省級工法申報書1

推廣應用前景本工法施工簡單，吊裝安全可靠，施工成本低，施工工期短?？蛇m用于1001000M3倒錐殼水塔水箱吊裝以及大型構件的吊裝工程。主要技術文件目錄一、前言二、工法特點三、適用范圍四、工藝原理五、工藝流程及操作要點六、材料與設備七、質量控制八、安全措施九、環(huán)保措施十、效益分析十一、應用實例預應力鋼絞線提升大型構筑物、設備施工工法研究與應用一、工程概況該項目在石家莊市平山縣南甸鎮(zhèn)的二期、三期高爐事故水塔工程進行實施，已竣工，運行效果良好。二、使用部位及前提倒錐殼水塔具有結構緊湊、造型美觀等優(yōu)點，在全國范圍內被廣泛采用。目前常用的標準水塔為100500M3。隨著我國生產力的發(fā)展，鋼鐵冶金行業(yè)技術的不斷提高，現(xiàn)在高爐容量在不斷增大，為了保證高爐等設備在在特殊停電情況下的工業(yè)用水，需要配置40M高1000M3倒錐殼水塔，為其提供事故用水。1000M3屬于非標準型水塔，直徑大，高度40M，水箱重量達到350T，水箱提升難度較大，危險系數(shù)高。因此如何選擇確定水箱的提升方案成為整個水塔施工的關鍵，采用預應力鋼絞線提升操作簡單，吊裝安全可靠，而且施工成本低，吊裝效率高，節(jié)省工期。采用鋼絞線吊裝水塔水箱，筒身和水箱先行預制，筒頂安裝鋼制提升架，提升水箱以筒身為支座，鋼制提升架由斜支撐柱、上鋼梁、下鋼梁、聯(lián)系桿件等組成，上、下鋼梁間安放液壓千斤頂，并在上、下鋼梁上面安放預應力單孔錨具，鋼絞線穿過上下錨具。千斤頂頂起上鋼梁，上錨具自動將鋼絞線鎖緊，隨上鋼梁向上運動；下錨具夾片受鋼絞線向上的摩擦力，夾片自動打開，水箱被提起上升。當千斤頂回程時，下錨具自動將鋼絞線鎖住。上鋼梁靠回落帶動上錨具，上錨具靠鋼絞線的推力自動打開，鋼絞線自上錨具孔中退出，操作千斤頂不斷往復運動，上下錨具不斷交替打開、鎖緊，使鋼絞線帶動水箱持續(xù)上升，直到完成全部提升吊裝。三、主要特點采用鋼絞線，利用筒身做支點吊裝，水箱在地面預制，保證水箱施工質量，減少高空作業(yè)。鋼絞線吊裝倒錐殼水箱，施工簡單，吊裝安全平穩(wěn)，節(jié)省施工成本，縮短工期。四、工藝流程及操作要點41工藝流程安裝提升平臺上的斜牛腿、下鋼梁、上鋼梁上下鋼梁之間安放千斤頂穿鋼絞線并隨即用夾片鎖緊鋼絞線，拉緊鋼絞線固定水箱下錨具安下、上鋼梁錨具安裝電動油泵、分油器及千斤頂油路接通電源并關閉分油器針形閥液壓油泵試工作，檢查油泵是否正常油泵正式工作、千斤頂進油，千斤頂活塞頂升錨具帶動水箱上升行程結束，油泵回油，千斤頂活塞下降，下錨具同時鎖緊鋼絞線千斤頂上錨具松開，并隨之下降重復提升過程直至水箱到設計標高安裝臨時剛托架水箱下支承環(huán)梁澆筑混凝土并達設計強度在水箱下環(huán)梁上端切斷鋼絞線，卸下千斤頂及上錨具、油泵及提升鋼架。42吊裝機具選擇421提升架的設計和安裝根據支筒頂端12根支撐柱位置，將提升架設置為12邊形，見下圖。安裝流程1、支筒上環(huán)梁澆筑時環(huán)向均布預埋12塊鋼板，斜支撐柱焊接在預埋鋼板上，斜支撐上端中心與水箱下環(huán)梁中心垂直。2、斜支撐頂端焊接下鋼梁墊板，在墊板上焊接12邊形下鋼梁，鋼梁選用22號槽鋼，采用槽鋼截面為，間距為3CM。3、下鋼梁接頭處焊接接頭蓋板即千斤頂墊板。下鋼梁焊接完成后，在下鋼梁與上人井預埋鋼板間焊接拉接工字鋼連桿。然后在連桿上用木板鋪設操作平臺。4、上鋼梁其做法同下鋼梁，上鋼梁焊接完畢，將千斤頂安放于上下鋼梁之間，在上下鋼梁間焊接U形防側移槽鋼架，防止偏移。圖41提升架俯視圖圖42提升架前視圖圖43提升架軸測示意圖圖44提升架單柱示意圖提升架安裝前，應在地面上試拼裝，檢測合格后，再分件運至筒頂正式安裝。安裝順序為斜拉支撐桿件下鋼梁及徑向聯(lián)系桿件上鋼梁及導向架吊起上鋼梁固定安裝千斤頂放下上鋼梁落在千斤頂上面。水箱提升鋼架計算書見附件1422鋼絞線選用鋼絞線選用預應力鋼絞線1X71781860MPA，鋼絞線使用根數(shù)NKN/AR，式中K為吊裝安全系數(shù)，不小于3；N為水柜總重（包括施工荷載等）本工程水箱重量為350T即3500KN；A為一根鋼絞線的有效面積（MM2）取A191MM2；R為鋼絞線鋼絲強度級別為1860MPA。