论文部分内容阅读
摘要：国电电力大同第二发电厂二期扩建工程是我国首台国产600
MW直接空冷机组，利用城市中水，节能环保。在今后的火电建设中，这样的机组将会大力得到推广。为此，对直接空冷机组的空冷平台安装工艺作一总结很有必要。
关键词：空冷 桁架 机械 节点 组合 吊装 高强螺栓 终拧
1 工程概况及工程量
国电电力大同第二发电厂二期扩建工程直接空冷凝汽器平台紧靠7#机主厂房A列外，单元群排成矩形方阵，共56个单元按7行8列布置，平面尺寸91.2m～77.7m，座落在外径3800mm，壁厚300mm的16根空心混凝土柱上，平台由纵横交错的钢桁架连接而成，平台顶标高40m，桁架高度6.328m；桁架梁上下弦杆、立杆，腹杆等构件主材采用热扎H型钢，强度等级Q235B-Z，杆件连接采用扭剪型高强度螺栓连接，采用等强度设计法，桁架上弦H型钢上翼缘连接采用全熔透焊接。
平台总重量约2300t，其中螺栓重量约80t。
2 施工机械的选择及布置
根据施工总图及空冷桁架图纸，在空冷平台东侧500kV升压区域、空冷平台北侧及空冷区域内布置施工组合平台，构件堆放场，进行桁架组合。根据桁架施工情况，布置以下施工机具：
①250t履带吊，负责主要桁架的吊装，布置在空冷平台东侧，主臂47.275m，副臂36.60m；②布料杆，布置在空冷柱LB-LC之间，扒杆长度44m，塔身高度46m，主要负责上下弦水平支撑及风机护网层构件安装；③1000/60t塔吊，后期布置在主厂房A列柱与空冷LD列柱之间，距A列10m，吊车扒杆高度50m，幅度38m时可吊重20t，负责LD～LD桁架及其它构件的安装；④50t履带吊，布置在组合场地，负责桁架组合；⑤25t汽车吊及板车，负责构件的运输。
3 施工准备
空冷钢平台施工前在空冷支柱顶面上安装安全栏杆，并在桁架部位做成活动栏杆。钢结构施工前，先进行柱顶埋件安装及二次浇灌，之后拆除空冷原有砼支柱施工用脚手架，拆除时留下LB、L3轴（柱10）脚手架不拆，作为施工人员上下通道，同时制作钢筋爬梯安装在已拆除脚手架的柱上，爬梯作为上下通道。爬梯用φ18圆钢制作，每节长度4.8m，每隔2.4m焊一道U型支承与空冷柱筒壁相支。
4 主要施工方法
4.1 选择施工方案，确定施工顺序
在施工过程中，根据工程特点，结合施工的进度要求，以及施工现场的吊车配备情况，对桁架进行组合吊装，对于上下弦水平支撑、风机护网等构件的散吊方法，在地面上将其组合成合适的长度进行起吊，长度通常为22m或11m，对整体进行高空连接，然后对其它构件进行安装。
4.1.1 施工流程
为了确保施工顺利进行，需要对施工流程进行确定。通常情况下，工程项目的施工流程为：施工放线→安装柱头埋件→组合桁架、吊装桁架→安装下弦水平杆→安装防护层构件→安装上弦水平支撑→安装平台板。
4.1.2 桁架安装施工顺序（见下图）
4.1.3 吊装桁架顺序
在施工过程中，根据施工图纸，按照支柱、纵横向桁架、内部横向桁架、内部纵向桁架的顺序对一组桁架进行吊装。
4.2 组合平台搭设
组合平台搭设在升压站区域内及空冷固定端，其中升压站区域布置3块组合平台，空冷固定端布置两块组合平台，空冷区域内布置一块组合平台，地面平整夯实后开始搭设，基础采用混凝土支墩，平台纵横向龙骨采用工20工字钢。每块平台尺寸为25.9m×7.6m，可满足1榀桁架的组合，桁架纵向龙骨间距3.8m，横向龙骨间距3.7m，平台高度为1m，以满足平台组合要求。
