2×600MW機組電廠主廠房鋼煤斗安裝技術探討

張勤武

(河南省第二建設集團有限公司，河南新鄉 453002)

1 工程概況

土耳其ATLAS電廠2×600 MW機組主廠房工程，主廠房結構為框排架及柱間支撐共同組成的鋼結構，分別由縱橫向梁、柱、柱間支撐及樓屋面結構組成空間承重結構體系。橫向由汽機房外側柱、汽機房屋面結構、汽機平臺、除氧煤倉間框架及柱間支撐組成橫向承重體系。框架柱與橫梁采用高強螺栓連接，框架柱與基礎采用高強螺栓連接。鋼煤斗位于煤倉間C～D列/②～⑧，?～?軸之間，兩臺機組共計12個鋼煤斗。鋼煤斗上部為圓柱形，圓柱內徑9 000 mm，高7．30 m，下部為雙曲線錐斗，錐斗高12．30 m，下口內徑1 000 mm。安裝后鋼煤斗頂部標高為38．80 m，下口標高20．988m。煤斗總長度17．812m，單個煤斗理論重量48．2 t。鋼煤斗采用180 t履帶吊進行吊裝。單只鋼煤斗主要工作量見表1。

表1 單只鋼煤斗主要工作量

2 鋼煤斗吊裝方法及技術措施

2．1 安裝準備工作

1)鋼煤斗制作在加工場分頂蓋、直筒段、支撐環梁段、錐斗段加工完成后，半成品運到煤倉間附近，50 t汽車吊配合鋼煤斗翻身，利用180 t履帶吊進行吊裝，分析180 t吊車工況及運輸安全(見圖1)。

2)煤倉間結構到33．30 m時暫停施工，開始鋼煤斗吊裝。吊裝前先將180 t履帶吊行走路基上鋪上石子，保證足夠的寬度，再用180 t履帶吊沿吊裝線路進行空負荷壓實，觀察地基沉降度，空載壓實后鋪設走道板。

3)吊耳:煤斗在組合場加工制作時，錐斗的大口內側及小口外側各設有四個位置對稱的吊耳，直筒的上口外側也設有四個位置對稱的吊耳。吊耳用30 mm厚的鋼板制作，其尺寸為250 mm×180 mm。焊接吊耳時應打坡口，經過計算焊縫高度12 mm，采用10 t卸扣可滿足施工的需要(見圖2)。

圖1 鋼煤斗制作圖

圖2 吊耳焊接位置及鋼絲繩起吊高度

a．吊耳制作與安裝的工藝要求:吊耳所用的鋼材應具有良好的可焊性，焊接應采用J422堿性焊條，腳尺寸應符合規定要求。吊耳的孔眼采用氣割開孔時，孔眼應磨光，以免損壞索具。吊耳的安裝位置應與分段的重心對稱，以保持吊耳負荷的均衡和分段吊運的平穩。吊耳的安裝方向應與其受力方向一致，以免產生扭矩。吊耳通常應布置在分段中縱、橫構件交叉處，或至少布置在分段的一根剛性構件上。吊耳安裝處的鋼煤斗壁應進行雙面連續焊，連續焊范圍約1 m，吊耳及其安裝處的煤斗壁的焊接質量，均應作認真的檢查。吊耳的形式和規格見圖3。

b．吊耳的強度計算:吊耳的允許負荷按下式計算:

其中，P為吊耳允許的負荷，kN;D為起重量(包括加強材料等重量)，kN;c為不均勻受力系數，取c=1．5～2;n為同時受力的吊耳數。吊耳的強度按下列公式校核:

正應力:s=P/Fmin=78．4×103÷(30×60×2)=21．77＜［s］=138。

剪切應力:τ=P/Amin=78．4×103÷(30×60)=43．56＜［τ］=82．8。

其中，Fmin為垂直于P力方向的最小截面積，mm2;Amin為平行于P力方向的最小截面積，mm2;ss為材料的屈服點，N/mm2;［s］為材料許用正應力，N/mm2;［τ］為材料許用剪切應力，N/mm2;k為安全系數，取k=2．5～3．0，所以吊耳強度滿足要求。

吊耳的角焊縫計算:應力按下列公式計算:

其中，sfN為垂直于焊縫長度方向的應力;τfv為沿焊縫長度方向的剪應力;sfM為在中和軸處彎矩引起的應力;N為軸向壓力;V為剪力;M為中和軸處的彎矩;he為角焊縫的計算厚度，直角焊縫等于0．7hf，hf為焊角尺寸;lw為角焊縫的計算長度，對每條焊縫取其實際長度減去2hf;bf為正面角焊縫的強度設計值增大系數，取1．22;ffw為角焊縫的強度設計值。