N335001000/186019129根。根據本水塔實際情況及安全系數(shù)，預應力鋼絞1X71781860MPA選用36根。安裝鋼絞線時，按所需長度將鋼絞線切割成段，兩端進行錨頭工序處理后，將鋼絞線從水柜下環(huán)梁預埋套管中穿過，穿過錨具，將鋼絞線掛住。鋼絞線安裝完畢，即可開始安裝油泵及導線。安裝完畢的各條鋼絞線松緊不一，應力相差很大，必須進行調整，使其應力趨于均衡。調整方法是將錨具套在伸出錨頭的鋼絞線上，專人用杠桿順序撬緊，反復調整直到各線松緊一致為止。可用應力檢測儀檢查，也可用手直接拉搖鋼絞線，以手感判定各線的松緊程度和受力情況。423水箱下環(huán)梁錨具采用KM221860型錨具。424千斤頂選擇水柜提升時千斤頂你選用12個額定起重量為100T行程為200MM,PKN/NF，式中N為水柜總重，包括施工荷載等；F為一個千斤頂?shù)念~定起重量,N為擬選用千斤頂個數(shù)。通過計算確定千斤頂數(shù)量（安全系數(shù)3）。P3350/10012875T,滿足起重要求425電動油泵選擇選用液壓油泵GBY63MPA兩臺，經過一拖六千斤頂給每臺千斤頂供油，油泵壓力為額定63MPA。426、操作控制1水箱提升前應完成的工作筒身、水箱混凝土強度等符合設計要求。11筒身提升鋼架上下鋼梁其位置與水箱下梁預埋32鋼管相對應，鋼梁間隙、預埋鋼管孔應在同一中心垂線上。12平臺四周焊接鋼欄桿，筒身內設爬梯，平臺中間滿鋪不小于30MM厚的木板。13下鋼梁就近千斤頂位置處制作刻度標桿，以便提升時隨時觀察水箱的水平度。2構造要求21水箱下環(huán)梁吊點構造在預制水箱時，水箱下環(huán)梁底邊預埋一圈厚12MM鋼板，使水箱吊點在提升時受力均勻，將36根32鋼管沿環(huán)向均勻穿過并焊接在預埋鋼板上，鋼管下口與鋼板下表面平齊，將其澆筑在水箱下環(huán)梁中，水箱提升時將鋼絞線穿過鋼管并用錨具鎖緊，22水箱下環(huán)梁吊點錨墊板構造吊點和鋼絞線總根數(shù)確定后，選用KM221860錨具，該錨具用于預應力結構時由錨墊板和錨板配套；水箱預制時應將水箱放在事先用砼澆筑而成的12個高300MM混凝土支墩上，為提升時穿鋼絞線固定錨具提供方便。22水塔提升鋼架的構造要求提升鋼架比水箱設計固定位置高2200MM,上下鋼梁內切圓直徑應與水箱下環(huán)梁直徑相等。3操作注意事項31提升鋼架須注意接觸面嚴密，高低不平處須用用墊鐵墊平并將其可靠焊接。32鋼絞線應用砂輪切割機切斷，拆除鋼絞線時可用氣割割斷，割斷后，需將端頭處用細鐵絲綁緊。33水箱下環(huán)梁的吊點錨具鎖緊前，每根鋼絞線應基本拉緊到同一程度，夾片完全夾緊。34提升鋼架上液壓系統(tǒng)安裝完畢后應進行試運轉，先充油排氣，然后加壓至20N/MM2，每次持壓5MIN，重復3次后檢查各密封處是否滲漏，待各部工作正常后接通千斤通。35提升時發(fā)現(xiàn)千斤頂不同步或鋼絞線有松動時應及時調整進油量控制千斤頂升差。36第一次提升時，以水箱離支點200MM時停止24H，以觀察此階段是否有異?，F(xiàn)象。37提升過程中，須隨時察看水箱的水平度，發(fā)現(xiàn)不平隨即調平。提升結束后應檢查各錨固牢靠，如有問題應及時錨緊。并用木楔把水箱下環(huán)梁與筒身之間空隙楔緊，水箱下環(huán)梁用鋼支撐固定。38為使2臺油泵同步工作，每個千斤頂旁固定一根標尺，在千斤頂活塞頂上設一指針對準標尺。活塞向上頂升時指針隨時指出提升高度，根指針高差相差達10MM時，應隨時調節(jié)千斤頂進油量，以控制千斤頂行走速度。4、材料與設備41材料控制嚴把材料質量關，對提升架所用槽鋼、鋼板以及鋼絞線錨具嚴格檢驗，不合格材料杜絕使用。