液壓頂升平橋在大型冷卻塔施工中的應(yīng)用

1、液壓頂升平橋在大型冷卻液壓頂升平橋在大型冷卻塔施工中的應(yīng)用塔施工中的應(yīng)用建筑與土木工程建筑與土木工程211507020014張傳迪張傳迪第一章第一章 施工背景及難點(diǎn)施工背景及難點(diǎn) 火電廠、核電站的循環(huán)水自然通風(fēng)冷卻塔是一種大型薄殼型構(gòu)筑物。建在水源不十分充足的地區(qū)的電廠，為了節(jié)約用水，需建造一個(gè)循環(huán)冷卻水系統(tǒng)，以使得冷卻器中排出的熱水在其中冷卻后可重復(fù)使用。 大型電廠采用的冷卻構(gòu)筑物多為雙曲線型冷卻塔。 冷卻塔筒壁施工采用液壓頂升平橋新技術(shù)，可縮短工期、減少設(shè)備投資。該技術(shù)融入電梯領(lǐng)域的機(jī)電一體化技術(shù)，可移植性強(qiáng)。河南鶴壁電廠5號(hào)冷卻塔程采用該技術(shù)，滿足了進(jìn)度、質(zhì)量及安全施工要求，經(jīng)濟(jì)社會(huì)效益

2、良好。 1.1冷卻塔施工傳統(tǒng)工藝的特點(diǎn) 冷卻塔施工的難點(diǎn)在于鋼筋混凝土筒壁，筒壁是一雙曲線高聳構(gòu)筑物，其喉部施工垂直運(yùn)輸是重中之重。冷卻塔垂直運(yùn)輸機(jī)械也在不斷改進(jìn)，由外井架吊橋式工藝轉(zhuǎn)變到排架升降機(jī)工藝，各工藝的特點(diǎn)如下： (1)外井架吊橋式工藝：拆裝難度較大，勞動(dòng)強(qiáng)度較高。危險(xiǎn)性較大；井架纜風(fēng)繩覆蓋面較大，一般不小于500m500m施工難度較大且不易管理、圍護(hù)；卷揚(yáng)機(jī)上料速度隨高度增加降低很大；受天氣影響較大。 (2)曲線電梯折臂吊工藝：曲線電梯人員輸送危險(xiǎn)性較大，垂直上料速度隨施工高度增加降低，施工易受天氣限制，由于折臂吊在塔中心位置，影響塔筒中心器的安置，筒壁半徑不易找正，且設(shè)備投入很大

3、，適用范圍很小。 (3)排架升降機(jī)工藝：排架腳手管用量較大(一般兩部電梯對(duì)稱設(shè)置)，排架腳手管租賃費(fèi)用較高；施工難度較大，施工用時(shí)較長；排架塔內(nèi)覆蓋面積較大，影響塔內(nèi)其他施工；升降機(jī)上料速度隨高度增加降低很大。 上述方法需搭設(shè)一定數(shù)量的輔助腳手架，腳手架搭拆和高處作業(yè)帶來的安全風(fēng)險(xiǎn)依然存在。液壓頂升平橋就是在以上方法基礎(chǔ)上研制的安全可靠高效實(shí)用的一體化整體機(jī)械，已成為冷卻塔機(jī)械化施工垂直運(yùn)輸技術(shù)創(chuàng)新的發(fā)展方向。第二章第二章 液壓頂升平橋的原理及液壓頂升平橋的原理及構(gòu)成構(gòu)成 2.1液壓頂升平橋施工工藝原理 液壓頂升平橋系統(tǒng)是一種在冷卻塔施工中與多功能施工升降機(jī)配合使用的新型施工設(shè)備，它既為多功能

4、升降機(jī)提供附著，又為施工中鋼筋和混凝土的貯存及水平運(yùn)輸提供平臺(tái)。其中多功能升降機(jī)負(fù)責(zé)運(yùn)送施工人員和混凝土，施工人員通過平橋的前橋到達(dá)各作業(yè)面，混凝土運(yùn)送至平橋上的儲(chǔ)料斗中，然后將儲(chǔ)料斗中的混凝土通過手推車運(yùn)至各作業(yè)處。塔吊負(fù)責(zé)吊鋼筋或者其他施工材料。 2.2液壓頂升平橋施工工藝特點(diǎn)： 1)橋身和平橋均采用成型結(jié)構(gòu)、受力明確、剛度好。 2)采用液壓頂升方式，使平橋的升降安全、可靠、方 便。 3)可隨建筑物的施工進(jìn)程，調(diào)整工作幅度。 4)頂部安裝有小型下回轉(zhuǎn)塔機(jī)， 方便鋼筋和小型建筑物料提升。 5)安裝有靈敏可靠的塔機(jī)起升、回轉(zhuǎn)、變幅、力矩限制器和前后平橋力矩報(bào)警裝置，確保使用安全可靠。 2. 3

