垃圾焚燒電廠鋼桁架梁施工技術(shù)要點分析

尚偉坤

（廣州環(huán)投增城環(huán)保能源有限公司，廣州 510000）

生活垃圾焚燒無害化處理是公認(rèn)的最安全、最科學(xué)的生活垃圾處理方式，隨著生活垃圾焚燒電廠規(guī)模的提升，垃圾坑及卸料大廳的鋼桁架梁跨度越來越大、吊裝技術(shù)難度也越來越高。本文通過工程案例，從鋼桁架施工流程、鋼桁架拼裝、吊裝就位累積滑移技術(shù)和鋼桁架就位等方面，對大跨度高難度鋼桁架梁累積滑移施工進(jìn)行分析討論。

1 鋼桁架梁施工概述

該工程垃圾坑南北全長141.8 m，鋼桁梁架跨度39 m，鋼桁架梁為三角形桁架結(jié)構(gòu)，截面寬度3 m，高度3.2 m，鋼桁架梁共17 榀，單榀最大重量為25 t，采用分單元滑移，每3 榀主桁架為一個拼裝滑移單元；滑移共鋪設(shè)2 條滑移軌道。鋼桁架梁推點設(shè)置，如圖1 所示。

圖1 鋼桁架梁推點設(shè)置圖

2 鋼桁架梁滑移流程和滑移關(guān)鍵技術(shù)要點

2.1 鋼桁架梁滑移流程

根據(jù)垃圾焚燒發(fā)電廠整體布置，構(gòu)件受力、運輸及吊裝能力、場地條件等因素，鋼桁架梁由鋼結(jié)構(gòu)加工廠分段制作運輸至吊裝位置進(jìn)行拼裝。首先混凝土結(jié)構(gòu)施工完成混凝強度滿足設(shè)計要求，預(yù)埋螺栓檢查無誤軸線標(biāo)高復(fù)核完成。

施工流程：結(jié)構(gòu)梁找平鋼軌就位固定→液壓頂推器（液壓缸）安裝初調(diào)→吊裝第一榀鋼桁架梁就位→鋼桁架梁與液壓爬行器連接（軸銷連接）→第二榀鋼桁架梁吊裝就位→第一榀與第二榀鋼桁架梁斜撐拉桿安裝→第三品鋼桁架梁吊裝就位→第二榀與第三榀鋼桁架梁斜撐拉桿安裝→按圖紙軸線位置進(jìn)行滑移→三榀鋼桁架梁到達(dá)就位點拆除液壓頂推器固定軸銷→三榀鋼桁架梁同步頂升→現(xiàn)場檢查復(fù)核鋼桁架梁位置拆除鋼軌→三榀鋼桁架梁逐一下降拆除頂升墊塊→鋼桁架梁就位固定→拆除千斤頂設(shè)備→液壓推行器行使至起點→吊裝第四榀鋼桁架梁→依次順序施工→單次滑移鋼桁架梁3 榀滑移5 次→拆除液壓爬行器及頂升裝置→吊裝剩余2 榀鋼桁架梁→吊裝鋼桁架梁斜撐拉桿→施工完成。

2.2 鋼桁架梁滑移及關(guān)鍵技術(shù)介紹

2.2.1 液壓頂推設(shè)備

液壓頂推設(shè)備采用組合裝置設(shè)計，主液壓油缸頭部采用軸銷及焊接耳板與被推鋼桁架梁連接，中間部位為主液壓油缸產(chǎn)生驅(qū)動推力，尾部采用液壓夾軌器（夾緊裝置）與軌道連接。液壓夾軌器有單向鎖死功能。液壓夾軌器夾緊軌道，主液壓油缸向前伸出，頂動鋼桁架梁向前移動；液壓夾軌器打開，主液壓油缸收縮，可與液壓油缸相同方向移動。液壓頂推設(shè)備如圖2 所示。

圖2 液壓頂推設(shè)備圖

2.2.2 鋼桁架梁滑移過程關(guān)鍵技術(shù)點

1）鋼桁架梁滑動平移過程中采用電腦控制液壓系統(tǒng)設(shè)備，液壓系統(tǒng)設(shè)備動作大小及速度均可控制，能夠保證鋼桁架梁滑動平移過程的穩(wěn)定性和安全性。

2）液壓頂推器，是通過尾部液壓夾軌器卡在軌道上，液壓油缸產(chǎn)生向后的反推力，實現(xiàn)液壓頂推器連接的鋼桁架梁向前滑動平移。該設(shè)備反向作用力，是利用液壓夾軌器與軌道卡緊時的摩擦力，采用液壓夾軌器減少反推力夾緊設(shè)備的加固時間。