42水箱提升材料設備表名稱規(guī)格型號數(shù)量備注千斤頂BM100TX20018臺其中備用6臺電動油泵GBY63MPA2臺錨具KM221860158只其中筒身提升平臺上下鋼梁72只，水箱下環(huán)梁處36只，其余備用50只鋼絞線17836根585米/根卷揚機3T1臺主要用于提升和拆除作業(yè)時物件垂直運輸塔頂提升鋼梁自制1套采用22槽鋼，20鋼板焊成提升鋼架五、施工技術要求51所有鋼結構部分（包括提升架、吊環(huán)等）的焊接必須由具有焊接合格證的焊工焊接，并應由檢查員簽字方可投入使用；52各部檢查確認無問題后，以1MPA的油壓將松馳的鋼絞線抽緊，然后進行加壓提升，上升到200MM時停止，再次詳細檢查，24小時后，在確保無誤的情況下方可繼續(xù)升；53水箱提升時應盡量減小千斤頂回油所產生的沖擊荷載；如果發(fā)現(xiàn)水箱偏斜，應在提升過程中，通過調整針形閥，減小偏高那面千斤頂?shù)奶嵘?，從而達到調平的目的；54水箱上升到規(guī)定標高還有50MM時，再進行一次嚴格精密的調平。到位后，應按圖紙要求對水箱的水平度及對中情況進行仔細檢查，并做好記錄。55安裝質量標準項目允許偏差備注標高誤差10MM中心線位置偏差5MM不平誤差5MM56該施工工藝工期短，為高爐提前運行保駕護航。該施工工藝安全可靠，避免高空搭設腳手架風險。六、經濟與社會效益證明材料預應力鋼絞線提升水箱工藝比穿心千斤頂圓鋼爬桿提升水箱工藝施工工期提前5天；鋼絞線提升方案需用鋼絞線45T,穿心千斤頂圓鋼爬桿提升案則需要145T,鋼材節(jié)約10T；鋼絞線方案需要油泵、分油器、千斤頂?shù)热自O備共計65萬元。穿心千斤頂方案則需額定起重量30KN千斤頂300臺、油泵兩臺，攤銷費、修理費折合8萬元。使用本方法施工提高了施工工期，保住了施工質量，節(jié)省了施工成本，而且安全可靠，達到建設單位按期投產的要求。平山縣敬業(yè)冶煉有限公司2013年11月5日七、應用實例在河北平山敬業(yè)冶煉有限公司31260事故水塔工程采用本工法施工，水箱安全平穩(wěn)就位，施工工期縮短了5天，節(jié)省了施工成本，保證了建設單位按時投產使用，得到建設監(jiān)理單位的一致好評。工程照片鋼架布置鋼絞線安裝油泵設置油路布置上橫梁錨具下橫梁錨具頂升錨具控制錨具控制同步控制水箱試吊吊裝就位經濟與社會效益證明材料預應力鋼絞線提升水箱工藝比穿心千斤頂圓鋼爬桿提升水箱工藝施工工期提前5天；鋼絞線提升方案需用鋼絞線45T,穿心千斤頂圓鋼爬桿提升案則需要145T,鋼材節(jié)約10T；鋼絞線方案需要油泵、分油器、千斤頂?shù)热自O備共計65萬元。穿心千斤頂方案則需額定起重量30KN千斤頂300臺、油泵兩臺，攤銷費、修理費折合8萬元。使用本方法施工提高了施工工期，保住了施工質量，節(jié)省了施工成本，而且安全可靠，達到建設單位按期投產的要求。平山縣敬業(yè)冶煉有限公司2013年11月5日附件1水箱提升鋼架計算書水塔水箱自重350T3500KN共有36個吊點，每個吊點F3500/36972KN每根簡支梁上設3個吊點，吊裝時考慮11的動力系數(shù)F11X972107KN1、驗算千斤頂上方1/12簡支鋼梁計算簡圖如下設計信息鋼梁鋼材Q235梁跨度M1359梁平面外計算長度M2600鋼梁截面普通熱軋槽鋼背對背組合22A肢間距30容許撓度限值L/1807550MM強度計算凈截面系數(shù)1000計算梁截面自重作用計算簡支梁受荷方式豎向單向受荷設計依據建筑結構荷載規(guī)范（GB500092012）鋼結構設計規(guī)范（GB500172003）簡支梁作用與驗算1、截面特性計算A63680E003XC92000E002YC11000E001IX47878E005IY11409E005IX86700E002IY42327E002W1X43520E004W2X43520E004W1Y12401E004W2Y12401E0042、簡支梁自重作用計算梁自重荷載作用計算簡支梁自重KNG67935E001自重作用折算梁上均布線荷KN/MP49989E0013、梁上恒載作用荷載編號荷載類型荷載值1荷載參數(shù)1荷載參數(shù)2荷載值21410700034000000241070006800000034107001020000004、單工況荷載標準值作用支座反力壓為正,單位KN恒載標準值支座反力左支座反力RD1160722,右支座反力RD21609585、梁上各斷面內力計算結果組合11恒1活斷面號1234567彎矩KNM0000181993639154576606656672072768剪力KN160722160665160608160552534955343953382斷面號8910111213彎矩KNM66746606655457636444182250000剪力KN5367553731537881608451609011609586、簡支梁截面強度驗算簡支梁最大正彎矩KNM72795組合1控制位置0680M強度計算最大應力N/MM2159303F215000簡支梁抗彎強度驗算滿足。