5、 液壓頂升平橋的構(gòu)成 液壓頂升平橋系統(tǒng)由金屬結(jié)構(gòu)、工作機(jī)構(gòu)、液壓系統(tǒng)、電氣控制及安全保護(hù)裝置等組成。其中金屬結(jié)構(gòu)主要包括：橋身、項(xiàng)升套架、前橋、后橋、前后橋拉桿、塔機(jī)轉(zhuǎn)臺(tái)、塔機(jī)塔身、塔機(jī)臂架等，工作機(jī)構(gòu)包括起升機(jī)構(gòu)、變幅機(jī)構(gòu)、回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)和平衡重移動(dòng)機(jī)構(gòu)。第三章第三章 液壓頂升平橋的安裝、液壓頂升平橋的安裝、調(diào)試調(diào)試 3.1液壓頂升平橋安裝工藝流程： 4節(jié)標(biāo)準(zhǔn)節(jié) 一 套架 一 回轉(zhuǎn)平臺(tái) 一 回轉(zhuǎn)塔身 一 塔機(jī)臂架 一 塔機(jī)配重 一 后橋 一 移動(dòng)平衡器 一 前橋 一 前橋拉桿 一 固定平衡重。 3.2標(biāo)準(zhǔn)節(jié)的安裝 將4節(jié)標(biāo)準(zhǔn)節(jié)用M322高強(qiáng)螺栓聯(lián)成一體，然后吊裝在固定基礎(chǔ)上，并用8套M302高強(qiáng)度

6、螺栓緊牢固。 3.3 套架安裝 在地面將頂升油缸、頂升橫梁、走臺(tái)、力矩限制架、回轉(zhuǎn)支撐等組裝到套架上。然后整體吊起套裝在已安裝好的標(biāo)準(zhǔn)節(jié)外面，頂升油缸在標(biāo)準(zhǔn)節(jié)有踏步面。并用8套M302高強(qiáng)螺栓將套架項(xiàng)部與安裝在基礎(chǔ)上的標(biāo)準(zhǔn)節(jié)連接。 3.4回轉(zhuǎn)平臺(tái)安裝 在地面用4個(gè)銷軸將起升機(jī)構(gòu)固定在塔機(jī)轉(zhuǎn)臺(tái)上，裝好護(hù)欄，起升鋼絲繩全部纏繞在起升卷揚(yáng)筒上，然后整體吊起安放到套架頂部回轉(zhuǎn)支撐上，將轉(zhuǎn)臺(tái)下部止口與回轉(zhuǎn)支撐連接。 3.5 回轉(zhuǎn)塔身 在地面將安裝在回轉(zhuǎn)塔身上的爬梯、站臺(tái)等連接好后， 整體起吊，用4個(gè)35銷軸將其與轉(zhuǎn)臺(tái)連接，并裝上開口銷。 3.6 塔機(jī)配重 將塔機(jī)配重利用吊車吊起就位，并用兩根長螺桿固定。

7、穿繞起升鋼絲繩，并接好電源使塔機(jī)能夠正常運(yùn)轉(zhuǎn)。 3.7 后橋安裝 在地面將后橋上的附屬護(hù)欄、走臺(tái)裝好，在后橋根部內(nèi)安裝平衡重移動(dòng)機(jī)構(gòu)，裝入平衡重移動(dòng)小車，并穿好變幅鋼絲繩，預(yù)留一個(gè)節(jié)的空間以便安裝移動(dòng)平衡重：在后橋尾部系好麻繩以控制起吊方向。用小吊車將后橋拉桿吊起，一端與后橋尾部耳板相連，另一端與套架項(xiàng)部力矩限制架耳板相連，后橋拉桿連好后，緩慢回鉤使后橋受力后， 即可摘鉤。 3.8 移動(dòng)平衡重安裝 用小吊車吊裝平橋移動(dòng)平衡重，將其固定于平衡重移動(dòng)小車上，將平衡重調(diào)整到9m的位置。同時(shí)將3t(6塊小配重)放在平衡臂上固定配重箱內(nèi)。 3.9前橋安裝 在地面組裝前橋(前橋中有吊耳的三節(jié)相對(duì)位置是固定