3）尾部液壓夾軌器在鋼桁架梁滑動平移時，液壓夾軌器自動夾緊軌道產(chǎn)生摩擦力，不會在鋼桁架梁平移時產(chǎn)生滑動，有效控制鋼桁架梁滑動平移行程精度，誤差可控。

4）液壓頂推設(shè)備與鋼桁架梁通過軸銷連接，傳動力可靠，滑動平移過程無延時，韌性和塑性好，抗動力荷載強，不易松動。

5）為了防止鋼桁架梁滑動平移過程中，受到頂推力及自重高差水平推力影響，為保證鋼桁架施工安全，不發(fā)生側(cè)翻、受力不均勻、偏心等情況，施工時在每榀鋼桁架梁各個支座兩端位置焊接2 塊鋼板夾緊鋼軌，防止在滑移過程中側(cè)翻、偏心、位移，如圖3 所示。

圖3 鋼桁架梁鋼板固定器圖

2.2.3 鋼桁架梁滑移設(shè)備布置情況

1）滑移共鋪設(shè)2 條滑移軌道，在東西兩側(cè)（本項目32/41 軸）混凝土結(jié)構(gòu)梁頂面鋼桁架梁支座中心位置通長鋪設(shè)；軌道與支座預(yù)埋件焊接固定。

2）每個滑動平移單元（三榀鋼桁架梁）配置2 臺液壓油缸，2 臺備用液壓油缸，綜合考慮重復(fù)利用情況共需使用4 臺滑移液壓油缸；通過計算及設(shè)備廠家資料等信息，軌道梁兩側(cè)液壓油缸通過流量匹配、壓力匹配、功率匹配來配置液壓泵站。

3）每個油缸配置1 個液壓夾軌器，每個液壓夾軌器布置1 臺泵站，通過油管連接。泵站固定在鋼桁架梁兩端隨夾軌器移動，供電電纜滿足要求。

4）傳感器布置：液壓油缸測力傳感器可以稱重測量，拉力、壓力等；測量傳感器安裝主要是保證傳感器提供準(zhǔn)確數(shù)據(jù)；測力傳感器主要安裝在油缸的油腔內(nèi)；每根液壓油缸安裝1 個測力傳感器，測力傳感器的電氣線路與傳感器模塊相連接。

液壓油缸位移傳感器：每根液壓油缸安裝1 個位移傳感器，位移傳感器配置比例換向閥，精確控制液壓油缸的位移量和速度。

5）在施工現(xiàn)場安裝1 臺控制柜與電腦連接，從控制柜引出信號控制線及電源線等與設(shè)備有效連接。須專業(yè)技術(shù)人員操作完成。

2.2.4 鋼桁架梁滑動平移

計算機控制柜輸入指令至控制器，控制器信號傳給油缸，油缸推動活塞向前。

1）液壓頂推器尾部的液壓夾軌器與滑移軌道夾緊（如若液壓夾軌器與軌道之間有縫隙采用斜鐵填縫），液壓頂推器液壓油缸活塞桿頭部采用軸銷與鋼桁架梁耳板連接；液壓頂推器的液壓油缸伸出時，鋼桁架梁向前滑動平移。

2）液壓頂推器液壓油缸伸缸為一個行程結(jié)束。

3）一個行程伸缸完畢，鋼桁架梁不動，液壓夾軌器泄壓自動打開；液壓頂推器液壓缸回缸并拉動液壓夾軌器向鋼桁架梁方向移動；液壓油缸縮缸完畢表示鋼桁架梁滑動平移進(jìn)程完成。剩余鋼桁架梁按此步驟重復(fù)操作并將鋼桁架梁滑動平移至指定位置。

2.3 鋼桁架梁頂升介紹（自鎖千斤頂）

鋼桁架梁滑移就位后，技術(shù)人員進(jìn)行定位檢查鋼桁架梁定位軸線是否準(zhǔn)確，確認(rèn)無誤后拆除液壓爬行器與鋼桁架梁耳板軸銷，準(zhǔn)備鋼桁架梁頂升設(shè)備；千斤頂?shù)鬃O(shè)置20 mm 鋼板進(jìn)行墊高找平，千斤頂頂在鋼桁架梁支座兩端的耳板上；在鋼桁架梁與主體女兒墻縫隙設(shè)置楔鐵做橫向限位裝置。

