210米砼烟囱钢内筒气压顶升施工组织设计.doc
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1、一、工程概况山东某发电有限公司热电一期(1300MW)烟囱工程为单管套筒式烟囱。外筒为钢筋砼筒壁,高204米。内筒为等直径自立式钢内筒,高210米,钢内筒直径7.119米,内壁粘贴55mm发泡玻璃砖。钢内筒为全钢结构,标高0.0069 米;73139米;143200.5(204.5210)米分别采用18 mm;14;12厚JNS耐酸钢板焊制,6973米;104108米;139143米;174178米;200.5204.5米,采用16厚JNS耐酸钢板焊制,钢内筒总重502.5吨。烟囱混凝土外筒与钢内筒之间共设六检修平台,分别在标高40 米、75 米、110 米、145 米、180 米、202.5
2、米处设置。每层平台分别设置四个止晃装置。二、施工依据2.1烟囱工程施工及验收规范GBJ78-85;2.2烟囱设计规范GB50051-2002;2.3普通碳素结构钢技术条件GB700-88;2.4钢制焊接容器GB15019982.5钢结构工程施工验收规范GB50205-2001;2.6钢结构焊接技术规程JGJ81-20022.7火电施工质量检验及评定标准焊接土建篇;2.8电力建设安全工作规程建筑工程篇DL5009.1-2002;2.9氩弧焊手工电弧及气体保护焊焊缝坡口的基本形式GB985-88;2.10某某设计院设计的烟囱相关图纸及设计变更单;2.11相关国家标准及电力部标准。三、施工资源计划3
3、.1管理人员本工程在某项目部的领导下,组建分项工程组织机构,挑选优秀施工队伍,保证本工程的顺利进行。序号职务姓名备注1施工负责人刘强2生产负责人孙平3技术负责人王宽富4气顶专业负责人匡强林5质检负责人吴桐6钢结构制安负责人李明3.2主要劳动力计划作业人员组织表序号职务数量(人)备 注1电 工3保障施工用电2电焊工31钢结构焊接3切割工6放样、切割4安装工11平台爬梯及气顶设施安装5油漆工11钢结构除锈及油漆涂刷6辅助工11配合制作、运输及吊装3.3主要施工机械序号材料名称规格数量用途备注1汽车吊18吨2辆装卸、吊装23辊卷板机CDVO11-20X20002台型钢压弧内筒卷制3电焊机ZX7-40
4、04台钢结构焊接直流逆变4电焊机ZX5-5002台钢结构焊接硅整直流5电焊机ZX5-6303台钢结构焊接硅整直流6电焊机NBC-5003台钢结构焊接保护焊机7电焊机BX3-4009台钢结构焊接交流弧焊8电焊机BX3-5003台钢结构焊接交流弧焊9磁力电钻JICZ-322台钻孔10磁力电钻JICZ-232台钻孔11火焰切割机CG1-324台金属切割12火焰切割机CGCZ-302台金属切割13火焰切割机CG1-112台金属切割14焊条烘干箱DL-1022台焊条烘干15焊条保温筒21个防止焊条受潮16空气压缩机10立方米,0.7MPa4台钢内筒顶升17储气罐10立方米2台钢内筒顶升18卷扬机6吨3台
5、钢内筒牵引单筒19电动葫芦3吨3台钢内筒片材垂直水平运输20磨光机100 1509台打磨焊缝3.4主要施工料具序号材料名称规格数量用途备注1滑轮20吨3台吊装用2钢丝绳17.5750m现场吊装用3钢丝绳19.5790m现场吊装用4钢丝绳卡2065个牢固钢丝绳5钢丝绳卡2235个牢固钢丝绳6配电柜6个电器控制元件安装7倒链2吨7只现场吊装8倒链3吨6只现场吊装9倒链5吨6只现场吊装10炭弧气刨2台焊缝清根11止回阀横式D150(1.6Mpa)3只防止气体倒流12截止阀DN150(1.6Mpa)3只气体输送开关13压力表Y-150,1.6Mpa,1.5级8只显示压力数值14压力表Y-150,0.6
