9F燃機(jī)鍋爐新型吊裝式腳手架關(guān)鍵技術(shù)研究與應(yīng)用

摘要：本文分別從設(shè)計(jì)、制作和吊裝三個(gè)環(huán)節(jié)對9F燃機(jī)鍋爐新型吊裝式腳手架的關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行深入探究，旨在豐富相關(guān)理論，為吊裝實(shí)踐提供理論依據(jù)。

關(guān)鍵詞：吊裝式鍋爐腳手架設(shè)計(jì)制作吊裝

上海臨港燃?xì)怆姀S一期工程4×400MW級燃?xì)?蒸汽聯(lián)合循環(huán)機(jī)組余熱鍋爐島范圍內(nèi)管道保溫采用陶瓷纖維毯，規(guī)格為25mm、38mm、50mm，保護(hù)層為鋁板或玻璃布。在安裝過程中，通過前期準(zhǔn)備、設(shè)計(jì)和制造新型的模塊式吊裝式腳手架，就能完成吊裝式腳手架的組裝工作，然后通過吊裝機(jī)械將其從鍋爐頂部吊入鍋爐內(nèi)部，并與鍋爐頂部橫梁進(jìn)行可靠連接后，就能完成鍋爐所需腳手架的搭設(shè)。

1 在前期準(zhǔn)備方面

通過對鍋爐圖紙的大量翻閱及平均安裝人員的數(shù)量統(tǒng)計(jì)，初步確定專用吊腳手架的外形尺寸、腳手架層面布置等因素。并根據(jù)《建筑施工扣件式鋼管腳手架安全技術(shù)規(guī)范》JGJ130-2001第8.1.1～8.1.5條進(jìn)行腳手架的制作。

2 在腳手架設(shè)計(jì)方面

2.1 立桿計(jì)算

2.1.1 腳手架結(jié)構(gòu)自重標(biāo)準(zhǔn)值產(chǎn)生的軸向力NG1k

腳手形式為：雙排架，步距h=1.8m，縱距l(xiāng)a=1m，橫距l(xiāng)b=1.05m，腳手架搭設(shè)高度H=12m。

gk=0.1395kN/m

NG1k=gk*H=1.674kN

2.1.2 構(gòu)配件自重標(biāo)準(zhǔn)值產(chǎn)生的軸向力NG2k

竹腳手板自重標(biāo)準(zhǔn)值：0.35kN/m2

欄桿、擋腳板自重標(biāo)準(zhǔn)值：0.14kN/m

最多搭設(shè)層數(shù)：7層

NG2k=7（0.35*1.5*1.05+0.14*1.5*2）=4.533kN

2.1.3 施工荷載標(biāo)準(zhǔn)值產(chǎn)生的軸向力ΣNQk

按施工用均布活載：2KN/m2

允許同時(shí)作業(yè)的施工層面為：2層

ΣNQk=3*2*1.5*1.05/2=4.2kN

2.1.4 風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值產(chǎn)生的立桿段彎矩Mw

風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值ωk=0.7μz·μs·ωo=0.7*1.8*（1.0*0.08）*

0.55=0.05544KN/m2

Mw=0.85*1.4*ωk*la*h2/10=0.031KN·m

2.1.5 腳手管的截面特性Φ48*3.5

計(jì)算長度l0=kμh=1.155*1.50*1.8=3.12m

長細(xì)比λ=l0/i=312/1.58=198

穩(wěn)定系數(shù)ψ=0.184

截面積A=489mm2

截面模量W=5080mm3

2.1.6 不組合風(fēng)荷載時(shí)立桿的穩(wěn)定性計(jì)算

N1=1.2（NG1k+NG2k）+1.4ΣNQk

=1.2（1.764+4.533）+1.4*4.2=13.328kN

σ1=N/（ΨA）=13328/（0.184*489）=148.13N/mm2

205N/mm2

2.1.7 組合風(fēng)荷載時(shí)立桿的穩(wěn)定性計(jì)算

N2=1.2（NG1k+NG2k）+0.85*1.4ΣNQk

=1.2（3.744+3.885）+0.85*1.4*4.725=12.554kN

σ2=N/（ΨA）+Mw/W=12554/（0.184*489）+31000/5080

=145.63N/mm2

2.1.8 結(jié)論：立桿穩(wěn)定性滿足要求。

2.2 連墻件的計(jì)算

2.2.1 連墻件軸向力設(shè)計(jì)值Nl

風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值ωk=0.7μz·μs·ωo=0.7*1.8*（1.0*0.08）*