4.3 施工测量放线
混凝土柱的硬度达到设计要求后，拆除施工模板，对16根混凝土柱进行放线及找平处理，并且在柱头标出十字中心线和标高，进而为后续施工提供参考依据。
4.4 检验进厂构件
通过质检、监理、甲方、厂家有关人员对进入周转场的上下弦杆、立杆等构件进行全部检验，对于上下弦水平支撑、步道杆件等构件进行抽样检查，在检验过程中，检查项目包括构件的长度、孔距、编号、挠度、扭曲等内容，同时做好检验记录，在检查过程中发现问题，及时进行处理。在一定程度上确保进入施工现场的杆件都是合格的。
4.5 安装柱头节点
4.5.1 安装柱头埋件
在安装柱头埋件之前，首先对柱头纵横中心线、柱顶标高等进行检查，在台板上通过点焊的方式对型钢进行处理，然后通过布料杆吊起放在柱头上，为了确保安装的准确性，利用撬棍对埋件进行调整，同时利用木楔对埋件标高进行调整，用铁水将埋件进行找平处理，并在柱顶埋件上进行点焊固定，浇灌完成后去掉型钢，通过砂轮机进行磨平处理。
4.5.2 柱头二次浇灌
安装完柱头台板，验收合格后，即可进行二次浇灌处理。在进行浇灌之前，柱头内部的杂物要清理干净，并且提前24小时进行湿润处理，选用GM灌浆料作为浇灌料。
4.5.3 安装柱头节点连接件
桁架吊装后，进行安装柱头节点连接件，根据图纸要求，与桁架连接后，通过焊接的方式对底部与柱顶埋件进行处理。
4.5.4 柱头钢柱施工
根据施工详图，将包含两根柱头钢柱的钢桁架进行组合后，其重量高达45t，现有吊车不能满足施工要求，因此先安装柱头钢柱，然后再连接钢桁架与柱头钢柱。在对钢柱进行施工的过程中，利用点焊对柱底与垫铁、柱顶埋件进行处理。
4.6 组合桁架
在组合桁架的过程中，通过50t履带吊根据桁架吊裝顺序进行组合，在平台上按照图纸编号摆放构件，安装连接板，插入螺栓，校正桁架尺寸，然后对高强螺栓进行初拧、终拧处理。 4.7 吊装桁架
起吊桁架前，首先搭设脚手架，为了确保起吊的安全性，需要进行检查。当翻身后吊高度处于200-300mm处，对钢丝绳受力均匀情况进行检查，保持5分钟后，如果情况正常，那么进行正式起钩，在起吊过程中应保持速度缓慢，桁架到位后落钩要缓慢，确保支座中心线与柱顶台板中心线彼此相互一致，然后对缆风绳进行调整，桁架保持垂直，利用螺栓进行连接，拉紧风绳，并锁定倒链，中间桁架就位后方可摘钩。
4.8 高强螺栓的施工
4.8.1 高强螺栓的储运与保管
①在运输、保管、使用高强螺栓的过程中，为了避免螺纹出现损伤，需要轻装轻卸，如果螺纹损伤严重或螺栓生锈，为了确保施工质量均不得使用。②在室内仓库保管成箱的螺栓连接副件，并对地面进行防潮处理，按照批号、规格进行分类堆放，在存放过程中，高强螺栓连接副包装箱底层与地面保持30mm的高度。③使用前不得对高强螺栓开箱，在一定程度上确保包装的密封性，开箱后取出部分螺栓后并原封包装好，防止出现锈蚀和沾染灰尘。④在安装使用高强螺栓连接副件时，根据当天的使用计划，进行定量领取，妥善保管当天安装剩余的螺栓。⑤在使用螺栓过程中注意保护，保持其干净整洁，避免出现碰伤，使用时发现异常情况，经检查确认无误后再施工。⑥螺栓仓库设专人负责，做好发放记录。