8、的，其余可任意組用)。安裝好護(hù)欄及鋪板，要求前橋鋪板必須橫鋪，整體起吊前橋，將前橋根部銷孔與套架前側(cè)耳板銷孔對(duì)準(zhǔn)后用銷軸連接， 此時(shí)不能摘鉤。 3.10前橋拉桿安裝 拉桿的組合順序?qū)⑿±瓧U放在中間，拉桿安裝順序?yàn)橛蓸蛏碇行耐鞍惭b， 先安裝2組拉桿 ， 再安裝拉桿。待兩組拉桿安裝完畢后， 吊車緩慢回鉤使拉桿受力，然后摘鉤。 3.11 固定配重安裝 根據(jù)前橋長度與配重關(guān)系，前橋去掉8節(jié)， 固定配重去掉13塊， 吊裝三小配重放在后橋配重箱內(nèi)。 第四章第四章 液壓頂升平橋的使用液壓頂升平橋的使用 4.1 平橋的頂升 本機(jī)橋身標(biāo)準(zhǔn)節(jié)附帶有2個(gè)小短節(jié)，1節(jié)為1.25m，1節(jié)為0.625米，其作用是調(diào)整平

9、橋與施工層面的高度差，使其盡可能的小。將需要頂升的標(biāo)準(zhǔn)節(jié)用小吊車吊起掛到引進(jìn)小車上，并保持小吊車起重臂的前后方向不動(dòng)。放松電纜長度略大于總的爬升高度，將頂升橫梁兩端銷軸穿八標(biāo)準(zhǔn)節(jié)踏步孔內(nèi)。拆去橋身最頂部與套架連接的8套高強(qiáng)螺栓，啟動(dòng)油泵并向外伸油缸，調(diào)整移動(dòng)平衡重位置，使平橋上部重心在油缸上部。 觀察爬升架上導(dǎo)輪與塔身主玄桿間的間隙 當(dāng)16個(gè)導(dǎo)輪均脫開時(shí)，即為理想位置。調(diào)整完后則繼續(xù)伸油缸，使爬升架中部的兩個(gè)翻爪能卡在標(biāo)準(zhǔn)節(jié)踏步的上端面上，鎖定后稍縮油缸使翻爪承力，拔出頂升橫梁兩端銷軸后收油缸到頂升橫梁兩端銷軸重新穿入標(biāo)準(zhǔn)節(jié)上的上一個(gè)踏步孔，稍頂起一段后向后翻開翻爪并鎖定，再全部伸出油崗。 此

10、時(shí)標(biāo)準(zhǔn)節(jié)上方正好能裝入一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)節(jié)的空間，人力將吊掛在引進(jìn)車上的待加標(biāo)準(zhǔn)節(jié)推入橋身正上方，對(duì)準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)節(jié)螺栓孔，稍縮油崗使新加標(biāo)；佳節(jié)的重量全部落到橋身上后摘下引進(jìn)車掛鉤，連接好全部標(biāo)準(zhǔn)節(jié)螺栓并用雙螺母鎖定，螺栓預(yù)緊力2KN.m。增加短節(jié)時(shí)，油缶工伸出1個(gè)行程或半個(gè)行程即可，以短節(jié)能放進(jìn)去為標(biāo)準(zhǔn)。 4.2 前橋的拆卸 前橋的長度隨著筒壁半徑的變小，需要逐漸變短，前橋的長度每次拆卸可縮短1 .2m，首先拆去需要拆卸節(jié)上面的鋪板，用小吊車吊住需拆卸節(jié)并使鋼絲繩稍有張力，拆去需拆卸節(jié)與后節(jié)的三個(gè)連接銷軸，用人力將需拆卸節(jié)與后節(jié)分離，然后用小吊車送至地面，用小吊車吊減配重。 4.3 平橋的錨固 首先吊裝錨固