2.3.1 千斤頂布置及頂升

1）每榀鋼桁架梁總重約25 t，按照施工工藝流程，每榀桁架梁共計4 個支座點，每個支座點配置2 個千斤頂，所以每榀鋼桁架梁設(shè)置8 個千斤頂。

2）根據(jù)液壓千斤頂?shù)目刂圃砑靶阅埽瑸榱擞行Э刂其撹旒芰喉斏龋诿块撹旒芰簝啥隧旑^安裝激光位移傳感器并接入控制系統(tǒng)主機，便于在頂升過程中監(jiān)測頂升位移及狀態(tài)。

3）為了更好檢測頂升系統(tǒng)性能及設(shè)備狀態(tài)，在頂升之前進(jìn)行預(yù)頂升作業(yè)，預(yù)頂升分為2 次，一次5 mm、一次10 mm 并檢查激光位移傳感器數(shù)據(jù)準(zhǔn)確度。

第一次為單榀鋼桁架8 個千斤頂同步頂升，檢查所有千斤頂?shù)男阅芗扒Ы镯旐斁o情況；檢查鋼桁架梁橫向限位、縱向限位是否塞緊；檢查鋼桁架位移、變形情況。

第二次為單榀鋼桁架梁4 個千斤頂同步收油（必須單個支座位置調(diào)平，收油1 個千斤頂，并分別備注4個為支承千斤頂，4 個為收油千斤頂），檢查所有千斤頂?shù)男阅芗扒Ы镯旐斁o情況；檢查鋼桁架梁橫向限位、縱向限位是否塞緊；檢查鋼桁架位移、變形情況。

預(yù)頂升完成后，調(diào)整傳感器位置及數(shù)值校對，檢查鋼桁架梁位移情況等，為正式頂升作業(yè)前做好準(zhǔn)備工作。

4）正式頂升。每個單元滑移三榀鋼桁架梁為一個整體，故需三榀鋼桁架梁同時頂升。頂升時按方案預(yù)設(shè)荷載進(jìn)行頂升并觀察激光位移測點反饋數(shù)據(jù)和鋼桁架梁頂升位移情況，及時做好記錄如有偏差及時分析調(diào)整，為下一組鋼桁架梁頂升提供理論數(shù)據(jù)支持，為鋼桁架梁安全穩(wěn)定頂升提供有力保障。

正式起頂，正式頂升按照頂升35 mm 進(jìn)行；頂升到位后，要暫停5 min，讓鋼桁架梁的應(yīng)力釋放并達(dá)到新的平衡后，需對鋼桁架梁、千斤頂進(jìn)行監(jiān)測，方可再進(jìn)行下一步頂升作業(yè)。

及時觀察千斤頂持荷是否穩(wěn)定，鋼桁架梁各處頂升高度是否一致，鋼桁架梁支座位置是否出現(xiàn)裂縫，鋼桁架梁是否存在沉降、變形、位移等現(xiàn)象。

若頂升正常再重復(fù)上述操作，直至同步頂升抬高到預(yù)定的高度上。若頂升過程中發(fā)現(xiàn)問題，應(yīng)解決后重試直至一切正常，方可重新頂升。

2.3.2 拆除滑移軌道

鋼桁架梁頂升至預(yù)定高度后，穩(wěn)住油壓鎖死千斤頂泄壓閥，用斜鐵將橫向限位、縱向限位塞緊，防止鋼桁架梁移位失穩(wěn)。

工人做好安全措施后開始等離子切割拆除滑移完成鋼桁架梁處的滑移軌道，清理鋼桁架梁對應(yīng)下落位置埋件及螺栓。鋼軌切割時由建筑塔吊拴吊裝帶穩(wěn)住，切割完成后由塔吊吊移至指定場地。拆除橫向、縱向限位斜鐵，為下一步下降提供準(zhǔn)備。

2.3.3 正式下降作業(yè)

按預(yù)設(shè)荷載進(jìn)行下降，觀察各個測點并認(rèn)真做好測量記錄，及時反映測量數(shù)據(jù)；鋼桁架梁在下降過程中，現(xiàn)場各部位施工人員密切注意鋼桁架梁位移情況，若發(fā)現(xiàn)異常情況及時上報；在鋼桁架梁下降過程中，用經(jīng)緯儀及全站儀觀測鋼桁架梁下降及變形情況。

2.3.4 頂升系統(tǒng)拆除

鋼桁架梁下降前清理鋼桁架梁支座板和混凝土結(jié)構(gòu)梁頂埋件上的雜物，下降完成后按設(shè)計圖紙要求將鋼桁架梁支座板與混凝土結(jié)構(gòu)梁頂螺栓連接緊固，支座板與預(yù)埋件焊接。即可進(jìn)行液壓系統(tǒng)、臨時鋼墊板、千斤頂?shù)牟鸪徊鸪簤合到y(tǒng)的管路及其他附件，拆卸千斤頂并移走。