6、Mpa,1.5级3只显示压力数值15轴流风机5003台换气通风16铜O型弯DN159只压力表配套使用17沉头螺栓M1280355套密封圈固定18螺栓M166035套检查孔法兰固定19螺栓M125047套活塞头固定20螺栓平方米040255套操作平台支架固定21螺栓平方米08085套横梁支架法兰固定22石棉板4.0mm厚3平方米检查孔法兰垫片23铜截止阀DN15(1.6Mpa)7只气体输送开关24铜3角阀3通式DN157只气体输送开关25活接头DN159只进、排气管道连接26外接头DN159只进、排气管道连接27内接头DN159只进、排气管道连接28生胶带7盒管道接头密封29减压阀2只平衡气压3
7、0黑铁皮8.0平方米有害气体排出管3.5主要措施性材料序号材料名称型号规格重量(吨)主要用途备注1钢板100.550密封圈压板、肋板单内筒不含损耗单内筒不含损耗2钢板1215.926活塞杆筒体、封底板、及封头板3钢板141.957密封圈地板、肋板4钢板160.744密封圈、检查口5钢板181.577短柱、气顶风帽6钢板221.343气顶风帽肋板及导向轮7钢板400.188短柱支撑8花纹钢板3.53.039内、外操作平台板9工字钢200.652环形轨道10工字钢16a2.641外操作平台11工字钢30a0.928横梁12槽钢121.195外操作平台支架13槽钢16a2.387外操作平台支架14角
8、钢5650.447内操作平台支架15角钢6361.017内操作平台支架16焊接钢管219565m横梁人字支架17镀锌短管DN152.7525m密封圈进、排气管18无缝钢管DN1594.525m钢内筒进、排气管四、施工总平面布置根据现场实际情况,结合钢结构加工数量和工期的要求,机具、材料及半成品加工的现场平面布置,拟采用以下方式设置,详见施工现场施工平面图。五、质量目标钢平台梁、钢内筒外表无焊疤、明显凹面,划痕小于0.55mm。施工质量满足电力建设施工质量验收及评定规程(DL吨5210.1-2005)的要求。分项工程质量检验合格率100%,钢内筒子分部工程质量验收合格。六、主要施工方案6.1施工
9、顺序首先完成检修平台及钢爬梯的制作安装,再进行钢内筒的施工。钢内筒内径为5.665米,先进行片材卷制、除锈、油漆,然后3片组合、焊接成2米高的单节筒,最后进行上下单节筒的对接、顶升安装。6.1.1施工流程施工方案编制施工准备(料具、人员、场地)机具人员场地制作、下料机具安置下料制作除锈刷漆 倒运材料基础验收钢梯平台、钢内筒吊装机具措施安置措施机构拆除场地清理、垃圾清运验 收筒外部焊制加强肋筒外补漆安全防护设置常规安装钢内筒上段(10m)焊缝检验气顶安装钢内筒下段钢梯平台吊装6.2钢平台、钢梯制作及安装6.2.1钢平台、钢梯的制作钢平台采用组焊槽钢3角支撑、组焊槽钢弧形梁及角钢拉撑受力体系。根据
10、图纸设计,将所需材料进场,检查材料质量,合格后在胎具上根据设计尺寸进行下料,下料完成后进行编号,然后把组焊槽钢内侧进行清底刷漆,在刷漆时要将编号印至一边,以免组焊时混淆。检修平台弧形钢梁下料时,要比计算长度长出200mm左右,作为引弧用。平台钢梁组焊前,先根据理论数据放样,确定每一组槽钢的弧度,并制作一块样板,在卷制时检查弧度使用。在组焊平台上放出3角撑的大样,进行组焊,先进行点焊,校正尺寸后进行拼焊。焊接前要对焊条进行烘焙,先用小焊条进行打底,然后用4.0焊条进行第2遍施焊,焊接是要选择合理的顺序,防止焊接变形。手工施焊时,电流选择180220A,焊接电流要与焊条直径配合,焊接速度要与电流相
11、配合,运条方式要掌握适当,要根据板厚和焊道厚度、宽度合理安排焊接层次以完成整个焊缝。钢直梯部分扁钢可做一个定型模具,采用冷法成型,先将计算好的料下好,钻孔完成,然后进行弯弧制作。直梯扁钢厚度较小,焊接时先采用小焊条小电流,减少对母材的烧伤。斜梯部分制作时,每段梯长要预留一个踏步的长度,作为现场安装时的调节使用。焊接完成后,要会同监理对组焊半成品进行验收,合格后除锈刷防锈漆,根据使用说明书及图纸要求,刷底漆前对钢结构表面进行除锈。被涂表面在施工前必须进行彻底清理,做到表面无锈蚀、无油污、无水渍、无灰尘等。除锈后应尽快涂装底漆,最长时间不宜超过八小时,以免发生2次生锈。油漆时,在端头留50.5mm