4.8.2 高强螺栓的施工
①施工过程中使用扭剪型高强螺栓，施工时采用专用电动板手。②用临时螺栓或冲钉对每一个连接接头进行定位处理，在一定程度上防止螺纹损伤引起扭矩系数的变化。③在调整几何结构尺寸后进行高强螺栓的施工，根据施工的方便程度确定穿入方向，并保持一致。④安装高强螺栓以自由穿入螺栓孔为准，杜绝强行穿入。⑤在对高强螺栓进行施工的过程中，根据施工图纸给出相应的螺栓种类和长度，为了确保施工质量严禁出现混用现象。⑥通过初拧和终拧两个步骤对高强螺栓进行施工，初拧的目的是消除板间隙，通常情况下，初拧的力矩为终拧的50%～70%。⑦对高强螺栓进行初拧、终拧处理后，确保中间向两边对称进行。⑧对螺栓进行施工时，先在梅花头上套入扳手内套筒，然后对扳手进行轻压，在螺母上套上外套筒，然后晃动扳手，确保内外套筒接触良好，同时调整套筒，进而确保其与连接板面保持垂直。⑨按动扳手开关，旋转外套筒，直至拧断切口。⑩切口断裂，关闭扳手开关，从螺母上卸下外套筒，此时拿稳扳手。启动顶杆开关，顶出内套筒中的梅花头，将其放入工具袋内。
4.8.3 检验高强螺栓的施工
①按照施工图纸，在高强螺栓初拧之前核实螺栓的数量和种类，确保一致性。②螺栓初拧后检验螺栓，检查螺柱是否存在初拧的标记，以及是否存在漏拧、欠拧现象。③螺栓终拧后检查终拧标记，对部分无法用专用扳手施工的螺栓用转角法检查终拧扭矩。
4.9 构件的焊接
设计中要求上弦杆的上翼缘为全熔透焊缝，等级为工级，100%射线检验，施工时在组装平台不焊，到上部框架一个单元之内的桁架的标高、轴线等验收合格，螺栓全部终拧完后进行焊接。焊接时采用E4303电焊条，焊接时节点两侧对称焊接，并由中心向两侧焊接，遇有风雨天时可在接头部位搭设防护棚进行施工。
4.10 其它构件的安装
安装上下弦水平支撑的过程中，安装完成每个单元桁架后，利用上下弦脚手架及布料杆进行，中间可穿插安装风机护网层构件。安装护网层钢梁过程中，充分利用搭设好的脚手架先安装牛腿及连接件，然后对支撑梁、钢次梁进行安装。安装风机护网格栅板的过程中，先用吊车吊上部分栅格板，在桁架附近的支撑梁上进行安装，搭建一块临时平台，通过采用卡具与支撑钢梁卡紧后，将格栅板放在平台上人工抬运，依次进行安装。步道安装时利用搭设好的脚手架进行安装，安装时随桁架安装进度，采用布料杆安装。
5 结束语
国电电力大同第二发电厂二期扩建工程，空冷平台钢结构的施工克服了图纸晚，构件到货不及时及制作偏差大等困难，如期完成了安装任务，为机组的提前投产奠定了基础。其中有成功的经验，也有不足和教训，根据大二的經验，在空冷平台的设计及制作中，如能考虑起拱，则更能保证钢平台顶面的平整度，为下一步安装施工的顺利进行创造更好的条件；其次，在钢结构的制作过程中，要加强监督，尽量保证其制作精度，这样可避免安装过程的被动；再就是我们在安装过程中也要加强过程控制，发现问题及时处理，不要把问题带到下一道工序，造成不可避免的损失。
参考文献：
[1]JGJ82-91，钢结构高强度螺栓连接的设计、施工及验收规范[S].
[2]GB3632-83，钢结构用扭剪型高强度螺栓连接副型式尺寸[S].
[3]GB3632-83，钢结构用扭剪型高强度螺栓连接副技术条件[S].
[4]GB50205-2001，钢结构工程施工质量验收规范[S].