0.8=0.081KN/m2（考慮非工作狀態(tài)下的基本風(fēng)壓800N/m2）

Nlw=1.4·ωk·Aw=1.4*0.081*（2*1.8）*（3*2）=2.45KN

Nl=Nlw+N0=2.45+5.0=7.45KN

2.2.2 連墻桿穩(wěn)定承載力驗(yàn)算

腳手架距離墻ln=40cm

細(xì)長比λ=ln/i=40/1.58=26

穩(wěn)定系數(shù)ψ=0.930

σ=N/（ΨA）=7450/（0.930*489）=16.38N/mm2

=205N/mm2

2.2.3 結(jié)論：連墻桿穩(wěn)定性滿足要求。

2.3 立桿支撐橫梁計(jì)算

2.3.1 受力分析（受力簡圖如下）

P1=P2=P3=1.2（NG1k+NG2k）+1.4ΣNQk=1.2（1.746+4.533）

+1.4×4.2=13.328kN

計(jì)算得：R1=R4=13.328kN；R2=R3=6.664kN

最大剪力V=6.664kN

最大彎矩M=3.433kN·m

2.3.2 截面特性

支撐橫梁采用雙拼#10槽鋼，查表得：

截面積A=127.4×2=254mm2

抗彎模量W=39700×2=79400mm3

慣性矩I=198300×2=396600mm4

靜距S=23500×2=47000mm3

腹板厚t=5.3×2=10.6mm

2.3.3 強(qiáng)度校核

彎應(yīng)力σ=M/W=3.433×106÷79400=43.24N/mm2

剪應(yīng)力τ=（V·S）/（I·t）=（6664·47000）/（396600·10.6）=74.50N/mm2

2.3.4 結(jié)論

立桿支撐橫梁的強(qiáng)度滿足要求。

2.4 頂部擱置橫梁計(jì)算

2.4.1 受力分析（受力簡圖如下）

腳手架總重：G1=（NG1k+NG2k）·6=（1.264+4.533）·6=

37.784kN

吊架總重：G2=13kN

施工載荷總重：G3=ΣNQk·6=4.2·6=25.2kN

P1=P2=[1.2（G1+G2）+1.4G3]/4=24.055kN

計(jì)算得：R1=R2=24.055kN

最大剪力V=24.055kN

最大彎矩M=31.057kN·m

2.4.2 截面特性

支撐橫梁采用雙拼#16工字鋼，查表得：

截面積A=2611×2=5222mm2

抗彎模量W=140900×2=281800mm3

慣性矩I=11270000×2=22540000mm4

靜距S=80800×2=1616000mm3

腹板厚t=6×2=12mm

2.4.3 強(qiáng)度校核

彎應(yīng)力σ=M/W=31.507×106÷281800=111.81N/

mm2

剪應(yīng)力τ=（V·S）/（I·t）=（24055·1616000）/（22540000·

12）=14.37N/mm2

2.4.4 結(jié)論

頂部擱置橫梁的強(qiáng)度滿足要求。

2.5 千斤繩強(qiáng)度計(jì)算

起吊鋼絲繩？準(zhǔn)19.5mm-6×37+1-17016m/根2根，共作四頭，最大起重量為5t。

3 在吊腳手架制作方面

3.1 腳手架的搭設(shè)順序

3.1.1 布置支撐橫梁。支撐梁用2條長4.5米的雙拼#10槽鋼。

3.1.2 布置立桿。在離底座中心505mm處布置4根長15米的#10槽鋼，作為立桿。

3.1.3 布置頂部擱置橫梁。頂梁用2根長4.5米的雙拼#16工字鋼。

3.1.4 在支撐梁與立桿之間用長2.8米的#10槽鋼做斜撐。

3.1.5 在頂梁與立桿的連接處焊接8塊100mm×100mm×10mm的三角板。