12、不涂刷,以便于现场焊接。6.2.2钢平台、钢梯的安装烟囱钢平台、钢梯的安装采用吊盘提升倒装法施工,即利用电动提升系统进行物料和人员的上下,吊盘作为施工操作面,从上向下安装一层平台后,向下安装一段钢梯,依次向下进行施工。钢平台安装时,在顶部电动提模操作平台中心点上利用激光铅直仪找中心,根据烟囱中心均分筒壁,划上定位线,根据定位线及标高将3角支撑点焊在筒壁预埋件上;将8个支撑点点焊完成后,进行一次统一找平和校正,调整分配误差后焊接固定。根据焊接固定的3角支撑,量出弧形梁的实际安装尺寸,将弧形梁多余部分(卷制时引弧部分)切除,进行安装,一周弧形梁安装完成后,对称进行焊接,从2端分别施焊。在钢平台安装
13、完成后,随即进行焊缝的清理和补刷油漆,油漆刷完后,根据现场的实际情况进行安装6mm的花纹钢板。安装时先从由上人孔处开始,保证爬梯上人位置。前2块花纹钢板定位调整后,与钢梁点焊在一起,然后铺设其余花纹钢板,全部安装后进行拼缝的调整和最后定位。钢直梯采用倒装法进行施工,在钢平台安装完成后,采用大线坠确定爬梯的中心线,由中心线控制钢梯的正确位置。首节钢梯安装时,要控制好标高和垂直度,用槽钢与筒壁预埋件焊接后,再进行下节钢梯安装;安装时用手拉葫芦挂在上面已安装的钢梯上,先将2节钢梯外护扁钢用螺栓连接,然后进行找正,调整完成后与烟囱筒壁预埋件焊接,焊接完成后再进行下一个安装循环,整段钢梯安装完后,进行下
14、一层平台的安装。6.3气顶倒装原理6.3.1气顶倒装原理气顶法是一种新型的施工方法,它的基本原理是利用空压机产生的压力空气,作用在一个压力容器内,使压力容器内部压力大于外部压力(大气压),这样压力容器内外就有一个压力差,如果在这个容器上开口并设置一个活塞环,容器在足够大的压力差作用下就会向开口的反方向运动。本工程钢内筒的气顶倒装法是先用常规吊装工具在筒体基础上把顶端段组装到一定高度(十米左右,常规吊具所胜任的范围内)后,再装上专用的施工附件,从而使被组装的钢筒顶端段本身转化为顶升工具,被装上的专用施工附件是钢筒顶端段的上封盖和筒体基础上的内密封底座,使在组装中的钢筒段和内密封底座构成一组可以伸
15、缩的活塞气缸筒,从上封盖以下至内密封底座的密封环之间的筒段成为一个密闭容器,在内密封底座的底部有从气源装置引进的管道,气源装置应能提供气压顶升必需的压缩空气,即满足必要的压强和供气量,它可以由临时空气压缩机站提供。当一定数量的压缩空气进入筒体后,根据密闭容器内气体对周壁压强相等的原理,作用在筒内四周壁的压力是相互平衡的,而作用在上封盖的气体压强形成的合力是对此筒段构成向上的顶升力,当此顶升力超过了包括上封盖在内的筒段自重,并能克服筒内壁与密封环的磨擦力时,筒段便向上滑移,当滑移使筒段底口超过后续筒节的高度后,控制或关闭进气量,使筒段稳定在此高度,在它的下面把已准备好的后续筒片合围成整圈筒节,焊
16、固此筒节的纵缝,再适量放气使上筒段徐徐下降与其对接,焊固横缝,这样上筒段被接长了一节,然后再进气顶升,围上后续节,接长,不断重复,直至筒体达到设计高度,最后拆除上封头和密封内底座等施工附件,钢筒体便组装完成,交验合格后进入下道工序。6.4施工准备6.4.1由项目工程师会同其他专业工程师进行图纸审查,先行确认图纸的准确性,根据所到货钢板的尺寸绘制筒体钢板的排版图,确定各节的高度和顶升重量及气顶所需压强,列出表格,根据所需最高压强按压力容器设计标准(GB150-98)进行计算,确定上封头的厚度、形式和固定的位置。6.4.2编制施工方案和有关技术文件,这些文件需经监理和业主有关部门的审核、批准。6.