作者简介：张建军（1963-），男，河北深州人，工程师，土建专业，研究方向：建筑工程管理。
MW直接空冷机组，利用城市中水，节能环保。在今后的火电建设中，这样的机组将会大力得到推广。为此，对直接空冷机组的空冷平台安装工艺作一总结很有必要。
关键词：空冷 桁架 机械 节点 组合 吊装 高强螺栓 终拧
1 工程概况及工程量
国电电力大同第二发电厂二期扩建工程直接空冷凝汽器平台紧靠7#机主厂房A列外，单元群排成矩形方阵，共56个单元按7行8列布置，平面尺寸91.2m～77.7m，座落在外径3800mm，壁厚300mm的16根空心混凝土柱上，平台由纵横交错的钢桁架连接而成，平台顶标高40m，桁架高度6.328m；桁架梁上下弦杆、立杆，腹杆等构件主材采用热扎H型钢，强度等级Q235B-Z，杆件连接采用扭剪型高强度螺栓连接，采用等强度设计法，桁架上弦H型钢上翼缘连接采用全熔透焊接。
平台总重量约2300t，其中螺栓重量约80t。
2 施工机械的选择及布置
根据施工总图及空冷桁架图纸，在空冷平台东侧500kV升压区域、空冷平台北侧及空冷区域内布置施工组合平台，构件堆放场，进行桁架组合。根据桁架施工情况，布置以下施工机具：
①250t履带吊，负责主要桁架的吊装，布置在空冷平台东侧，主臂47.275m，副臂36.60m；②布料杆，布置在空冷柱LB-LC之间，扒杆长度44m，塔身高度46m，主要负责上下弦水平支撑及风机护网层构件安装；③1000/60t塔吊，后期布置在主厂房A列柱与空冷LD列柱之间，距A列10m，吊车扒杆高度50m，幅度38m时可吊重20t，负责LD～LD桁架及其它构件的安装；④50t履带吊，布置在组合场地，负责桁架组合；⑤25t汽车吊及板车，负责构件的运输。
3 施工准备
空冷钢平台施工前在空冷支柱顶面上安装安全栏杆，并在桁架部位做成活动栏杆。钢结构施工前，先进行柱顶埋件安装及二次浇灌，之后拆除空冷原有砼支柱施工用脚手架，拆除时留下LB、L3轴（柱10）脚手架不拆，作为施工人员上下通道，同时制作钢筋爬梯安装在已拆除脚手架的柱上，爬梯作为上下通道。爬梯用φ18圆钢制作，每节长度4.8m，每隔2.4m焊一道U型支承与空冷柱筒壁相支。
4 主要施工方法
4.1 选择施工方案，确定施工顺序
在施工过程中，根据工程特点，结合施工的进度要求，以及施工现场的吊车配备情况，对桁架进行组合吊装，对于上下弦水平支撑、风机护网等构件的散吊方法，在地面上将其组合成合适的长度进行起吊，长度通常为22m或11m，对整体进行高空连接，然后对其它构件进行安装。
4.1.1 施工流程
为了确保施工顺利进行，需要对施工流程进行确定。通常情况下，工程项目的施工流程为：施工放线→安装柱头埋件→组合桁架、吊装桁架→安装下弦水平杆→安装防护层构件→安装上弦水平支撑→安装平台板。
4.1.2 桁架安装施工顺序（见下图）
4.1.3 吊装桁架顺序
在施工过程中，根据施工图纸，按照支柱、纵横向桁架、内部横向桁架、内部纵向桁架的顺序对一组桁架进行吊装。
4.2 组合平台搭设
组合平台搭设在升压站区域内及空冷固定端，其中升压站区域布置3块组合平台，空冷固定端布置两块组合平台，空冷区域内布置一块组合平台，地面平整夯实后开始搭设，基础采用混凝土支墩，平台纵横向龙骨采用工20工字钢。每块平台尺寸为25.9m×7.6m，可满足1榀桁架的组合，桁架纵向龙骨间距3.8m，横向龙骨间距3.7m，平台高度为1m，以满足平台组合要求。