11、框，將其上帶槽板卡入標(biāo)準(zhǔn)節(jié)上的錨固框限位板上：用螺栓將2個(gè)半框連接成整體：調(diào)整頂絲將錨固框內(nèi)頂塊與標(biāo)；隹節(jié)主肢外表面頂實(shí)并鎖定用鋼絲繩將錨固框與水塔筒壁拉結(jié)。第一道拖拉繩錨固高度31m ，以后每25m設(shè)一道，每個(gè)錨固點(diǎn)設(shè)三根繩，最大合力12. 03t，鋼絲繩的預(yù)緊力為每角4 .8t，即每根繩為1.6t，要求四角鋼絲繩受力均勻。筒壁預(yù)埋件埋設(shè)標(biāo)高29m、54m、79m ，每角設(shè)3個(gè)預(yù)埋件(由廠家提供)，水平距離1m。 河南鶴壁電廠三期工程5號(hào)冷卻塔 4.4液壓頂升平橋主要性能參數(shù) 前橋長度變換范圍為4.926.5 m；前橋通道寬2 m；前橋局部允許均勻外荷載2 kNm2；前橋允許最在總外荷載70

12、kN，且重心位置有超過R13.5 m；后橋尺寸11 m3.4m(長寬)；混凝土貯料斗容量21 m3；最大使高度為150 m：工作環(huán)境溫度-2040；最大工作風(fēng)力級(jí)別6級(jí)：塔式起重機(jī)公稱起重力矩100kNm，工作幅度226 m，額定起重量5001 000 kg，起升速度0.23m/min，變幅速度145 mmin，回轉(zhuǎn)速度0296 rmin，回轉(zhuǎn)半徑20 m。第五章第五章 液壓頂升平橋使用注意液壓頂升平橋使用注意事項(xiàng)事項(xiàng) 6.1 隨著水塔建設(shè)的逐步進(jìn)行，平橋及施工升降機(jī)的高度也逐步加高，前橋幅度逐漸調(diào)整，這就要求操作人員必須按照說明書所給定的前橋長度與平橋配重的關(guān)系調(diào)整配重，而不能隨意進(jìn)行配重的

13、增減。由于水塔施工及半橋的特殊設(shè)計(jì)決定了基本上每天都要進(jìn)行平橋的頂升作業(yè)，而頂升作業(yè)又是平橋所有工況中最危險(xiǎn)的工況，因此必須加強(qiáng)平橋頂升作業(yè)的安全意識(shí)，所有參與頂升作業(yè)的操作人員必須經(jīng)過培訓(xùn)取得操作證方能上崗，更不得隨意更換操作人員。否則，就存在非常大的安全隱患，此種情況必須杜絕。 6.2在頂升過程中所有人員必須特別注意在套架懸空狀態(tài)絕對(duì)禁止啟動(dòng)小塔機(jī)的回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)進(jìn)行回轉(zhuǎn)作業(yè)，更不能用小塔機(jī)來吊運(yùn)任何物品，因?yàn)樵诖朔N狀態(tài)下平橋上部所有的重量全部壓在液壓頂升油缸上，并且此時(shí)單點(diǎn)支攆是一種極其不穩(wěn)定的狀態(tài)，任何一種外界因素都有可能導(dǎo)致非常嚴(yán)重的后果。同時(shí)在頂升過程中無關(guān)人員不得在橋面停留更不能在橋面

14、任意走動(dòng)。由于操作不當(dāng)而致使機(jī)械設(shè)備出現(xiàn)事故，平橋的特殊性決定了水塔的所有旋工都必須完全停下來，此損失不是少配備幾個(gè)操作丁人所帶來的效益所能比擬的。 6.3水塔的特殊結(jié)構(gòu)決定了平橋結(jié)構(gòu)的特殊性，即平橋塔機(jī)的起重能力較小，小的起重能力決定了起重臂及變幅小車的結(jié)構(gòu)框架也較小，由此而帶來另一個(gè)問題，那就是在維護(hù)或安裝人員乘坐變幅小車到臂端進(jìn)行安裝作業(yè)時(shí)，由于變幅小車重量較輕，致使小車容易出軌，雖變幅小車不會(huì)傾翻而發(fā)生事故，但會(huì)使人產(chǎn)生恐懼心理。解決此問題的方法是：吊鉤起吊200kg重物離地300500mm，然后工作人員再乘坐變幅小車的維修站籠去進(jìn)行維護(hù)安裝作業(yè)。 6.4為了確保液壓頂升平橋的使用安全

