自立式鋼煙囪與鋼內(nèi)筒提升方法分析

周宏圖

摘 ? 要：分析現(xiàn)階段液壓頂升倒裝、氣壓頂升倒裝、卷揚(yáng)提升、液壓提升等鋼煙囪內(nèi)筒提升法對自立式鋼煙囪提升的可取之處，針對高聳單元式拼裝鋼煙囪的提升工裝裝置及方法，受力傳遞及工裝裝置的優(yōu)缺點(diǎn)，對自立式鋼煙囪提升進(jìn)行分析對比，進(jìn)行理論可行性的分析，找出自立式鋼煙囪提升深化改良的辦法，達(dá)到降低施工成本，提高頂升效率的目的。

關(guān)鍵詞：提升工裝 ?內(nèi)部 ?單元 ?分段 ?有限元分析

中圖分類號：TU39 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號：1674-098X（2019）11（b）-0042-02

單元式拼裝的高聳鋼煙囪在附近附屬結(jié)構(gòu)較多且同時施工時，由于拼裝單元較多，占地面積大，若同時采用多個吊車拼裝、組裝及提升，會消耗大量的施工空間，增大吊裝作業(yè)的安全隱患，人員投入也較大。因此，減小高聳鋼煙囪施工的時間和空間就成為了一個重點(diǎn)研究方向。一般來說，高聳鋼煙囪安裝正裝時臨時平臺搭設(shè)量大、高空作業(yè)危險大;在50m高以下的鋼煙囪中應(yīng)用較為廣泛，對于大于50m高的鋼煙囪多采用安全性較高的提升方法進(jìn)行施工，但自立式鋼煙囪提升時起升高度局限性大、需另設(shè)固定基礎(chǔ)。這需要一種安裝鋼煙囪時節(jié)省施工空間，提高作業(yè)效率的施工方法。液壓頂升倒裝、氣壓頂升倒裝、卷揚(yáng)提升、液壓提升的鋼煙囪提升法多用于煙囪鋼內(nèi)筒提升。

1 ?各類提升裝置特點(diǎn)

1.1 液壓頂升倒裝方法

應(yīng)用于混凝土外筒鋼內(nèi)筒提升的工裝，為保證工裝裝置針對較高筒體提升時，支撐工裝立柱需設(shè)水平支撐，使其與混凝土外筒固定來保證支架的穩(wěn)定性。安裝提升鋼內(nèi)筒之前，需要對混凝土外筒植筋埋件后設(shè)內(nèi)端小于鋼內(nèi)筒直徑的支撐，以提高提升筒體的抗傾覆能力。本工裝低空作業(yè)，依靠外筒來約束內(nèi)筒提升過程中不傾倒，垂直度得到有效的保證。但需要反復(fù)的更換筒體的吊點(diǎn)。

1.2 液壓提升倒裝方法

應(yīng)用于混凝土外筒鋼內(nèi)筒提升的工裝，根據(jù)鋼內(nèi)筒提升高度，確定提升動力裝置位于混凝土外筒的標(biāo)高位置。在混凝土外筒內(nèi)壁設(shè)置提升平臺，在提升平臺上安裝提升工裝。需保證提升筒體的重心始終位于提升平臺之下，使鋼內(nèi)筒在提升的過程中不至于傾覆。本工裝高空提升、低空作業(yè)，因提升工裝位置較高，下部可以單元式圓筒整體拼接，節(jié)省了提升單元的拼裝時間。由于提升工裝位于固定于混凝土外筒內(nèi)壁的平臺上，提升過程中平臺受力較大，因此此方法不支持后植筋埋件。需要進(jìn)行混凝土外筒施工時，在提升平臺標(biāo)高位置進(jìn)行加強(qiáng)植筋及埋件施工，必要時需設(shè)專門內(nèi)置暗梁。

1.3 氣壓頂升倒裝方法

應(yīng)用于混凝土外筒鋼內(nèi)筒提升的工裝，采用活塞式氣頂?shù)脑?，利用下部固定筒體、上部活動密封帽及待提升的鋼內(nèi)筒組成密閉空間，向密閉空間充氣，增大壓力，使密封帽與鋼內(nèi)筒同步提升，下部進(jìn)行板帶拼裝單元拼裝。待達(dá)一定高度后，需設(shè)置導(dǎo)向支架或利用提升過程中平臺進(jìn)行導(dǎo)向控制，以防止鋼內(nèi)筒在提升過程中發(fā)生傾覆。此裝置提升過程中，筒體受力均勻，靠混凝土外筒與內(nèi)筒之間的導(dǎo)向裝置，保證鋼內(nèi)筒提升過程中不傾覆。