17、4.3组织有关人员进行焊接工艺评定,主要是确定焊材的型号、规格和焊接方法、工艺。6.4.4参加焊接的焊工须持有相应的焊工合格证。6.4.5根据土建烟囱0.00标高的轴线用经纬仪向上投至204米烟囱顶部,在烟囱首部划出烟囱的东西和南北2轴线的标识。6.4.6编制合理的材料进场计划本工程材料可分3批进场,第1批为检修平台、爬梯及施工措施用料;第2批为耐酸钢筒体材料及标高145米以上钢内筒材料;第3批剩余钢内筒材料。以上所有材料需提前十天进场并持有产品合格证、出厂检验报告及进场复验报告。6.4.7基础验收验收砼烟囱的垂直度、偏心度、椭圆度应符合设计要求。同时要测量底座基础的标高、地脚螺栓孔的深度、垂
18、直度和位置应符合设计规范要求。6.4.8钢平台验收主要对钢平台的标高、内半径及焊接质量等进行自检,自检合格后申报监理单位对其验收。6.5措施性装置的设计、制作、安装和拆除6.5.1支承3角架及滑轮组的设计安装和拆除支承3脚架设置在标高204 米 烟囱外壁筒首的中心轴线上方向,由2组I32a的工字钢固定在筒首的埋件上;在其2端设置3脚架,生根预埋的铁件上。支撑横梁设置2个导向轮。地面布置一台五吨卷扬机,钢丝绳直径20.5mm,钢丝绳的另一端经过2个导向轮及1个动滑轮后固定在砼筒壁上(靠近筒壁的3脚架上)。支撑3角架的主要用途是:在前期组装阶段用于辅助吊运气顶底座、气顶风帽。在钢内筒顶升阶段用于牵
19、引钢内筒上升。在钢内筒顶升到设计标高后用于拆除气顶风帽、气顶底座等气顶措施装置。在后期阶段用于钢内筒内壁泡沫玻璃砖砌筑施工。6.5.2升降平台制作、使用在筒壁及筒首预埋铁件,铁件中心位置与平台主梁轴线重合,共设4对,同时在筒首均匀埋设八个26吊环埋入长度不小于1.36米,作为提升吊盘和悬挂保险钢丝绳用。升降平台第一次提升到202.5米平台下,用于此层平台安装使用;每层平台安装完毕后,边降边安装钢梯,下降一层平台高度后,作为下一层平台安装操作台使用。小型材料运输、人员上下采用施工电梯。吊盘升降时,作业人员应离开吊盘,升降到位,保险绳恢复工作后方可以作业。6.5.3止晃导向装置的安装在钢平台上设置
20、4个导向轮,互成90度均匀分布,方向和止晃点的位置重合。导向装置主要由导轮和导轮架组成。导轮由300橡胶轮胎做成,位置略大于钢内筒外径(约5.5mm)既要保证导向装置的准确性,还不能造成导轮和内筒外壁产生过大的摩擦阻力,影响内筒的顶升。导轮径向位置通过丝杆调节。6.5.4活塞的设计本工程顶升内筒的活塞为静止的,主要由以下几部分组成:活塞头、活塞杆、密封装置和支撑机构。6.5.4.1活塞头活塞头外径略小于内筒内径,高度约1.7米,主要为钢圆筒式结构,经设计计算其强度能够满足施工要求。6.5.4.2密封装置密封装置是保证气顶成功的关键设备。由专业厂商直接提供,经过我公司多次安装施工使用,证明其安全
21、可靠。有关技术指标要求可与钢内筒图纸要求一致。6.5.4.3活塞杆及其支承结构活塞杆实质就是支承活塞头,活塞杆坐落在地面0.000上。经验算其强度满足承载要求。根据实际要求,活塞杆采用钢圆筒式活塞杆,周围应有足够空间可以进行钢内筒的组对及检查工作。6.5.5气顶风帽设计封头安装在内筒上部,为内筒顶升过程中的主要受力面。为保证封头受力均匀,减少变形,减少封头加固材料,将封头做成圆台状,并在锥头内部加焊850 mm密封板,锥头外部焊接吊环,用于卷扬机导向及牵引提升。封头与钢内筒上下节对接处通过焊接连接,详见气顶措施装置设计图纸图号8。 6.5.6压缩空气系统气源装置由空压机、储气罐、空气管线及控制
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