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1、液压顶升平桥在大型冷却塔 施工中的应用 建筑与土木工程 211507020014 张传迪 第一章 施工背景及难点 火电厂、核 电站的循环水自然通风 冷却塔是一种大型薄壳 型构筑物。建在水源不 十分充足的地区的电厂 ，为了节约用水，需建 造一个循环冷却水系统 ，以使得冷却器中排出 的热水在其中冷却后可 重复使用。 大型电厂采用的冷却构筑物多为双曲线型冷却 塔。 冷却塔筒壁施工采用液压顶升平桥新技术， 可缩短工期、减少设备投资。该技术融入电梯领域的机 电一体化技术，可移植性强。河南鹤壁电厂5号冷却塔 程采用该技术，满足了进度、质量及安全施工要求，经 济社会效益良好。 1.1冷却塔施工传统工艺的特点
2、 冷却塔施工的难点在于钢筋混凝土筒壁，筒壁是一双曲线 高耸构筑物，其喉部施工垂直运输是重中之重。冷却塔垂直运输机 械也在不断改进，由外井架吊桥式工艺转变到排架升降机工艺，各 工艺的特点如下： (1)外井架吊桥式工艺：拆装难度较大，劳动强度较高。 危险性较大；井架缆风绳覆盖面较大，一般不小于500m500m施 工难度较大且不易管理、围护；卷扬机上料速度随高度增加降低很 大；受天气影响较大。 (2)曲线电梯折臂吊工艺：曲线电梯人员输送危险性较大，垂直 上料速度随施工高度增加降低，施工易受天气限制，由于折臂吊在 塔中心位置，影响塔筒中心器的安置，筒壁半径不易找正，且设备 投入很大，适用范围很小。 (
3、3)排架升降机工艺：排架脚手管用量较大(一般两部电梯对称设 置)，排架脚手管租赁费用较高；施工难度较大，施工用时较长；排 架塔内覆盖面积较大，影响塔内其他施工；升降机上料速度随高度 增加降低很大。 上述方法需搭设一定数量的辅助脚手架，脚手架搭拆和 高处作业带来的安全风险依然存在。液压顶升平桥就是在以上方法 基础上研制的安全可靠高效实用的一体化整体机械，已成为冷却塔 机械化施工垂直运输技术创新的发展方向。 第二章 液压顶升平桥的原理及 构成 2.1液压顶升平桥施工工艺原理 液压顶升平桥系统是一种在冷却塔施工中与多 功能施工升降机配合使用的新型施工设备，它既为多功 能升降机提供附着，又为施工中钢筋
4、和混凝土的贮存及 水平运输提供平台。其中多功能升降机负责运送施工人 员和混凝土，施工人员通过平桥的前桥到达各作业面， 混凝土运送至平桥上的储料斗中，然后将储料斗中的混 凝土通过手推车运至各作业处。塔吊负责吊钢筋或者其 他施工材料。 2.2液压顶升平桥施工工艺特点： 1)桥身和平桥均采用成型结构、受力明确、刚度好。 2)采用液压顶升方式，使平桥的升降安全、可靠、方 便。 3)可随建筑物的施工进程，调整工作幅度。 4)顶部安装有小型下回转塔机， 方便钢筋和小型建 筑物料提升。 5)安装有灵敏可靠的塔机起升、回转、变幅、力矩限 制器和前后平桥力矩报警装置，确保使用安全可靠。 2. 3 液压顶升平桥的
5、构成 液压顶升平桥系统由金属结构、工作机构、 液压系统、电气控制及安全保护装置等组成。其中金属 结构主要包括：桥身、项升套架、前桥、后桥、前后桥 拉杆、塔机转台、塔机塔身、塔机臂架等，工作机构包 括起升机构、变幅机构、回转机构和平衡重移动机构。 第三章 液压顶升平桥的安装、 调试 3.1液压顶升平桥安装工艺流程： 4节标准节 一 套架 一 回转平台 一 回转塔身 一 塔机臂 架 一 塔机配重 一 后桥 一 移动平衡器 一 前桥 一 前桥拉杆 一 固定平衡重。 3.2标准节的安装 将4节标准节用M322高强螺栓联成一 体，然后吊装在固定基础上，并用8套M302高 强度螺栓紧牢固。 3.3 套架安