15、，要嚴(yán)格按使用說明書的要求進(jìn)行安裝、拆卸和使用，另外需特別注意以下事項(xiàng)： 液壓頂升平橋必須在符合要求的基礎(chǔ)上工作； 平橋的安裝、拆卸和操作等工作必須由經(jīng)過培訓(xùn)，了解本機(jī)構(gòu)造的專職人員進(jìn)行； 平橋的正常工作環(huán)境溫度為-2040，風(fēng)力不大于6級(jí)； 平橋上禁止存放潤滑油、油棉紗等易燃物品，岡鋪板為木質(zhì)材料，建議在平橋上備置消防器材； 平橋必須設(shè)有良好的接地設(shè)施(接地電阻不大于4 n)，遇有雷雨天氣嚴(yán)禁牲底架附近走動(dòng)；工作時(shí)橋面載荷必須布置均勻，且嚴(yán)格控制總體載荷，施T升降機(jī)導(dǎo)軌架頂必須低于小塔機(jī)臂架lm咀上；吊運(yùn)鋼筋時(shí)嚴(yán)防碰刮纜風(fēng)繩；在非頂升狀態(tài)，前橋端部必須與建筑物拉結(jié)；必須隨時(shí)注意前后載荷的平衡

16、問題，除按要求拆節(jié)減配重外，也可用經(jīng)緯儀測量橋身的垂直度(垂直前后橋方向)來檢查。第六章第六章 技術(shù)效益對(duì)比技術(shù)效益對(duì)比 由中建三局二公司承建的河南鶴壁電廠三期工程6號(hào)冷卻塔電梯、1部塔機(jī)與1臺(tái)地泵(圖3)； 由中建三局二公司承建的河南鶴壁電廠三期工程5號(hào)、6號(hào)冷卻塔淋水面積8 500 m2，塔高150 m，筒壁混凝土10261 m3(單塔)，筒壁鋼筋1 391 t。其中6號(hào)塔采用施工升降機(jī)為主體的多機(jī)組合方法，包括l部電梯、1部塔機(jī)與1臺(tái)地泵(圖3)；5號(hào)塔采用了l部施工平橋與1臺(tái)地泵組合?，F(xiàn)對(duì)兩塔垂直運(yùn)輸方案進(jìn)行對(duì)比。7.1從理論工期進(jìn)度進(jìn)行比較 假設(shè)5，6號(hào)冷卻塔的人工、材料、客觀條件等

17、所有因素相同：6號(hào)冷卻塔采用1部電梯、1部塔機(jī)與1臺(tái)地泵的組合，其與5號(hào)冷卻塔采用1部施工平橋與l臺(tái)地泵組合的區(qū)別如下。 6號(hào)塔施工電梯輻射塔簡的范圍比5號(hào)塔施工平橋廣，轉(zhuǎn)運(yùn)鋼筋等材料方便、速度快。施工平橋只可將材拖料轉(zhuǎn)運(yùn)到平臺(tái)上再由人工分散，平均每板轉(zhuǎn)運(yùn)材料比塔式起重機(jī)多花費(fèi)l h，塔筒109板，共計(jì)花費(fèi)時(shí)間109h；施工電梯排架搭設(shè)每板平均花費(fèi)時(shí)間2h，塔筒109板，共計(jì)花費(fèi)時(shí)間218h；塔式起重機(jī)與平橋軟附著安裝時(shí)間基本相同，電梯硬附著10道，每道安裝時(shí)間12h，共花費(fèi)120h。地泵澆筑時(shí)間相同。理論時(shí)間差為218+120一109=229 h。通過理論計(jì)算，在雙塔施工條件的情況下，5號(hào)冷卻塔(使用平橋)比6號(hào)冷卻塔(使用塔式起重機(jī)與電梯)節(jié)約用時(shí)229h，折合9.54d。7.2從理論工期進(jìn)行成本比較 淋水面積8 500 m2的冷卻塔按正常工期應(yīng)為6個(gè)月，6號(hào)塔采用塔式起重機(jī)和電梯，租賃費(fèi)按4萬元每部每月考慮，租賃費(fèi)為48萬元；電梯排架共用鋼管扣件400t，平均每月按270t考慮，6個(gè)月租賃費(fèi)為194萬元，電梯排架搭拆人工費(fèi)4萬元，機(jī)械費(fèi)合計(jì)71.4萬元。5號(hào)塔平橋租賃費(fèi)按4萬元每部每月考慮，租