆卸倾倒安全。

附图说明

图1为本发明中塔体倾倒状态示意图；

图2为本发明中塔体平面展开状态示意图；

图3为本发明中防扭转块的位置分布状态示意图；

图4为本发明中防扭转块的安装状态示意图；

图5为本发明中防扭转块的结构示意图。

示意图中的标号说明：

100、塔体；101、前中心线；102、后中心线；103、切割区；104、保留区；

200、开口区；210、矩形开口区；220、锥形开口区；300、防扭转块；301、立板；302、水平板；303、加强板。

具体实施方式

为进一步了解本发明的内容，结合附图对本发明作详细描述。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

下面结合实施例对本发明作进一步的描述。

实施例1

如图1-图5所示，本实施例的一种大型塔体失重倾倒方法，按照以下步骤进行：

S1、在塔体100顶部连接拉绳，在塔体100某一高度位置标设前中心点A，通过该前中心点A沿塔体100高度方向上下划线为前中心线101，以该前中心点A为起点量取塔体100周长L，并在塔体100的后方标设好该点直径的后对称点B，通过该后对称点B上下划线为后中心线102；

S2、以前中心点A为底部起点，在前中心线101两侧对称切割开口区200，开口区200沿塔体100高度向上延伸；以后对称点B为起点，以水平线切割形式在后中心线102两侧对称切割，切割区103端部与开口区200边缘之间具有未经切割的保留区104；

S3、切割完成，人员撤离，通过拉绳拉倒塔体100。

本实施例中沿塔体100预倾倒方向，在塔体100的预倾倒顶端对应位置会设置有缓冲堆，如缓冲土堆；由于塔内件及填料在塔内分布较为均匀，塔的重心在塔内中心线上，适合采用倾倒拆除方法，如图1所示为倾倒效果，操作时在塔顶设置钢丝拉绳，且绳子固定在地面吊耳上，用于引导塔体100倾倒时方向。为保证塔体100定向倾倒，本实施例以预倾倒方向为基准向两侧对称切割，因而需对切割尺寸进行标定。本实施例在塔体100预想倒塌的方向0.8m高度的位置标设前中心点A，以该点为起点量取塔体100的周长L，并在塔体100后方标设好该点直径的后对称点B，并分别对应划线标设前中心线101和后中心线102，在后对称点B处沿着周长方向水平划线为下部切割线。如图2所示，为塔体100将周长截面展开的示意图，塔体100周长为L，开口区200包括上部的矩形开口区210和下部的锥形开口区220，锥形开口区220沿矩形开口区210底部继续向下开口逐渐增大。前中心点A距离塔体100底部的高度为0.8-1.2m，开口区200沿前中心点A继续向上延伸的高度为1.5-1.8m，矩形开口区210宽度方向的内壁与前中心线101之间的距离L1为0.18L-0.2L，L为塔体100周长；锥形开口区220底部最宽处与同侧矩形开口区210内壁之间距离L3为0.07L-0.08L，且锥形开口区220顶部到底部的高度间距不小于矩形开口区210顶部到底部的高度间距。切割区103端部与开口区200之间保留区104的长度L2为0.076L-0.078L，即从后对称点B向两侧切割的单侧切割区103长度为0.5L-L1-L3-L2。

本实施例中在塔体100上沿前中心线101和后中心线102两侧分别对称设置有防扭转块300，开口区200底部开口两侧分别设置有两组防扭转块300，后中心线102的两侧分别设置有一组防扭转块300。每组防扭转块300包括上下配合设置的两个防扭转块300，其中一个设置在待倾倒的塔体100上，另一个设置在塔体100底部倾倒保留的塔墩上，上下两个防扭转块300互相搭接，即上面防扭转块300的底部和下面防扭转块300的顶部是在同一水平线上。如图3所示，开口区200侧边的第一组防扭转块300与开口区200底部边缘之间距离L5为0.03L-0.05L，第二组防扭转块300与第一组防扭转块300之间距离L6为0.03L-0.05L，后中心线102侧边的防扭转块300与后中心线102之间的距离L4为0.015L-0.02L。