6、装 在地面将顶升油缸、顶升横梁、走 台、力矩限制架、回转支撑等组装到套架上。然 后整体吊起套装在已安装好的标准节外面，顶升 油缸在标准节有踏步面。并用8套M302高强螺 栓将套架项部与安装在基础上的标准节连接。 3.4回转平台安装 在地面用4个销轴将起升机构固定在塔 机转台上，装好护栏，起升钢丝绳全部缠绕在起 升卷扬筒上，然后整体吊起安放到套架顶部回转 支撑上，将转台下部止口与回转支撑连接。 3.5 回转塔身 在地面 将安装在回转塔 身上的爬梯、站 台等连接好后， 整体起吊，用4个 35销轴将其与转 台连接，并装上 开口销。 3.6 塔机配重 将塔机配重 利用吊车吊起就 位，并用两根长 螺杆固
7、定。穿绕 起升钢丝绳，并 接好电源使塔机 能够正常运转。 3.7 后桥安装 在地面将后桥上的附属护栏、走台装 好，在后桥根部内安装平衡重移动机构，装入平 衡重移动小车，并穿好变幅钢丝绳，预留一个节 的空间以便安装移动平衡重：在后桥尾部系好麻 绳以控制起吊方向。用小吊车将后桥拉杆吊起， 一端与后桥尾部耳板相连，另一端与套架项部力 矩限制架耳板相连，后桥拉杆连好后，缓慢回钩 使后桥受力后， 即可摘钩。 3.8 移动平衡重安装 用小吊车吊装平桥移动平衡重， 将其固定于平衡重移动小车上，将平衡重调 整到9m的位置。同时将3t(6块小配重)放在平 衡臂上固定配重箱内。 3.9前桥安装 在地面组装前桥(前
8、桥中有吊耳的三节 相对位置是固定的，其余可任意组用)。安装好 护栏及铺板，要求前桥铺板必须横铺，整体起 吊前桥，将前桥根部销孔与套架前侧耳板销孔 对准后用销轴连接， 此时不能摘钩。 3.10前桥拉杆安装 拉杆的组合顺序将小拉杆放在中间， 拉杆安装顺序为由桥身中心往前安装， 先安装 2组拉杆 ， 再安装拉杆。待两组拉杆安装 完毕后， 吊车缓慢回钩使拉杆受力，然后摘 钩。 3.11 固定配重安装 根据前桥长度 与配重关系，前桥 去掉8节， 固定配 重去掉13块， 吊装 三小配重放在后桥 配重箱内。 第四章 液压顶升平桥的使用 4.1 平桥的顶升 本机桥身标准节附带有2个小短节，1节为 1.25m，
9、1节为0.625米，其作用是调整平桥与施工层面的 高度差，使其尽可能的小。将需要顶升的标准节用小吊 车吊起挂到引进小车上，并保持小吊车起重臂的前后方 向不动。放松电缆长度略大于总的爬升高度，将顶升横 梁两端销轴穿八标准节踏步孔内。拆去桥身最顶部与套 架连接的8套高强螺栓，启动油泵并向外伸油缸，调整移 动平衡重位置，使平桥上部重心在油缸上部。 观察爬升架上导轮与塔身主玄杆间的间隙 当 16个导轮均脱开时，即为理想位置。调整完后则继续伸 油缸，使爬升架中部的两个翻爪能卡在标准节踏步的上 端面上，锁定后稍缩油缸使翻爪承力，拔出顶升横梁两 端销轴后收油缸到顶升横梁两端销轴重新穿入标准节上 的上一个踏步
10、孔，稍顶起一段后向后翻开翻爪并锁定， 再全部伸出油岗。 此时标准节上方正好能装入一个标准节的空间 ，人力将吊挂在引进车上的待加标准节推入桥身正上方 ，对准标准节螺栓孔，稍缩油岗使新加标；佳节的重量 全部落到桥身上后摘下引进车挂钩，连接好全部标准节 螺栓并用双螺母锁定，螺栓预紧力2KN.m。增加短节时， 油缶工伸出1个行程或半个行程即可，以短节能放进去为 标准。 4.2 前桥的拆卸 前桥的长度随着筒壁半径的变小，需要逐渐变 短，前桥的长度每次拆卸可缩短1 .2m，首先拆去需要拆 卸节上面的铺板，用小吊车吊住需拆卸节并使钢丝绳稍 有张力，拆去需拆卸节与后节的三个连接销轴，用人力 将需拆卸节与后节分
11、离，然后用小吊车送至地面，用小 吊车吊减配重。 4.3 平桥的锚固 首先吊装锚固框，将其上带槽板卡入标准节上 的锚固框限位板上：用螺栓将2个半框连接成整体：调整 顶丝将锚固框内顶块与标；隹节主肢外表面顶实并锁定 用钢丝绳将锚固框与水塔筒壁拉结。第一道拖拉绳锚 固高度31m ，以后每25m设一道，每个锚固点设三根绳， 最大合力12. 03t，钢丝绳的预紧力为每角4 .8t，即每根绳 为1.6t，要求四角钢丝绳受力均匀。筒壁预埋件埋设标高 29m、54m、79m ，每角设3个预埋件(由厂家提供)，水平 距离1m。 河南鹤壁电厂三期工程5号冷却塔 4.4液压顶升平桥主要性能参数 前桥长度变换范围为4
