百万机组输煤栈桥穿烟囱吊装技术

张勇峰

【摘  要】在侧煤仓结构布置的电厂中，有时输煤栈桥需要贯穿烟囱的主体结构，一般情况下，采取的支撑方式是在烟囱侧壁预留支撑牛腿，而本工程，支撑结构位于烟囱外侧，整个行架结构长于烟囱直径，因而施工需要吊车配合从烟囱外侧进行穿装，本文以国内某百万机组工程输煤栈桥穿烟囱的实例，系统介绍了从吊车选型至吊装过程、起吊装置、吊车配合等方面的施工过程，通过精密的组织，保证了安全施工，取得了良好的效果。

【关键词】输煤栈桥；技术参数；吊装；负荷计算；

1 工程概况

某电厂二期扩建工程，设计为2×1000MW超超临界二次再热机组，采用侧煤仓结构布置，输煤栈桥自1#转运站起，经4#转运站转向，过碎煤机室后向煤仓间方向布置，此段为9#输煤栈桥，穿过烟囱，通过两台电除尘中间。立柱及行架采用钢结构，穿烟囱段栈桥在烟囱外侧布置栈桥支架，用于支撑栈桥钢结构，与烟囱本身结构完全脱离。施工环境复杂，场地狭小，吊车站位紧张，施工难度大，吊车配合要求高，本工程采用履带吊与汽车吊互相配合的施工方案，执行吊装任务。

2 施工技术参数

9号输煤栈桥总长度约为125.65m，倾斜∠15.5°。输煤栈桥东与碎煤机室连接，西与号5转运站连接。跨中采用桁架承重结构，支架采用四腿钢框柱、钢框梁、支撑等作为固定架，主体结构构件截面采用H型钢、拼焊型钢或圆管，钢结构材质为Q355B。上部结构为钢桁架。横向2跨，9A-9B轴跨度为8000mm，纵向7跨，烟囱段跨度33000mm。桁架由上下弦联系梁组成一个封闭框架。钢栈桥制作时起拱，拱度为跨度的1/1000。高强螺栓M20的预拉力为155KN，M22的预拉力为190KN，M24的预拉力为225KN。翼缘板与端板的熔透对接焊缝为二级焊缝，其它为三级焊缝。技术参数见下表。

序号	构件名称	部位	长度(m)	单重(t)	数量	吊车选用
1	906轴钢柱	下节柱	22	15.846	2	80t汽车吊，最大吊装就位半径7m，主臂长36m，额定起重量20.3t。
		上节柱	9.065	8.002	2
2	905轴钢柱	下节柱	22	15.846	2	主吊为260t履带吊，采用塔式工况：主臂48m+副臂30m，最大吊装就位半径38m，额定起重量24.7t；
		上节柱	20.82	11.792	2
3	桁架HJ-4（单榀）		32.245	15.679	2	主吊为260t履带吊，采用塔式工况：主臂48m+副臂30m，最大吊装就位半径38m，额定起重量24.7t； 副吊为80t汽车吊，最大吊装就位半径9.5m，主臂长44m，额定起重量12t；

3 施工准备

3.1场地准备

构件堆放的场地平整夯实。构件堆放时采用枕木作为垫点。构件分类码放整齐。构件堆放及组合的场地为9号输煤栈桥北侧区域。

所有构件的堆放区域首先预留出将来桁架吊装单元的组合空间以及组合吊车进出的道路和组合吊车的占车位置，为了达到此目的，构件的倒运以不影响组合进度的前提下随用随倒，尽量减少构件在现场的存放数量，最大限度的为将来的组合吊装预留出足够的空间。

在桁架的组合吊装单元拉水平扶手绳两道，以备组合上弦横梁、八字撑时使用。在钢支架吊装前安装操作平台及挂设垂直爬梯、揽风绳。

3.2构件的检查

钢结构在安装前对构件的制作几何尺寸、数量、螺栓孔间距等指标进行测量与检查，与图纸核对符合性。如在预制过程中生应力变形或运输中产生的局部变形，吊装前必须处理完成， 并经验收合格。栈桥的构件以桁架、八字撑的型号最多，不易区分，组合安装前详细对照安装位置与实物，防止错用。

3.3基础检查与台板就位

钢支架与基础采用地脚螺栓连接，在安装台板前检查螺栓间距，露出基础顶面的尺寸，基础顶面的标高，基础顶面的轴线、跨度、对角线尺寸以及地脚螺栓的螺纹情况[1]。清理柱头表面砼凿毛浮浆，清理干净螺栓上的塑料布、黄油。

与钢支架生根的台板就位前配制垫铁。垫铁设置在台板下侧与钢柱盖板对应位置布置，数量为4块，大小为100㎜×100㎜，厚度以垫铁设置位置实际标高与设计标高的差为准。但是，垫铁设置时每块的数量不能大于3层，并且垫铁设置位置柱头用磨光机磨平，以保证垫铁与柱头贴实。