如图4和图5所示，本实施例中防扭转块300为三角形板，包括呈L形分布的立板301和水平板302；立板301和水平板302之间设置有倾斜延伸的加强板303，整体形成三角结构，上下配合使用的两个防扭转块300呈对称分布，上下的两个水平板302相对搭接。塔体100倾倒时，倾倒的塔体100上的和保留的塔墩上的防扭转块300会逐渐相互抵紧，从而有效防止塔体100出现扭转，保证拆卸倾倒安全。

具体在本实施例中，实际操作时在前中心点A位置继续向上高1.5m位置，即距离塔底地面2.3m位置，分别向两边水平划线L1＝0.18L距离，为上部切割线，在后对称点B处沿着周长方向水平划线为下部切割线，连接上部切割线与下部切割线为垂线，然后分别在距离下部切割线1m高度处连接垂足外0.07L处位置的线段，再由后对称点B分别向两侧划线并标好刻度，与前方开口区200最后侧切割点之间保留距离0.076L，作为不切割的保留区104。首先按标设刻度切割出开口区200，然后由电焊工分别在对应位置焊接防扭转块300，开口区200侧边的第一组防扭转块300与开口区200底部边缘之间距离L5为0.03L，第二组防扭转块300与第一组防扭转块300之间距离L6为0.03L，后中心线102侧边的防扭转块300与后中心线102之间的距离L4为0.015L。由两名气割工从后对称点B开始开始分别向两边按照标设的刻度沿着下部切割线同步水平切割，直到保留区104的长度为L2＝0.076L时，所有作业人员向后方撤离至安全距离，由捣镐机将塔体100拉倒。

经验证，采用本实施例的定向倾倒方式拆除钢结构塔体，拆除的主要工作在地面完成，减少了大量的高空作业和吊装作业，拆除周期较短，施工人员无需进入塔内，保证人员安全及对突发情况更有效的控制。

实施例2

本实施例的一种大型塔体失重倾倒方法，基本同实施例1，所不同的是，本实施例实际操作时，在塔体100预想倒塌的方向1.2m高度的位置标设前中心点A，在前中心点A位置继续向上高1.8m位置，即距离塔底地面3m位置，分别向两边水平划线L1＝0.2L距离，为上部切割线，在后对称点B处沿着周长方向水平划线为下部切割线，连接上部切割线与下部切割线为垂线，然后分别在距离下部切割线1.5m高度处连接垂足外0.08L处位置的线段，再由后对称点B分别向两侧划线并标好刻度，与前方开口区200最后侧切割点之间保留距离0.078L，作为不切割的保留区104。首先按标设刻度切割出开口区200，然后由电焊工分别在对应位置焊接防扭转块300，开口区200侧边的第一组防扭转块300与开口区200底部边缘之间距离L5为0.05L，第二组防扭转块300与第一组防扭转块300之间距离L6为0.05L，后中心线102侧边的防扭转块300与后中心线102之间的距离L4为0.02L。由两名气割工从后对称点B开始开始分别向两边按照标设的刻度沿着下部切割线同步水平切割，直到保留区104的长度为L2＝0.078L时，所有作业人员向后方撤离至安全距离，由捣镐机将塔体100拉倒。

实施例3

本实施例的一种大型塔体失重倾倒方法，基本同实施例1，所不同的是，本实施例实际操作时，在塔体100预想倒塌的方向1m高度的位置标设前中心点A，在前中心点A位置继续向上高1.6m位置，即距离塔底地面2.6m位置，分别向两边水平划线L1＝0.19L距离，为上部切割线，在后对称点B处沿着周长方向水平划线为下部切割线，连接上部切割线与下部切割线为垂线，然后分别在距离下部切割线1m高度处连接垂足外0.07L处位置的线段，再由后对称点B分别向两侧划线并标好刻度，与前方开口区200最后侧切割点之间保留距离0.077L，作为不切割的保留区104。首先按标设刻度切割出开口区200，然后由电焊工分别在对应位置焊接防扭转块300，开口区200侧边的第一组防扭转块300与开口区200底部边缘之间距离L5为0.04L，第二组防扭转块300与第一组防扭转块300之间距离L6为0.04L，后中心线102侧边的防扭转块300与后中心线102之间的距离L4为0.02L。由两名气割工从后对称点B开始开始分别向两边按照标设的刻度沿着下部切割线同步水平切割，直到保留区104的长度为L2＝0.077L时，所有作业人员向后方撤离至安全距离，由捣镐机将塔体100拉倒。

