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1、氧化铝仓安装施工技术 黄上钧 十一冶建设集团有限责任公司 摘 要： 广西来宾迁江铝厂氧化铝仓为吨位大、体积大、安装高度高的钢结构。通过对施工技术的研究, 成功完成了吊装任务。关键词： 锥形体; 倒装法; 吊车共同抬吊; 顶升倒装法; 分片拼装; 作者简介：黄上钧 (1984-) , 男, 工程师, 本科, 主要从事工程建设等工作。收稿日期：2017-11-17Received： 2017-11-171 工程概况广西来宾迁江铝厂氧化铝储运及供配料系统共 8 台锥形氧化铝钢仓, 每台钢仓由锥形体、压力环、直筒体、顶盖组成。钢仓筒体内径 14m, 总高度 14.2m, 其中锥形体高 7.17m, 筒
2、体高 6.563m, 钢仓总重约 100t/台。钢仓整体安装高度为 31.3m, 体积大、重量大、安装位置高是工程的施工难度所在。 (见氧化铝仓安装立面图) 图 1 氧化铝仓安装立面图 下载原图2 安装的技术方案分析工程为现场非标制作, 共需制作安装 8 台钢仓, 8 台钢仓中每 2 台为一组, 共四组。钢仓筒体直径 14m, 整体安装高度为 31.3m, 单台重 100t, 体积大, 容易变形, 安装高度高, 每组用于承载钢仓的混凝土支架相距仅 2m。混凝土支架两边为车间建筑物, 可利用的吊装场地为仅为 6m 的道路, 场地限制很大。(1) 如果采用整体吊装的方式进行安装, 需要超大吨位的吊
3、车, 且场地要求宽阔, 大体积、高吨位、高位置的安装危险系数大, 技术要求高, 且不利于经济性, 不能充分发挥现场非标制作的优点, 所以, 整体安装方案无法实现。(2) 从施工图看, 钢仓分为锥形体、压力环、直筒体、顶盖, 在现场非标施工中把这几项分开组装, 这样就可以实现在安装位置一定的情况下, 降低吊装吨位, 提高安全性、经济性。3 施工方案钢仓各部分重量分别为锥形体整体重 26t, 压力环重 5t, 直筒体重 45t, 顶盖重 29t (其中顶盖骨架重 5t, 顶盖盖板重 24t) 。根据钢仓分开组装及各个部位的重量特点, 应在地面搭建组装平台, 在地面拼装后进行吊装。由于锥形体形状特殊
4、, 容易变形, 不利于控制其精度, 且作为首要安装的部件, 无法在高空拼装, 必须在地面按实际放样拼装, 然后整体吊装。锥形体作为本工程的难点和重点, 锥形体的精度控制直接关系到整个钢仓的精度。为保证钢仓整体质量, 锥形体的组装和吊装时本工程的最关键控制点。锥形体整体重 26t, 高7.17m, 混凝土支架高度为 24.2m, 对锥形体整体吊高需大于 31.37m, 不利于吊装。为降低吊装高度, 降低施工成本及提高吊装安全性, 采用锥形体分体吊装, 分为上部锥形体 2.17m, 重 14t, 下部锥形体高 5m, 重 12t。直筒体由于有压力环和锥形体作为模子参照, 可以利用汽车吊进行高空分层
5、分片安装。直筒体高6.563m, 安装完成后最高高度为 31.3m, 如果采用从低到高的堆叠法进行施工, 要不断的变换施工高度及搭设施工平台, 不利于作业人员的安全性及施工的经济性, 如果采用顶升倒装法施工, 即在钢仓 24.7m 内搭设施工平台, 从高到低的倒装钢仓, 这样就只需在一个固定平台上完成整个钢仓的施工, 安全系数大, 搭设平台费用省 (具体施工方法见直筒体拼装) ;顶盖安装分顶盖骨架吊装组装和盖板分片铺设的方法进行安装。4 施工方法4.1 施工顺序组装平台铺设锥形体组装锥形体分体吊装压力环安装直筒体分层分片安装顶盖骨架安装顶盖盖板铺设。4.2 施工步骤具体措施4.2.1 平台铺设
6、本工程每组有两台钢仓, 为了保证施工进度要求, 在施工现场 (即在混凝土支架旁) 搭设 2 个施工平台, 组装平台采用 I25a 工字钢为支撑, 采用 16mm 的钢板铺设在工字钢上。搭设平台注意事项:铺设平台的地面要压实, 避免下沉;利用水平仪控制地面平整度;I25a 铺设完成后利用水平仪进行验收, 确保水平后方能铺板;铺完板后做最后的平整度验收, 合格后才能使用, 确保锥形体的组装精度。具体铺设方法见图 2。图 2 下载原图4.2.2 锥形体组装及吊装锥形体的组装采用倒装法, 即直径大的上部先进行组装, 然后逐渐往上变小。倒装法使锥形体拼装时更稳定, 防止发生倾覆, 更安全。如锥形体倒装简
7、图。图 3 锥形体倒装简图 下载原图锥形体组装注意事项: (1) 锥形体采用倒装法, 先组装直径 14m 的部分; (2) 锥形体第一圈的尺寸是控制锥形体整体的关键点, 组装时要严格实施过程监控; (3) 组装下部锥形体时, 应以上部为模, 提高组装精度; (4) 锥形体的焊缝探伤, 在拼装后吊装前, 要求对锥形体焊缝进行超声波探伤, 若有问题及时在地面上整改, 检查全部合格后方可进行吊装的工序。以 1#2#仓锥形体的吊装为例: (1) 下部锥形体重 12t, 高 5m, 整体需吊高31.2m;上部锥形体重 15t, 高 2.17m, 整体需吊高 28.37m。由于锥形体体积大, 重量高, 使