簡支梁最大作用剪力KN160958組合1控制位置1359M簡支梁抗剪計算應力N/MM261281FV125000簡支梁抗剪承載能力滿足。7、簡支梁整體穩(wěn)定驗算平面外長細比Y61426梁整體穩(wěn)定系數(shù)B0984簡支梁最大正彎矩KNM72795組合1控制位置0680M簡支梁整體穩(wěn)定計算最大應力N/MM2169945F215000簡支梁整體穩(wěn)定驗算滿足。8、簡支梁撓度驗算標準組合10恒斷面號1234567彎矩KNM0000181993639154576606656672072768剪力KN160722160665160608160552534955343953382斷面號8910111213彎矩KNM66746606655457636444182250000剪力KN536755373153788160845160901160958簡支梁撓度計算結果斷面號1234567撓度值MM0000035106780958117013031349斷面號8910111213撓度值MM130311700958067803510000最大撓度所在位置0679M計算最大撓度1349MM容許撓度7550MM簡支梁撓度驗算滿足。梁軸力圖梁彎矩圖簡支梁驗算滿足。計算結束2、驗算千斤頂下方鋼梁支架簡支梁上設三個吊點可知千斤頂支座的反力為2R3FF/2F4F每個支座反力R2F支架計算簡圖設計主要依據建筑結構荷載規(guī)范GB500092001建筑抗震設計規(guī)范GB500112010鋼結構設計規(guī)范GB500172003總信息結構類型構筑物設計規(guī)范按鋼結構設計規(guī)范計算結構重要性系數(shù)100節(jié)點總數(shù)4柱數(shù)3梁數(shù)0支座約束數(shù)3標準截面總數(shù)2活荷載計算信息考慮活荷載不利布置風荷載計算信息不計算風荷載鋼材Q235梁柱自重計算信息柱梁自重都計算恒載作用下柱的軸向變形考慮梁柱自重計算增大系數(shù)120基礎計算信息不計算基礎梁剛度增大系數(shù)100鋼結構凈截面面積與毛截面面積比085鋼柱計算長度系數(shù)計算方法有側移鋼結構階形柱的計算長度折減系數(shù)0800鋼結構受拉柱容許長細比300鋼結構受壓柱容許長細比150鋼梁恒活容許撓跨比L/400鋼梁活容許撓跨比L/500柱頂容許水平位移/柱高L/500地震作用計算不考慮地震作用窄行輸出全部內容節(jié)點坐標節(jié)點號XY節(jié)點號XY節(jié)點號XY1238000226215030001504000000柱關聯(lián)號柱號節(jié)點節(jié)點柱號節(jié)點節(jié)點柱號節(jié)點節(jié)點132241312梁關聯(lián)號梁號節(jié)點節(jié)點梁號節(jié)點節(jié)點梁號節(jié)點節(jié)點柱上下節(jié)點偏心節(jié)點號柱偏心值節(jié)點號柱偏心值節(jié)點號柱偏心值節(jié)點號柱偏心值1000200030004000標準截面信息1、標準截面類型135,222A,0010普通槽鋼組合231,I14,普通工字鋼截面I柱布置截面號,鉸接信息,截面布置角度柱號標準截鉸接截面布柱號標準截鉸接截面布面號信息置角度面號信息置角度123022303130梁布置截面號,鉸接信息,截面布置角度梁號標準截鉸接截面布梁號標準截鉸接截面布面號信息置角度面號信息置角度2、標準截面特性截面號XCYCIXIYA1008200011000047878E04026851E04063680E022004000007000