以上示意性的对本发明及其实施方式进行了描述，该描述没有限制性，附图中所示的也只是本发明的实施方式之一，实际的结构并不局限于此。所以，如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本发明创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种大型塔体失重倾倒方法，其特征在于：按照以下步骤进行：

S1、在塔体(100)顶部连接拉绳，在塔体(100)某一高度位置标设前中心点A，通过该前中心点A沿塔体(100)高度方向上下划线为前中心线(101)，以该前中心点A为起点量取塔体(100)周长L，并在塔体(100)的后方标设好该点直径的后对称点B，通过该后对称点B上下划线为后中心线(102)；

S2、以前中心点A为底部起点，在前中心线(101)两侧对称切割开口区(200)，开口区(200)沿塔体(100)高度向上延伸；以后对称点B为起点，以水平线切割形式在后中心线(102)两侧对称切割，切割区(103)端部与开口区(200)边缘之间具有未经切割的保留区(104)；在塔体(100)上沿前中心线(101)和后中心线(102)两侧分别对称设置有防扭转块(300)，开口区(200)底部开口两侧分别设置有两组防扭转块(300)，后中心线(102)的两侧分别设置有一组防扭转块(300)；每组防扭转块(300)包括上下配合设置的两个防扭转块(300)，其中一个设置在待倾倒的塔体(100)上，另一个设置在塔体(100)底部倾倒保留的塔墩上，上下两个防扭转块(300)互相搭接；

S3、切割完成，人员撤离，通过拉绳拉倒塔体(100)。

2.根据权利要求1所述的一种大型塔体失重倾倒方法，其特征在于：前中心点A距离塔体(100)底部的高度为0.8-1.2m，开口区(200)沿前中心点A继续向上延伸的高度为1.5-1.8m。

3.根据权利要求1所述的一种大型塔体失重倾倒方法，其特征在于：开口区(200)包括上部的矩形开口区(210)和下部的锥形开口区(220)，锥形开口区(220)沿矩形开口区(210)底部继续向下开口逐渐增大。

4.根据权利要求3所述的一种大型塔体失重倾倒方法，其特征在于：矩形开口区(210)宽度方向的内壁与前中心线(101)之间的距离L1为0.18L-0.2L，L为塔体(100)周长；锥形开口区(220)底部最宽处与同侧矩形开口区(210)内壁之间距离L3为0.07L-0.08L。

5.根据权利要求1所述的一种大型塔体失重倾倒方法，其特征在于：切割区(103)端部与开口区(200)之间保留区(104)的长度L2为0.076L-0.078L。

6.根据权利要求1所述的一种大型塔体失重倾倒方法，其特征在于：开口区(200)侧边的第一组防扭转块(300)与开口区(200)底部边缘之间距离L5为0.03L-0.05L，第二组防扭转块(300)与第一组防扭转块(300)之间距离L6为0.03L-0.05L，后中心线(102)侧边的防扭转块(300)与后中心线(102)之间的距离L4为0.015L-0.02L。

7.根据权利要求1所述的一种大型塔体失重倾倒方法，其特征在于：防扭转块(300)为三角形板，包括呈L形分布的立板(301)和水平板(302)；立板(301)和水平板(302)之间设置有倾斜延伸的加强板(303)，整体形成三角结构，上下配合使用的两个防扭转块(300)呈对称分布。

8.根据权利要求1-5任一项所述的一种大型塔体失重倾倒方法，其特征在于：沿塔体(100)预倾倒方向，在塔体(100)的预倾倒顶端对应位置设置有缓冲堆。

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