垫铁安装完后安装台板。台板就位后，安装方垫片压双螺母拧紧点焊牢固。然后，将柱头上的轴线、中线投到台板上，放出钢支架就位时的边线，复验台板的标高。验收合格后进行二次灌浆。

3.4工件运输

输煤栈桥构件在第三方厂家组合平台制作，喷砂场地进行除锈防腐，组合安装时从喷砂场地将已防腐好的构件倒运至安装场地进行单元组合。构件装车采用厂家行车吊，构件的卸车使用50t汽车吊，构件运输采用18m平板运输车。现场运输路线应提前查看，避免出现堵路现象，运输路线沿途道路应平整压实，及时清理道路两侧影响运输的障碍物。

4吊装

4.1钢支架与钢桁架吊装

9号栈桥906轴、905轴选用80t汽车吊吊装，HJ-4栈桥由260t履带吊和80t汽车吊双车抬吊完成单片就位。

钢结构组装均在基础旁适宜位置进行组装，HJ-4由两侧两片主行架组成，因运输限制，每片分两部分单独运输，现场进行焊接组合，采用坡口焊，先进行预组，临时固定，检验尺寸合格后进行焊接作业，焊接完成后，对几何尺寸再次检车确认，并对焊口进行探伤检验

钢桁架起吊前由质检人员认真检查吊点焊缝质量，并且做好记录，钢桁架吊离地面50cm时，测量人员观测桁架坡度，由起重指挥人员检查吊索受力情况，保证各段钢丝绳受力均匀，在桁架两端绑好溜绳，然后发出信号进行起吊，将钢桁架吊至两端超出支架柱顶30Omm左右，停止起升，通过吊车变幅和水平摆动钢桁架至安装位置，吊车起钩时速度要保持匀速，转动时尽量和钢桁架摆动同步。

钢桁架起吊就位时，使桁架柱底板安装螺栓孔基本对准钢支架上的螺栓，安装人员分别在桁架两端的两侧扶稳桁架，慢慢落钩，用撬棍、铁锤等工具调整钢桁架中心线与柱牛腿上的轴线对正，将钢桁架落在支撑面上，穿入螺栓，连接紧固完毕后吊车方可完全放松吊钩，拆除索具。

钢支架吊装前在每段柱顶位置搭设临时操作平台，设置拦腰杆，保证施工人员安全。临时平台支撑与支架采用焊接方式，吊装前应对焊口进行检查，确保焊接质量。吊装前还需将临时钢爬梯绑扎在钢支架上，用于吊钩摘钩及焊接施工时人员上下（根据支架高度配备速差器）。穿烟囱段挂钩及摘钩时，需要在烟囱46m平台位置挂钢爬梯，同时配备速差器。

4.2操作要求

桁架组合完成后的的长度方向的偏差要严格控制，使各行架在吊装过程中能够能够进行坡度上的微调，和横向断面方向的微调。充分利用电除尘区域组合场地，在工序和工期上精密组织，最大限度的加大地面作业，尽量减少空中作业，以保证本次作业的安全性。

地面组合的支撑采用刚梁支撑，使用前进行找平，确保行架安装后的表面平整，支撑顶面标高偏差小于等于±3mm。支撑上画出行架结构的轴线和组合线，并验证对角线角度和轴线方正度，对角线偏差小于等于±5mm。

输煤栈桥钢支架制作时考虑到支架高度影响运输，将钢支架构件运输至现场组装。

HJ-4输煤栈桥位于烟从内部整体外形尺寸33000×8000×3260mm，总重54.93t。因重量较大且就位空间狭小，故采用立片单片吊装，每件单片重量为15.679t。然后再安装其他连接件。

吊装时采用260t主吊，80t汽车吊在烟囱内部接钩，双机抬吊就位。260t吊车站位于烟囱西侧，栈桥钢支架903轴西侧（903轴位置钢支柱暂时不装，待穿烟囱段安装完成后再进行吊装），80t汽车吊站位于烟囱内部。单片在903轴与905轴之间组装，260t履带吊站位于903轴位置，吊起单片至安装口高度后，开始爬杆起钩的方式将构件穿入烟囱内，穿入一半时,落钩将构件放置在烟囱筒壁上及905轴钢柱上，使用倒链进行拉紧，80t汽车吊接钩，260t履带吊松钩，260t履带吊吊点移至外侧，两车平均分配荷载。80t汽车吊往906轴转杆，260t吊进行爬杆，两台吊车水平吊，构件顶端接近906侧烟囱内筒壁时，80t汽车吊缓慢落钩，落至构件能够穿过孔洞时，260t爬杆，80t汽车吊转杆抬吊至构件牛腿位置，落杆，单片构件就位。260t履带吊为主吊，采用塔式工况：主臂48m+副臂30m，最大吊装就位半径38m，额定起重量24.7t；副吊为80t汽车吊，最大吊装就位半径9.5m，主臂长44m，额定起重量12t。260T 吊车起吊见图1，80T汽车吊见图2.