071200E05064300E06021500E02截面號IXIYW1XW2XW1YW2Y1086700E01064935E01043520E03043520E03032746E03032746E032057500E01017300E01010170E03010170E03016100E04016100E04恒荷載計算節(jié)點荷載節(jié)點號彎矩垂直力水平力2000214000000柱荷載柱號荷載類型荷載值荷載參數(shù)1荷載參數(shù)20梁荷載連續(xù)數(shù)荷載個數(shù)荷載類型荷載值1荷載參數(shù)1荷載值2荷載參數(shù)2恒荷載標準值作用計算結果柱內力柱號MNVMNV100135780270003578026200000002400000002430002181300800021723007梁內力梁號MNVMNV恒荷載作用下的節(jié)點位移MM節(jié)點號X向位移Y向位移20203活荷載計算節(jié)點荷載節(jié)點號彎矩垂直力水平力0柱荷載柱號荷載類型荷載值荷載參數(shù)1荷載參數(shù)20梁荷載連續(xù)數(shù)荷載個數(shù)荷載類型荷載值1荷載參數(shù)1荷載值2荷載參數(shù)2活荷載標準值作用下的節(jié)點位移MM節(jié)點號X向位移Y向位移20000荷載效應組合計算荷載效應組合及強度、穩(wěn)定、配筋計算鋼柱1截面類型31布置角度0計算長度LX262,LY262長細比X457,Y1517構件長度262計算長度系數(shù)UX100UY100抗震等級不考慮抗震截面參數(shù)I14普通工字鋼軸壓截面分類X軸A類,Y軸B類構件鋼號Q235驗算規(guī)范普鋼規(guī)范GB500172003柱下端柱上端組合號MNVMNV100142940320004294032200135780270003578026300142940320004294032400135780270003578026500142940320004294032600135780270003578026700148310360004831036800142940320004294032900135780270003578026100014831036000483103611001429403200042940321200135780270003578026130014831036000483103614001429403200042940321500135780270003578026160014831036000483103617001429403200042940321800135780270003578026190014294032000429403220001357802700035780262100142940320004294032220013578027000357802623001429403200042940322400135780270003578026250014294032000429403226001357802700035780262700142940320004294032280013578027000357802629001429403200042940323000135780270003578026310014294032000429403232001357802700035780263300142940320004294032340013578027000357802635001429403200042940323600135780270003578026370014294032000429403238001357802700035780263900142940320004294032400013578027000357802641001429403200042940324200135780270003578026430014294032000429403244001357802700035780264500142940320004294032460013578027000357802647001