4.3 施工测量放线
混凝土柱的硬度达到设计要求后，拆除施工模板，对16根混凝土柱进行放线及找平处理，并且在柱头标出十字中心线和标高，进而为后续施工提供参考依据。
4.4 检验进厂构件
通过质检、监理、甲方、厂家有关人员对进入周转场的上下弦杆、立杆等构件进行全部检验，对于上下弦水平支撑、步道杆件等构件进行抽样检查，在检验过程中，检查项目包括构件的长度、孔距、编号、挠度、扭曲等内容，同时做好检验记录，在检查过程中发现问题，及时进行处理。在一定程度上确保进入施工现场的杆件都是合格的。
4.5 安装柱头节点
4.5.1 安装柱头埋件
在安装柱头埋件之前，首先对柱头纵横中心线、柱顶标高等进行检查，在台板上通过点焊的方式对型钢进行处理，然后通过布料杆吊起放在柱头上，为了确保安装的准确性，利用撬棍对埋件进行调整，同时利用木楔对埋件标高进行调整，用铁水将埋件进行找平处理，并在柱顶埋件上进行点焊固定，浇灌完成后去掉型钢，通过砂轮机进行磨平处理。
4.5.2 柱头二次浇灌
安装完柱头台板，验收合格后，即可进行二次浇灌处理。在进行浇灌之前，柱头内部的杂物要清理干净，并且提前24小时进行湿润处理，选用GM灌浆料作为浇灌料。
4.5.3 安装柱头节点连接件
桁架吊装后，进行安装柱头节点连接件，根据图纸要求，与桁架连接后，通过焊接的方式对底部与柱顶埋件进行处理。
4.5.4 柱头钢柱施工
根据施工详图，将包含两根柱头钢柱的钢桁架进行组合后，其重量高达45t，现有吊车不能满足施工要求，因此先安装柱头钢柱，然后再连接钢桁架与柱头钢柱。在对钢柱进行施工的过程中，利用点焊对柱底与垫铁、柱顶埋件进行处理。
4.6 组合桁架
在组合桁架的过程中，通过50t履带吊根据桁架吊裝顺序进行组合，在平台上按照图纸编号摆放构件，安装连接板，插入螺栓，校正桁架尺寸，然后对高强螺栓进行初拧、终拧处理。 4.7 吊装桁架
起吊桁架前，首先搭设脚手架，为了确保起吊的安全性，需要进行检查。当翻身后吊高度处于200-300mm处，对钢丝绳受力均匀情况进行检查，保持5分钟后，如果情况正常，那么进行正式起钩，在起吊过程中应保持速度缓慢，桁架到位后落钩要缓慢，确保支座中心线与柱顶台板中心线彼此相互一致，然后对缆风绳进行调整，桁架保持垂直，利用螺栓进行连接，拉紧风绳，并锁定倒链，中间桁架就位后方可摘钩。
4.8 高强螺栓的施工
4.8.1 高强螺栓的储运与保管
①在运输、保管、使用高强螺栓的过程中，为了避免螺纹出现损伤，需要轻装轻卸，如果螺纹损伤严重或螺栓生锈，为了确保施工质量均不得使用。②在室内仓库保管成箱的螺栓连接副件，并对地面进行防潮处理，按照批号、规格进行分类堆放，在存放过程中，高强螺栓连接副包装箱底层与地面保持30mm的高度。③使用前不得对高强螺栓开箱，在一定程度上确保包装的密封性，开箱后取出部分螺栓后并原封包装好，防止出现锈蚀和沾染灰尘。④在安装使用高强螺栓连接副件时，根据当天的使用计划，进行定量领取，妥善保管当天安装剩余的螺栓。⑤在使用螺栓过程中注意保护，保持其干净整洁，避免出现碰伤，使用时发现异常情况，经检查确认无误后再施工。⑥螺栓仓库设专人负责，做好发放记录。
4.8.2 高强螺栓的施工