12、.926.5 m；前桥通道宽 2 m；前桥局部允许均匀外荷载2 kNm2；前桥允许最在 总外荷载70kN，且重心位置有超过R13.5 m；后桥尺寸11 m3.4m(长宽)；混凝土贮料斗容量21 m3；最大使高度 为150 m：工作环境温度-2040；最大工作风力级别6 级：塔式起重机公称起重力矩100kNm，工作幅度226 m，额定起重量5001 000 kg，起升速度0.23m/min，变 幅速度145 mmin，回转速度0296 rmin，回转半 径20 m。 第五章 液压顶升平桥使用注意 事项 6.1 随着水塔建设的逐步进行，平桥及施工升降 机的高度也逐步加高，前桥幅度逐渐调整，这就要求
13、操 作人员必须按照说明书所给定的前桥长度与平桥配重的 关系调整配重，而不能随意进行配重的增减。由于水塔 施工及半桥的特殊设计决定了基本上每天都要进行平桥 的顶升作业，而顶升作业又是平桥所有工况中最危险的 工况，因此必须加强平桥顶升作业的安全意识，所有参 与顶升作业的操作人员必须经过培训取得操作证方能上 岗，更不得随意更换操作人员。否则，就存在非常大的 安全隐患，此种情况必须杜绝。 6.2在顶升过程中所有人员必须特别注意在套架 悬空状态绝对禁止启动小塔机的回转机构进行回转作业 ，更不能用小塔机来吊运任何物品，因为在此种状态下 平桥上部所有的重量全部压在液压顶升油缸上，并且此 时单点支撵是一种极其
14、不稳定的状态，任何一种外界因 素都有可能导致非常严重的后果。同时在顶升过程中无 关人员不得在桥面停留更不能在桥面任意走动。由于操 作不当而致使机械设备出现事故，平桥的特殊性决定了 水塔的所有旋工都必须完全停下来，此损失不是少配备 几个操作丁人所带来的效益所能比拟的。 6.3水塔的特殊结构决定了平桥结构的特殊性， 即平桥塔机的起重能力较小，小的起重能力决定了起重 臂及变幅小车的结构框架也较小，由此而带来另一个问 题，那就是在维护或安装人员乘坐变幅小车到臂端进行 安装作业时，由于变幅小车重量较轻，致使小车容易出 轨，虽变幅小车不会倾翻而发生事故，但会使人产生恐 惧心理。解决此问题的方法是：吊钩起吊
15、200kg重物离地 300500mm，然后工作人员再乘坐变幅小车的维修站笼 去进行维护安装作业。 6.4为了确保液压顶升平桥的使用安全，要严格按使 用说明书的要求进行安装、拆卸和使用，另外需特别注 意以下事项： 液压顶升平桥必须在符合要求的基础上工作； 平桥的安装、拆卸和操作等工作必须由经过 培训，了解本机构造的专职人员进行； 平桥的正常工作环境温度为-2040，风力 不大于6级； 平桥上禁止存放润滑油、油棉纱等易燃物品，冈 铺板为木质材料，建议在平桥上备置消防器材； 平桥必须设有良好的接地设施(接地电阻不大 于4 n)，遇有雷雨天气严禁牲底架附近走动； 工作时桥面载荷必须布置均匀，且严格控制
16、总体载荷 ，施T升降机导轨架顶必须低于小塔机臂架lm咀上； 吊运钢筋时严防碰刮缆风绳； 在非顶升状态，前桥端部必须与建筑物拉结； 必须随时注意前后载荷的平衡问题，除按要求拆节减 配重外，也可用经纬仪测量桥身的垂直度(垂直前后桥方 向)来检查。 第六章 技术效益对比 由中建三局 二公司承建的 河南鹤壁电厂 三期工程6号 冷却塔电梯、 1部塔机与1台 地泵(图3)； 由中建三局二公司承建的河南鹤壁电厂三期工程 5号、6号冷却塔淋水面积8 500 m2，塔高150 m，筒壁混 凝土10261 m3(单塔)，筒壁钢筋1 391 t。其中6号塔采用 施工升降机为主体的多机组合方法，包括l部电梯、1部塔 机与1台地泵(图3)；5号塔采用了l部施工平桥与1台地泵组 合。现对两塔垂直运输方案进行对比。 7.1从理论工期进度进行比较 假设5，6号冷却塔的人工、材料、客观条件等所有 因素相同：6号冷却塔采用1部电梯、1部塔机与1台地泵的组合 ，其与5号冷却塔采用1部施工平桥与l台地泵组合的区别如下。 6号塔施工电梯辐射塔简的范围比5号