429403200042940324800135780270003578026強度計算最大應力對應組合號7,M001,N4831,M000,N4831強度計算最大應力N/MMMM2643強度計算最大應力比0123強度計算最大應力F21500拉桿,平面內長細比46300拉桿,平面外長細比152300構件重量KG4430鋼柱2截面類型31布置角度0計算長度LX238,LY238長細比X413,Y1373構件長度238計算長度系數(shù)UX100UY100抗震等級不考慮抗震截面參數(shù)I14普通工字鋼軸壓截面分類X軸A類,Y軸B類構件鋼號Q235驗算規(guī)范普鋼規(guī)范GB500172003柱下端柱上端組合號MNVMNV100000002900000002920000000240000000243000000029000000029400000002400000002450000000290000000296000000024000000024700000003200000003280000000290000000299000000024000000024100000000320000000321100000002900000002912000000024000000024130000000320000000321400000002900000002915000000024000000024160000000320000000321700000002900000002918000000024000000024190000000290000000292000000002400000002421000000029000000029220000000240000000242300000002900000002924000000024000000024250000000290000000292600000002400000002427000000029000000029280000000240000000242900000002900000002930000000024000000024310000000290000000293200000002400000002433000000029000000029340000000240000000243500000002900000002936000000024000000024370000000290000000293800000002400000002439000000029000000029400000000240000000244100000002900000002942000000024000000024430000000290000000294400000002400000002445000000029000000029460000000240000000244700000002900000002948000000024000000024翼緣容許寬厚比B/T1500翼緣寬厚比B/T340B/T1500拉桿,平面內長細比41300拉桿,平面外長細比137300構件重量KG4008鋼柱3截面類型35布置角度0計算長度LX152,LY152長細比X175,Y234構件長度152計算長度系數(shù)UX100UY100抗震等級不考慮抗震截面參數(shù)222A普通槽鋼組合,DMM10軸壓截面分類X軸B類,Y軸B類構件鋼號Q235驗算規(guī)范普鋼規(guī)范GB500172003柱下端柱上端組合號MNVMNV100026176009000260680092000218130080002172300730002617600900026068009400021813008000217230075000261760090002606800960002181300800021723007700029448011000293260108000261760090002606800990002181300800021723007100002944801100029326010110002617600900026068009120002181300800021