112m超高煙囪鋼塔架施工關鍵技術

郭新華

摘 要：朔州市某電廠新建塔架式玻璃鋼煙囪采用鋼塔架支承玻璃鋼內筒組合結構體系，煙囪塔架為鋼桁架結構，塔架采用正方形截面，截面尺寸沿高度均采用線性變化，總高112m，鋼塔架共分8段進行吊裝。由于傾斜型鋼塔架施工難度大，質量和精度要求較高，因此針對鋼塔架預制、防腐、吊裝等方面進行了深入的研究，提出鋼塔架的施工全過程的重點和難點方面的施工關鍵技術。

關鍵詞：塔架式玻璃鋼煙囪；鋼桁架結構；線性變化；傾斜型鋼塔架

中圖分類號：TE962.07 文獻標識碼：A 文章編號：1671-2064（2018）20-0127-01

某電廠2×135MW煤矸石綜合利用發電項目位于朔州市朔城區下團堡鄉境內，于2009年9月投產。新建塔架式玻璃鋼煙囪為某電廠濕式電除塵系統擴建項目主體工程，煙囪塔架設計安全等級為二級，抗震設防烈度為7度（0.15g），基本風壓0.55KN/m2，基本雪壓0.25KN/m2，塔架水平截面為正方形，截面尺寸沿高度線性變化，標高±0.00m處截面尺寸為15m×15m，標高112m處截面尺寸為7m×7m，主塔沿高度分別在14m、46m、78m、112m標高處設置承重、止晃平臺，平臺活荷載3KN/m2。主塔鋼材主要采用Q345B電焊鋼管，塔架分段連接采用鍍鋅高強度螺栓（10.9級），其余構件連接采用電焊焊接，與支腿（立柱）連接為一級坡口焊縫，其余為二級焊縫。

1 鋼塔架施工關鍵技術

鋼塔架施工關鍵技術主要表現在以下三個方面[1]：（1）鋼塔架的預制；（2）鋼結構防腐處理；（3）鋼塔架的吊裝。

1.1 鋼塔架的預制

煙囪鋼塔架根據設計要求、吊裝重量和結構長度特點劃分為8段。第1段為標高±0.00～15m段（重89.3t），第2段為標高15～34m段（重45.5t），第3段為標高34.2～47m段（重45.6t），第4段為標高47～59.8m段（重25.5t），第5段為標高59.8～79m段（重39.6t），第6段為79～89.2m段（重11.2t），第7段為標高89.2～99.4m段（重11.9t），第8段為標高99.4～112m段（重14.5t）。

1.1.1 支腿（立柱）、橫梁、斜桿預制

材料檢驗→施工圖轉化→放樣檢查下料尺寸→半自動切割機切割，并制備端部焊接坡口→沿管長度方向及同一豎向劃出節點角度定位線→檢查→編號存放。

1.1.2 節點板預制

材料檢驗→施工圖轉化→放樣檢查下料尺寸（可隨支腿、橫梁、斜桿同時放樣，節點板大小應滿足斜桿最短邊焊縫長度尺寸要求）→自動切割機切割，并制備焊接坡口→按放實樣確定的桿件組裝位置做永久標記→檢查、存放。

1.1.3 塔架拼裝

搭設焊接、組裝平臺，平臺應平整以確保塔節各組裝節點處水平誤差不超過2mm[2]→塔節在平臺上采用臥裝，組裝前在平臺上按圖打出組裝地樣，焊接定位擋板→先組裝成單片，各桿件插入節點板臨時點固后，檢查支腿間距尺寸及對角線，其誤差均控制在2mm以內后焊接牢固→單片組裝完成后，擱置于定位支架上，在一組裝完成的單片塔架上組裝相對面的塔架→塔節兩面組裝完成后，檢查各尺寸是否符合要求，并在塔節上部橫梁中部用紅油漆標注醒目的測量控制點→采用臥式組裝法，在組裝平臺上豎立兩個塔架單片，保持單片塔架垂直及上下口的傾斜角度準確無誤→拼裝本塔節底部一側的構件→搭設滿堂腳手架作為組裝焊接平臺→拼裝本塔節頂部一側的構件。