图1

图2

第一片吊装就位后，采用揽风绳临时固定，支座与柱头螺栓拧紧，采用临时支撑焊接于905、906支架钢结构上。按照与上一片相同吊装方案，吊装第二片钢行架（见图4、图5）。就位后，同方案用临时支撑固定。在905、906柱头区域两行架之间安装上下弦各一根共四根横向支撑，形成稳定的框架结构后，将已安装的临时支撑拆除。

图4

图5

两片行架吊装完成后，利用80t汽车吊，站位于烟囱内测，安装行架上下横向支撑，先安装上侧支撑，再安装下侧支撑。由两端向中间逐步吊装，直至最后一根连接梁吊装完成。最终进行尺寸校验，完成烟囱段安装工作。

5吊车负荷计算：

单片栈桥外形尺寸：33000×32600×300mm，净重15.69t，采用260t履带吊和80t汽车吊双车抬吊完成设备穿装工作。

260t履带吊，采用塔式工况：主臂48m+副臂30m，最大吊装就位半径38m，额定起重量24.7t；

副吊为80t汽车吊，最大吊装就位半径9.5m，主臂长44m，额定起重量12t。

（1）穿装前：

260t履带吊受力：F1=G=15.69。

（2）穿装过程中及穿装后：

260t履带吊与80汽车吊平均受力

F1=F2=15.69/2=7.85t。

（2）吊车选用验算：

260t履带吊车最大计算荷载：Q3=7.85+1.2=9.05t，钩绳重1.2t；

吊车负荷率W1=9.05/24.7×100%=36.7%＜80%，满足要求。

80t汽车吊最大计算荷载: Q4=7.85+1.2=10.05t，钩绳重1.2t；

吊车负荷率W2=9.05/12×100%=75.4%＜80%; 满足要求。

（4）吊装绳安全倍数计算：

根据HJ-4桁架单件重量，单件吊装重量小于16.5t的组件，以1对φ26-6×37+1-12钢丝绳吊装，4段绳负载，钢丝绳夹角小于60度，核对钢丝绳安全系数如下：钢丝绳的破断拉力为38.85t，安全系数＞8，符合安全要求。

式中：

------钢丝上升的许用拉力；

------钢丝绳的钢丝破断拉力；

------钢丝绳的安全系数；

6施工注意事项

吊车站车前对吊车的回转中心进行的定位情况，进行复核。吊车主臂出杆要一次出到位，避免带负荷做伸长主臂动作。吊车起吊吊点必须经过核算，满足双车抬吊技术要求，单车起吊重量不得超过额定负荷的80%。栈桥在吊装前，确认组合位置，栈桥中心与两栈桥基础的横向中心一致。如设备现场组合时斜放，则需要双机提前进行一次地面调整，将栈桥移动至预定的位置。必须提前确认两吊车的超起工况下站车位置是否足够。回转半径内是否有障碍物；

两机抬吊设备离地后，停机10分钟[2]，做抱闸试验，其间要检查栈桥结构挠度变形量，重点观测有无起漆皮部位。对吊点吊点位置进行检查，有无变形、微裂纹等情况。

为了保证吊装过程的安全，在桁架吊装单元上弦设置两道安全绳作为围护和挂安全带之用，安全水平绳采用φ13标准扶手绳[3]。桁架吊装单元布置竖向爬梯，作为上下人的垂直通道。操作平台用∠63×6制作，吊装前用φ16双头螺杆固定在安装位置下方1m位置，双母拧紧，平台上铺双板，绑扎牢固。在吊装作业过程中，高处作业时应设置防坠绳，并配差速自控器。

吊装机械行走区域内电除尘地脚螺栓需要保护，保护措施：在距离地脚螺栓外侧砌筑12墙，内侧灌满细沙。吊装区域内铺设碎石，高度高于地脚螺栓500mm，履带吊行走路线位置在碎石上铺设路基板，即满足地基要求同时减少了对地脚螺栓的损坏。

7结束语

在及其复杂的施工环境下，采用一台主力吊车起吊，汽车吊配合穿装的方案，通过施工方案的精确计算，施工过程的严格执行，认真组织，将长于烟囱的直径的输煤栈桥顺利穿装完成。吊装后的与其他行架对接尺寸完全符合，保证了安装质量。较以往在烟囱内布置卷扬机提升的方案，时间效率有了较大提升，并全面确保了安全施工，取得了良好的效果，为此类工程提供了很好的实践案例。

参考文献：

[1]王美建.大跨度输煤栈桥钢桁架分段整体吊装施工技术分析.《工程技术研究》2022,7(21)

[2] 侯文涛，张宇航.输煤栈桥吊装方案设计优化.《中国电力企业管理》.2019(15)

[3]苏阳，马晓辉.电厂连续型钢桁架栈桥安装方案探讨.《电力建设》. 2008(07)

作者简介：

张勇峰 1978年08月出生，毕业于石家庄铁道学院  工程管理专业，高级工程师，主要从事火力发电厂建筑工程、钢结构安装工程施工技术管理工作。电话：[phone]； 邮箱：[e-mail]