摘要：建筑塔吊在火电工程施工中十分常见,其在现场的布置方式也具多样化,绝大多数为混凝土基础式、行走式、压重式等,而将塔吊布置在炉顶的情况较少。该文着重对炉顶塔吊在火电工程施工中的布置应用进行探究。
关键词：STT553塔吊;平臂式;工程施工;钢结构基础
华润苍南发电厂一期规模为2×1000MW超超临界燃煤发电机组工程,工程用地为填海建造,邻靠海边,建设中受台风、大雾等影响较大。笔者所在公司承建扩建端侧的2#机组,锅炉主吊机械采用一台ZSC80220平臂式塔吊(100t),安装高度为120m,锅炉钢架前后尺寸为74.8m,左右尺寸为70m,最高标高87.2m。后炉膛施工机械采用一台STT553塔吊(24t),布置在锅炉炉顶。
1炉顶塔吊方案的提出及可行性
(1)一方面,工程中期,受各因素多方面影响,2#机组施工工期一度滞后,为了保障水压试验节点目标,必须进一步优化吊装方案,加快锅炉吊装进度;后炉膛各组合构件约1036件,最重组合件不超过11.4t,单独使用ZSC80220塔吊起吊后炉膛设备未免“大材小用”,而且前炉膛设备件数多、重量重,必须依靠ZSC80220塔吊进行吊装,可见主吊机械将分身乏术,为此,现场必须另外增设一台施工机械作为后炉膛施工机械,以加快整体施工进度。(2)另一方面,百万机组炉型宽70m,且炉后脱销钢架已全面施工,若在炉后靠扩建端布置一台建筑塔吊,至少需要起重臂达75m以上,且最远幅度处起重量需达10t,这样一来,至少要选择一台45t级的塔吊,且扩建端是锅炉、脱销吊装的喂料区域,如果在喂料区域中间布置一台塔吊,将会对扩建端的文明施工带来极大不便。而炉后靠固定端绝大部分区域被侧煤仓占据,并不适合布置建筑塔吊,吨位要求也与在扩建端布置无异,且不便于拆除,可见在炉后靠固定端布置建筑塔吊无实际意义。(3)综上所述,将塔吊布置在炉顶成为了唯一的选择。首先,ZSC80220塔吊钩下高度120m,炉架最高点87.2m,即锅炉主吊机械下方距离炉架顶点之间的距离为32m,这个高度对于一台只装基础节的水平式塔吊已经足够;其次,塔吊可以布置在锅炉中心线附近,可以最大限度地利用塔吊的起重能力,如要保证11.4t起重量需求,布置一台25t级的塔吊即可满足起吊要求;再者,在吊装施工期间,锅炉系统处于冷态(未充水状态),因此,炉架有能力承载一台只装基础节的塔吊的自重;最后,塔吊布置在炉顶,只需根据塔吊说明书中提供的倾覆力矩制作一个足够强度的钢结构基座与炉架焊连,并保证焊缝的受力和质量,即可实现将塔吊整体固定在炉顶的目的。
2机械选型及平面布置
(1)作为后炉膛吊装施工机械,炉顶塔吊选型及位置的基本要求为:必须保证后炉膛绝大部分设备、管排组合件的吊装。后炉膛最重件为省煤器管排组合件,重11.4t,长8m;体积最大件为低温过热器垂直段,长12.3m,重7.6m。其次,由于主吊机械ZSC80220塔吊为水平式塔吊,为避免与ZSC80220塔吊起重臂产生干涉,炉顶塔吊必须选择水平式塔吊,且基础节、标准节的长度必须考虑炉顶与ZSC80220塔吊之间32m的空间以及炉顶塔吊的安装与拆除。(2)综合以上要求,最终选择STT553水平式塔吊作为炉顶塔吊,装备60m起重臂。STT553塔吊由抚顺永茂建机有限公司制造,其标准节、基础节均为6m,因此,此次塔吊安装3节标准节(基础节),总高度为27m,钩下高度为18m,满足塔吊的安装拆除以及最长件低温过热器垂直段吊装的空间要求。(3)其次,炉顶塔吊布置在K4大板梁两侧,靠锅炉中心线扩建端侧的位置,由K4两侧的4根连接次梁承重,塔吊回转中心距离G4轴线1.55m,距离K4轴线0.33m。此位置时,STT553塔吊回转中心距离起吊位置38.5m,额定起重量为13.5t,满足最重件省煤器组合件吊装的起重能力要求,此外,在低再进入炉膛内部脱钩时,STT553塔吊起重臂中心距离ZSC80220塔吊1.8m,不会与ZSC80220塔吊塔身碰撞,而且此位置可以全部覆盖脱销区域,对脱销区域的吊装起到辅助的作用。
3炉顶塔吊固定设计
(1)炉顶塔吊采用的是钢结构基座,钢结构基座由4根支承组成,其中支承1与支承2配对,均分别由4根4m的H50型钢拼接而成,支承3与支承4配对,分别由钢板拼接而成。(2)此结构的好处是,可以根据炉顶实际情况调整4根支承的位置,以使钢结构基座适合炉顶复杂的施工环境。该次STT553炉顶塔吊安装利用了钢结构随意拼装的优点,合理避开了大板梁连接次梁上的吊杆梁(如图1所示),充分利用了炉顶空间。(3)钢结构基座固定设计的重点在于钢结构基座的强度以及4根支承与炉架次梁的焊连质量,为此,对钢结构基座以及其连接进行理论校核后,绘制制作图,以指导现场人员进行制作。(4)需注意,钢结构基座仅与大板梁接触,但并不焊接,只是起分散倾覆力矩的作用,而只是将支承3、4与连接次梁的接触面进行焊接。
4结语
炉顶塔吊的投用,充分利用了空间优势,大大提高了作业效率,工期进度得到了很大提升。经过合理的选型、布置、设计,使得炉顶塔吊的布置得到最经济、最优化施工、最适应炉顶特殊复杂的作业环境等应用,可以作为火电施工的典型机械布置案例进行推广,前景良好、社会效益显著。
参考文献
[1]华润浙江苍南(2×1000MW)燃煤发电机组B标段施工组织设计,AEPC/WZ01.J01-2012[Z].
[2]STT553塔吊使用说明书[Z].
[3]钢结构设计规范[Z].
[4]施工现场设计安全设计计算[Z].
[5]建筑结构荷载规范[Z].
[6]建筑桩基础技术规范[Z].
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