組裝過程中，設專人對段節的各種形位偏差進行監測，偏差一旦超標，立即校正。

1.1.4 鋼塔架焊接

（1）焊件組對時，盡量做到內壁平齊，焊件不等厚時應進行修整。

（2）焊件組對時，應放置穩固，以避免焊接時產生附加應力。

（3）定位焊完成后如沒有缺陷，可立即進行下步的焊接工作，盡量不間斷。

（4）多層焊時每焊完一道焊縫進行外觀檢查，如發現缺陷及時修補，然后再進行下一道焊接。

（5）為減少焊接變形和內應力，選擇合理的焊接順序[3]：有對稱截面的構件，宜對稱于構件中和軸焊接；有對稱連接桿件的節點，宜對稱于節點軸線同時對稱焊接；較大的鋼構件可把整個結構合理分成多個部件分開焊接，最后整體焊接；較長焊縫的焊接可采用分段退焊、分段跳焊法施焊。

（6）當環境溫度低于0℃時，在始焊處100mm范圍內預熱到15℃以上。本工程采用搭設保溫棚升溫，確保環境溫度在5℃以上方可施焊。

1.2 鋼結構防腐處理

1.2.1 表面除銹

除銹方法及等級應按設計圖紙和GB/T8923.1-2011《涂覆涂料前鋼材表面處理 表面清潔度的目視評定第1部分》標準執行。

1.2.2 防腐涂裝施工

（1）基層處理要求：基層經除銹后，表面須達到徹底凈化，除去氧化皮、鐵銹、油污及粉塵等一切雜物。

（2）涂料施工要求：除銹后應于當日刷好第一道底漆，以免基層表面返銹，影響漆膜。在涂料施工過程中，要根據現場情況和不同的構件位置，從上至下，從左至右的原則依次進行施工。涂刷要均勻一致，不得有流淌、漏涂和誤涂等現象。為使涂層間結合良好，一般在前次涂層達到指觸干狀態后才能進行下一層涂裝。

（3）施工環境要求：應充分考慮油漆種類與施工環境相適應，在施工完每一道涂層時都要認真檢查，發現有質量問題應立刻進行處理，如發生碰傷或破損要按工序進行補涂，以獲防腐最佳效果。

1.3 鋼塔架的吊裝

（1）鋼塔架采用正裝法[4]，吊裝前沿鋼塔架兩個垂直方向的中心線上向后方較遠處分別引出兩個后視點，這樣鋼塔架每側都有3個控制點對其進行控制，可以互相校核。

（2）為確保吊裝一次就位，在塔節四個支腿（立柱）法蘭底部用鋼管焊接三角錐形定位銷，定位銷與下部塔節對應支腿內徑相切，上部塔節可在自重作用下順利就位。

（3）由于塔架重量重，起吊高度高，為確保安全、高效吊裝，塔架第一段采用130t汽車吊分片吊裝、其余各段采用懸掛法使用主吊500t、650t汽車吊進行吊裝，使用200t汽車吊為輔助起重機，鋼絲繩兜掛法溜尾。

（4）鋼塔架吊裝過程中使用溜繩隨時控制塔節方向，使塔節中線與控制點連線吻合，待塔節找正對中后對法蘭盤與下部支腿接口處進行焊接，焊接時要盡量保證對稱焊接，并隨時監控鋼塔的變化情況，如果位置發生變化，要及時調整焊接順序。

2 結語

朔州市某電廠112m超高煙囪鋼塔架施工質量為本項目的重中之重，其精度控制更是鋼塔架的施工重點與難點。本文詳細介紹了超高鋼塔架的預制、鋼結構防腐處理和鋼塔架的吊裝等方面的內容，總結出一套切實可行的超高鋼塔架施工關鍵技術。在超高鋼塔架施工過程中，室外焊接、吊裝等作業受天氣因素影響較大，除嚴格按上述要求進行施工外，還應在施工過程中連續監測，時刻調整施工誤差，確保結構尺寸符合設計要求。

參考文獻

[1]陳旭東，呂嘉.房山五渡橋鋼塔架施工關鍵技術[J].長春工程學報（自然科學版），2012，13（1）：3-6.

[2]GB50205-2001，鋼結構工程施工質量驗收規范[S].

[3]GB50661-2011，鋼結構焊接規范[S].

[4]鄒旭峰，趙建春，王健男.煙囪塔架制作安裝與吊裝施工技術探討[J].建筑知識（學術刊），2013，（5）：431.