①施工过程中使用扭剪型高强螺栓，施工时采用专用电动板手。②用临时螺栓或冲钉对每一个连接接头进行定位处理，在一定程度上防止螺纹损伤引起扭矩系数的变化。③在调整几何结构尺寸后进行高强螺栓的施工，根据施工的方便程度确定穿入方向，并保持一致。④安装高强螺栓以自由穿入螺栓孔为准，杜绝强行穿入。⑤在对高强螺栓进行施工的过程中，根据施工图纸给出相应的螺栓种类和长度，为了确保施工质量严禁出现混用现象。⑥通过初拧和终拧两个步骤对高强螺栓进行施工，初拧的目的是消除板间隙，通常情况下，初拧的力矩为终拧的50%～70%。⑦对高强螺栓进行初拧、终拧处理后，确保中间向两边对称进行。⑧对螺栓进行施工时，先在梅花头上套入扳手内套筒，然后对扳手进行轻压，在螺母上套上外套筒，然后晃动扳手，确保内外套筒接触良好，同时调整套筒，进而确保其与连接板面保持垂直。⑨按动扳手开关，旋转外套筒，直至拧断切口。⑩切口断裂，关闭扳手开关，从螺母上卸下外套筒，此时拿稳扳手。启动顶杆开关，顶出内套筒中的梅花头，将其放入工具袋内。
4.8.3 检验高强螺栓的施工
①按照施工图纸，在高强螺栓初拧之前核实螺栓的数量和种类，确保一致性。②螺栓初拧后检验螺栓，检查螺柱是否存在初拧的标记，以及是否存在漏拧、欠拧现象。③螺栓终拧后检查终拧标记，对部分无法用专用扳手施工的螺栓用转角法检查终拧扭矩。
4.9 构件的焊接
设计中要求上弦杆的上翼缘为全熔透焊缝，等级为工级，100%射线检验，施工时在组装平台不焊，到上部框架一个单元之内的桁架的标高、轴线等验收合格，螺栓全部终拧完后进行焊接。焊接时采用E4303电焊条，焊接时节点两侧对称焊接，并由中心向两侧焊接，遇有风雨天时可在接头部位搭设防护棚进行施工。
4.10 其它构件的安装
安装上下弦水平支撑的过程中，安装完成每个单元桁架后，利用上下弦脚手架及布料杆进行，中间可穿插安装风机护网层构件。安装护网层钢梁过程中，充分利用搭设好的脚手架先安装牛腿及连接件，然后对支撑梁、钢次梁进行安装。安装风机护网格栅板的过程中，先用吊车吊上部分栅格板，在桁架附近的支撑梁上进行安装，搭建一块临时平台，通过采用卡具与支撑钢梁卡紧后，将格栅板放在平台上人工抬运，依次进行安装。步道安装时利用搭设好的脚手架进行安装，安装时随桁架安装进度，采用布料杆安装。
5 结束语
国电电力大同第二发电厂二期扩建工程，空冷平台钢结构的施工克服了图纸晚，构件到货不及时及制作偏差大等困难，如期完成了安装任务，为机组的提前投产奠定了基础。其中有成功的经验，也有不足和教训，根据大二的經验，在空冷平台的设计及制作中，如能考虑起拱，则更能保证钢平台顶面的平整度，为下一步安装施工的顺利进行创造更好的条件；其次，在钢结构的制作过程中，要加强监督，尽量保证其制作精度，这样可避免安装过程的被动；再就是我们在安装过程中也要加强过程控制，发现问题及时处理，不要把问题带到下一道工序，造成不可避免的损失。
参考文献：
[1]JGJ82-91，钢结构高强度螺栓连接的设计、施工及验收规范[S].
[2]GB3632-83，钢结构用扭剪型高强度螺栓连接副型式尺寸[S].
[3]GB3632-83，钢结构用扭剪型高强度螺栓连接副技术条件[S].
[4]GB50205-2001，钢结构工程施工质量验收规范[S].
作者简介：张建军（1963-），男，河北深州人，工程师，土建专业，研究方向：建筑工程管理。