1.4 卷揚(yáng)機(jī)提升倒裝方法

將卷揚(yáng)在高處承重支撐位置，對鋼圓筒進(jìn)行提升，該方法提升對筒體的重量限制較大。不適用高聳鋼煙囪的提升施工。

2 ?自立式高聳鋼煙囪整體提升分析

2.1 自立式鋼煙囪可采用的方法

（1）采用吊車進(jìn)行正裝，根據(jù)吊裝高度采用多種型號的吊車進(jìn)行吊裝，占用場地大，成本高。

（2）采用提升裝置分帶倒裝，分段正裝，倒裝高度有限，采用大型吊車統(tǒng)一吊裝就位。

2.2 自立式鋼煙囪倒裝提升方法的重點(diǎn)

（1）自立式鋼煙囪的倒裝提升因沒有混凝土外筒，無法借助混凝土外筒對提升工裝及鋼煙囪的抗傾覆進(jìn)行約束?？紤]到外部風(fēng)荷載及筒體施工中重量的微小差異，需加強(qiáng)底部支座約束能力，達(dá)到高聳鋼煙囪的提升。

（2）根據(jù)筒體的重量，需算架體及地基基礎(chǔ)的承載能力。

（3）自立式高聳鋼煙囪的提升受提升架高度限制，無法保持提升的鋼煙囪的重心持續(xù)位于提升點(diǎn)之下。

（4）若想保證自立式鋼煙囪在提升過程中的穩(wěn)定且偏移可控，需考慮提升時提升工裝與鋼煙囪緊密、牢固;升降裝置與下部固定裝置具有約束抗傾覆能力;下部固定裝置與基礎(chǔ)固定牢固。

（5）鋼煙囪提升為減少提升筒體的變形能力，需適當(dāng)加密鋼煙囪角鋼加固圈，這就需要適當(dāng)增加焊縫長度及加勁板數(shù)量。

2.3 簡易圖及傳力路徑

2.3.1 簡易圖

如圖1所示。

2.3.2 筒體重量傳遞

筒體重量：由下部固定筒體→鋼筋混凝土板→回填土和基礎(chǔ)

筒體側(cè)向力：由禁錮環(huán)梁→加強(qiáng)立柱（支撐角板）→基礎(chǔ)

2.3.3 各部件作用

（1）密封帽、提升筒體、固定活塞筒及密封圈組成氣密提升裝置。

（2）禁錮環(huán)臺、約束板、加強(qiáng)板、加強(qiáng)立柱及加強(qiáng)支撐角板組成底部約束筒體裝置，使筒體豎直穩(wěn)定。

（3）內(nèi)部加強(qiáng)井子撐支撐筒體。在外部禁錮裝置禁錮筒體時，保證提升筒體不變形。

（4）壓縮空氣管路提供壓縮空氣，為筒體提供提升動力。

3 ?部件組裝提升及監(jiān)測

每帶提升筒體分三段弧形板，自通道滑入（可設(shè)置滑動裝置）與組對焊接成環(huán)與上部已提升筒體焊接牢固后，加壓提升。提升過程中時刻監(jiān)測架體的內(nèi)力及變形情況。受筒體的直徑及高度的影響，起升裝置的剛性及穩(wěn)定性的還需進(jìn)行研究設(shè)計(jì)分析。受各地的氣候影響也有很大的不可行性。

4 ?結(jié)語

目前高聳混凝土外筒結(jié)合鋼內(nèi)筒的施工技術(shù)已經(jīng)很成熟，結(jié)合混凝土外筒鋼內(nèi)筒的施工方法，按倒裝法一次起升就位的思路，分析自立式鋼煙囪施工時可借鑒的施工方法。因無混凝土外筒在鋼內(nèi)筒的提升過程中進(jìn)行約束，若另設(shè)架體對上部提升筒身進(jìn)行約束成本大，故考慮增大提升底座的剛性及穩(wěn)定性為提升筒體提供足夠大的抗傾覆能力。動力采用氣壓頂升，減少了提升動力的不均勻?qū)е碌膬A覆可能。此方法低空作業(yè)，減少了吊車的使用成本，具有很大的可行性。

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