圖3 吊耳的形式和規格

應力計算:sfN=N/(2helw)=49．49×103/［2×0．7×12×(250-24)］=13．03 ＜bfffw=1．22 ×200。

綜合應力校核:{［(sfN+sfM)/bf］2+(τfv)2}1/2={［(13．03+56．38)/1．22］2+(36．86)2}1/2=67．79≤ffw=200。

所以吊耳焊縫滿足要求。

2．2 鋼煤斗吊裝

1)吊裝鋼絲繩安全系數驗算:查鋼絲繩的破斷拉力表選用6×37+1，φ28 mm的鋼絲繩最小破斷拉力為48．2 t。

由于吊裝時，吊裝形式、吊耳位置、鋼絲繩與垂直夾角相同為30°，所以每根鋼絲繩受力都一樣。設每根鋼絲繩受力為F，其中G 設為最大吊物重(16．5)。則G=4 ×F×cos30°，F=G/4=16．5/4。

每根鋼絲繩拉力 F=4．1 t。安全系數為 K=S實/F=48．2/4．1=12。故選φ28的鋼絲繩能滿足吊裝要求。

吊裝最遠且最大件16．5 t(錐體16 t+吊鉤及鋼絲繩0．5 t)，負載率為(16+0．5)÷23．1=71%，符合吊車工況。

2)鋼煤斗吊裝順序:煤倉間鋼結構吊裝至33．30 m層時，穿插進行鋼煤斗吊裝。2號機自?軸向?軸，1號機自?軸向③軸依次逐個吊裝。用180t履帶吊先將煤斗支撐環梁安裝就位，然后將錐斗從支撐環梁內滑落就位，再將上部圓筒安裝就位，最后將煤斗蓋安裝就位。

3)吊裝之前要認真檢查煤斗梁標高，精確放線，拆除影響煤斗吊裝就位的障礙物。

4)吊裝組拼時斗體之間使用支撐臨時固定，組織施工人員進行對接焊縫的校正，可先分段施焊牢固，在不影響總進度的前提下陸續填滿所有焊縫。

5)吊裝工藝流程:綁扎→起吊→就位→臨時固定→校正→構件焊接→焊縫油漆補涂→成品檢驗。

6)鋼煤斗支撐環梁、錐斗、直筒吊裝:履帶吊位于B，C列之間?軸外退吊東側3只鋼煤斗，在吊裝?軸～?軸之間的煤斗時，半徑17 m，此時吊車主臂46．7 m，副臂29．9 m，作業半徑15 m～35 m，起吊重量24．1 t～13．9 t(履帶吊工況參數表是根據廠家提供的)。

7)煤斗按吊裝順序進場，按照圖紙設計和現場的實際情況，先安裝煤斗的支撐環梁，為使每個支撐點持力均等，用水準儀和經緯儀進行抄平和定位。合格后依次吊裝錐形斗，將錐形圓斗座在上平面標高33．50 m的橫梁上后，用經緯儀檢測和水準儀進行校正合格后進行定位焊接、加固。上部錐斗與圓斗的連接采用全熔透焊接，先在圓斗上畫出定位線，焊接定位鐵，利用水準儀和經緯儀進行定位、找正，合格后進行臨時固定，再利用水準儀進行復核，不超過允許誤差后，進行最終焊接。保證煤斗下口中心線對設計中心線的偏移不大于20 mm。

3 結語

土耳其ATLAS電廠2×600 MW機組主廠房鋼結構及鋼煤斗吊裝均采用180 t履帶吊，在吊裝鋼煤斗過程中，準備工作及吊裝順序進行了合理的安排，180 t履帶吊車在吊裝主廠房鋼框架時，同時滿足鋼煤斗的吊裝工作，對鋼煤斗進行了科學的分段吊裝，克服了交叉施工的矛盾。對吊裝前的準備技術及吊裝技術進行了總結和探討，為以后類似工程的施工提供參考。

［1］鋼煤斗施工圖(F5281S-J0404)、圖紙會審、設計變更［Z］．

［2］主廠房鋼結構布置圖(F5281S-T0308)［Z］．

［3］電力建設施工質量驗收及評定規程(第一部分:土建工程)［Z］．

［4］GB 50205-2001，鋼結構工程施工質量驗收規范［S］．

［5］JGJ 81-2002，建筑鋼結構焊接技術規程［S］．