2.3.5 鋼桁架梁頂升限位裝置設(shè)置

1）在第一榀鋼桁架梁北側(cè)，采用工字鋼焊接鋼板作限位裝置；鋼板與鋼桁架梁接觸面涂滿黃油以減少鋼材與鋼桁架之間的摩擦。工字鋼另外一端固定在混凝土結(jié)構(gòu)梁上，如圖4 所示。

圖4 鋼桁架梁防側(cè)偏移圖

2）在鋼桁架與主體女兒墻縫隙設(shè)置楔鐵做橫向限位裝置，楔鐵與鋼桁架接觸面涂滿黃油以減少鋼材與鋼桁架之間的摩擦。

2.3.6 PLC 液壓同步頂升設(shè)備

PLC 同步頂升系統(tǒng)利用液壓驅(qū)動、壓力和位移自動閉環(huán)，可實現(xiàn)多臺千斤頂同步控制，解決頂升過程時間長、數(shù)量多、操控難的施工問題，保證頂升過程中支撐系統(tǒng)穩(wěn)定性。

PLC 同步頂升系統(tǒng)使每臺千斤頂所起重的荷載均衡，保持升降的速度同步，這樣就可以很好地保證頂升過程的同步性，保證鋼桁架梁的安全穩(wěn)定。

3 吊車選擇及千斤頂計算

3.1 履帶吊選型

根據(jù)該工程實際情況及構(gòu)件形式、重量、作業(yè)半徑等，鋼桁架梁吊裝選用1 臺320 t 履帶式起重機，最大吊重25 t，主臂長50 m，副臂長36 m，吊幅30 m。

1）按規(guī)范JGJ 33—2012《建筑機械使用安全技術(shù)規(guī)程》4.2.9 條進(jìn)行驗算：采用一臺320 t 履帶式起重機進(jìn)行吊裝，最大總重為25 t，查《320 t 履帶吊起重特性表》可知，履帶吊臂長為主臂50 m+副臂36 m，最大吊裝半徑為30 m，可吊裝重量為49.2 t，動力系數(shù)選取1.1。單機的起吊載荷不得超過允許載荷的80%，即：25×1.1/49.2=56%＜80%。

2）按規(guī)范GB50009—2012《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》6.3.1 條進(jìn)行驗算：履帶吊動力系數(shù)選取1.1；履帶吊安全系數(shù)25×1.1=27.5<49.2，滿足規(guī)范要求。

3.2 千斤頂計算

該工程設(shè)置千斤頂進(jìn)行鋼桁架梁的同步頂升施工，一榀鋼桁架總重約25 t；分別每榀鋼桁架設(shè)置8 個千斤頂，10 t 螺旋千斤頂作主要頂升設(shè)備。每次滑移施工為三榀鋼桁架滑移，同步頂升過程中，驗算采取最不利情況，采取三榀鋼梁4 個支點為驗算，動力系數(shù)為1.1。10 t 螺旋千斤頂驗算，選取在鋼桁架設(shè)置4 臺10 t 螺旋千斤頂作驗算。

鋼桁架選用：10 t 千斤頂，采用4 臺。

選取三榀鋼桁架驗算，R=25×3=75 t。

選取三榀鋼桁架千斤頂驗算為：10 t×4 臺×3 榀=120 t。

安全系數(shù)K=120 t/75 t=1.6＞1.5 倍，滿足要求。

4 結(jié)果分析

根據(jù)現(xiàn)場實際情況，制定了詳細(xì)吊裝平移施工方案，經(jīng)過施工單位、監(jiān)理單位、專家組和建設(shè)單位相關(guān)人員進(jìn)行論證，施工過程中嚴(yán)控施工質(zhì)量嚴(yán)格按方案執(zhí)行，有效縮短施工工期，減少大型機械及人員投入，減少施工成本投入，達(dá)到降本增效目的。

5 結(jié)束語

采用單元滑移施工鋼桁架梁施工，減少施工占道為其他單位施工工期提供保障，減少高空作為危險，保證施工安全性。鋼桁架梁滑移施工設(shè)備體積小、自重輕、承載能力大，組拆速度快，承載能力大，穩(wěn)定性好。適宜用于中大型廠家布局緊湊，多種大型機械無法同時開展工作，狹小空間及高空進(jìn)行大噸位構(gòu)件、設(shè)備水平滑移。