8、用一台汽车吊整体吊装时工作半径达到 7m, 高度高, 无法完成吊装, 故优先选用 2 台汽车吊进行共同抬吊, 安全系数取汽车吊起重量的 80%。根据汽车吊性能表, 选用 2 台 70t 吊车进行抬吊。 (2) 混凝土支架高 24.2m, 每组混凝土支架相距 3m, 无法将锥形体直接整体吊装至 2#混凝土支架, 故采用 1#仓作为中转站, 具体操作为:先进行下部锥形体吊装至 1#仓, 然后吊车移位, 把下部锥形体从 1#仓吊装至 2#仓;进行上部锥形体吊装至 1#仓, 吊车移位, 把上部锥形体移至 2#仓;进行锥形体上下部的连接, 上下部进行焊接稳固后才能松开汽车吊吊钩, 然后进行 1#仓的吊装
9、工作。总之, 必须注意先安装 2#仓锥形体, 才能够进行 1#仓的安装。吊装平面图如图 4。图 4 吊装平面布置图 下载原图4.2.3 压力环的吊装压力环采用 I50a, 重为 5t, 安装高度为 24.2m 的混凝土支架圈梁上。 (1) 安装前先进行混凝土支架圈梁找平验收, 这是压力环安装的重点; (2) 压力环直径大, 重量为 5t, 采用单台吊车安装时工作半径太大, 故也得选用 2 台汽车吊进行抬吊。根据汽车吊性能表, 选择用 2 台 25t 的吊车进行共同吊装; (3) 由于场地限制, 压力环不能直接安装到 2#混凝土圈梁上, 需要采用 1#混凝土圈梁作为中转站, 先吊至 1#圈梁,
10、后转移到 2#圈梁。4.2.4 直筒体的拼装直筒体的安装采用分分层片安装, 每片重 1.4t, 采用 30t 吊车及 6 台 10t 手拉葫芦进行进行顶升倒装法进行分安装。顶升倒装法具体施工步骤:直筒体高 6.563m, 直筒体高度排版为高 1.5m 共 4 层 (直筒体安装顺序图的 (2) (3) (4) (5) 层) , 高 0.563m 一层 (直筒体安装顺序图的 (1) 层) 。如直筒体安装顺序图, 先把第 (1) 层 (高 0.563m 层) 与压力环、锥形体组装固定完毕, 在第 (1) 层设置 6 个吊点 (见顶升倒装法吊点布置图) 。图 5 顶升倒装法吊点布置图 下载原图每个吊点
11、 (见顶升倒装法吊点大样图) 用 1 个 10t 手拉葫芦进行提升作业, 共使用 6 台 10t 手拉葫芦。图 6 顶升倒装法吊点大样 下载原图在标高为 24.7m 处钢仓内部布置施工平台并满铺脚手板 (见钢仓内施工平台) 。图 7 钢仓内施工平台 下载原图第 (1) 层为钢仓最先拼装的一层筒体, 是整个直筒体的模子, 关系到整个直筒体的精度, 是做好顶升倒装法准备工作的关键, 所以要对第一层施工过程进行实时监控, 保证质量。完成第 (1) 层及准备工作时先拼装第 (2) 层 (即直筒体最顶层) , 拼装内外立缝全部焊接完并通过探伤合格后, 用 6 个 10t 手拉葫芦同时提升 2m, 使用
12、30t 汽车吊在第 (2) 层下分片拼装第 (3) 层, 拼装内外立缝全部焊接完成, 把第 (2) 层放下与第 (3) 层对接, 进行内外环缝焊接, 待焊接完成并探伤合格后, 使用 6 个 10t 手拉葫芦同时把已经相连的 (2) (3) 层提升 2m, 依此方法, 直到完成第 (5) 层的拼装, 最后把第 (5) 层和第 (1) 层环缝相对接, 内外环缝焊接完成后并通过探伤合格, 直筒体的拼装工作完成。5 结语对于大吨位、大体积、较高安装高度的钢结构, 现场非标制作可以通过化整为零, 现场组装, 把钢构分解, 达到实现降低吊装吨位, 降低施工高度的目的, 提高施工的安全性及经济性, 这是现场
13、非标制作的优势。在广西来宾迁江氧化铝仓安装中, 两次使用到了倒装法: (1) 锥形体倒装法拼装, 使锥形体结构稳定, 提高锥形体的精度; (2) 直筒体拼装过程中使用顶升倒装法, 只需要在24.7m 处搭设 1 个施工平台, 从钢仓顶层至下层, 从上到下倒装, 使施工作业人员只需在 24.7m 平台上就可以完成直筒体的全部焊缝焊接, 安全系数大, 节省施工环节, 提高工程的经济性, 所以倒装法优势明显, 特别是在罐体的拼装中显得尤为重要。在工程施工中, 应对工程特点进行分析, 采用分体计算分析、现场设备力量、施工环境条件特点及现场施工经验相结合的方法, 才能制定出最适合的施工方案。参考文献1钢结构工程施工质量验收规范 (GB 50205-2001) . 2建筑钢结构焊接技术规程 (JGJ 81-2002) . 3钢结构制作安装施工规程 (YB 9254-1995) .