3.1.6 在頂梁上焊接8個(gè)吊耳。

3.1.7 搭設(shè)腳手管。

3.2 腳手架搭設(shè)要求

3.2.1 立桿接頭除在頂層可采用搭接外，其余個(gè)接頭必須采用對接扣件對接，對接、搭接應(yīng)符合以下要求：

①立桿上的對接扣件應(yīng)交錯(cuò)布置，兩相臨立柱接頭在高度方向錯(cuò)開的距離不應(yīng)小于500mm，各接頭中心距主接點(diǎn)的距離不應(yīng)大于步距的1/3。②立桿的搭接長度不應(yīng)小于1m，不小于兩個(gè)旋轉(zhuǎn)扣件固定，端部扣板的蓋邊緣至桿端距離不應(yīng)小于100mm。③每根立桿底部應(yīng)設(shè)置底座或墊板。

3.2.2 縱向水平桿構(gòu)造要求

①縱向水平桿宜設(shè)置在立桿內(nèi)側(cè)，其長度不小于3跨。②縱向水平桿的對接扣件應(yīng)交錯(cuò)布置。③縱向水平桿的搭接長度不應(yīng)小于1m，并應(yīng)等距設(shè)置3個(gè)旋轉(zhuǎn)扣件固定，端部扣件蓋板邊緣至搭接縱向水平桿桿端的距離不應(yīng)小于100mm。④使用竹笆腳手板時(shí)，縱向水平桿應(yīng)用直角扣件固定在橫向水平桿上，并應(yīng)等間距設(shè)置，間距不應(yīng)大于400mm。

3.2.3 橫向水平桿的構(gòu)造要求

①主節(jié)點(diǎn)處必須設(shè)置一根橫向水平桿，用直角扣件扣接且嚴(yán)禁拆除。②作業(yè)層上非主節(jié)點(diǎn)處的橫向水平桿，宜根據(jù)支承腳手板的需要等間距設(shè)置，最大間距不應(yīng)大于縱距的1/2。

3.2.4 腳手板的構(gòu)造要求

①作業(yè)層的腳手板應(yīng)鋪滿，離開墻面120～150mm。②竹笆腳手板應(yīng)按其主筋垂直于縱向水平桿方向鋪設(shè)，且采用對接平鋪，四個(gè)角應(yīng)用直徑1.2mm的鍍鋅鋼絲固定在縱向水平桿上。③木腳手板應(yīng)設(shè)置在三根橫向水平桿上，當(dāng)腳手板長度小于2米時(shí)，可采用兩根橫向水平桿支承，但應(yīng)將腳手板兩端與其可靠固定，嚴(yán)防傾翻。④腳手架必須設(shè)置縱、橫向掃地桿。

3.2.5 剪刀撐的構(gòu)造要求

①腳手架應(yīng)在外側(cè)立面整個(gè)長度和高度上連續(xù)設(shè)置剪刀撐。②剪刀撐斜桿的接長宜采用搭接，搭接長度不應(yīng)小于1m，不小于兩個(gè)旋轉(zhuǎn)扣件固定，端部扣板的蓋邊緣至桿端距離不應(yīng)小于100mm。③剪刀撐斜桿應(yīng)用旋轉(zhuǎn)扣件固定在與之相交的橫向水平桿的伸出端或立桿上，旋轉(zhuǎn)扣件中心線至主節(jié)點(diǎn)的距離不宜大于150mm。

4 腳手架的吊裝

由于腳手架設(shè)計(jì)時(shí)考慮到吊裝便利，其鋼度允許在平地單機(jī)翻身，因此僅需用一臺吊機(jī)對其進(jìn)行翻身后，直接將其從鍋爐爐頂直穿入鍋爐內(nèi)部，最終將吊裝式腳手架頂部擱置于鍋爐橫梁上后完成吊裝作業(yè)。在腳手架耗材方面：臨港余熱鍋爐專用吊腳手架每片2.5t，共8片，總計(jì)腳手架及扣件總和重20t。在安全施工方面：臨港余熱鍋爐專用吊腳手架可在地面搭設(shè)，吊機(jī)吊裝，吊腳手架的高空安裝及拆除所需要的工時(shí)極少。因此，成功避免了高空墜落這個(gè)重大危險(xiǎn)源。

參考文獻(xiàn)：

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