大型火电厂烟囱钢内筒液压顶升施工技术

1. 工程概况
某热电厂工程，烟囱高240米，由混凝土远虑筒和钢内筒及钢平台、钢内爬梯组成。其中混凝土外筒高度为235米，底部直径10米，顶部直径9.5米。钢内筒高度240米，内直径6.5米，由JNS耐酸露点腐蚀钢板卷制而成，属单束式钢内筒。钢内筒的厚度分16、14、12、10mm四种。烟筒内设置七层钢平台，标高分别为＋35米、＋70米、＋105米、＋140米、＋175米、＋210米、＋233.38米，并在＋233.55米设置混凝土封闭平台一个。各层钢平台为环形布置，各层平台均设有止晃装置。
2. 方案选择
通过对气压顶升倒装施工技术方案的比较，本技术较气顶倒装法而言，具有设备安装速度快、顶升速度快且平稳、便于操作、设备拆卸方便、可多次利用等特点。故液压顶升倒装施工技术具有工艺流程合理，工效高、工程质量和施工安全容易控制，施工成本低 等优点。
3. 工艺原理
本工艺原理是先制作一略小于钢内筒内径的涨圈，利用径向液压千斤顶将其撑开扩大直径，紧密压在钢内筒内壁，利用摩擦力使之与钢内筒联为一体；再利用竖向液压千斤顶升胀圈，使烟囱内筒在摩擦力作用下同步起升，从而达到顶升目的。以2×660MW发电机组240M/9.5M烟囱钛钢内筒工程为例，钢内筒施工先用倒链倒装法把顶端段组装到高度4-6米后，在钢内筒内部3米左右高处安装一液压涨圈（液压涨圈见详图，具体高度由底部竖向液压千斤顶的高度决定）。液压涨圈用10只 200T液压千斤顶控制，张开时靠摩擦力将其与钢内筒筒体胀撑连成一体；松开时可脱离钢内筒筒体。在液压涨圈下方对称安置10只200吨液压千斤顶。提升钢内筒时，用千斤顶将液压涨圈涨开紧密顶在钢内筒内筒壁上，摩擦顶力通过控制千斤顶油压来实现。然后用竖向液压千斤顶顶升液压涨圈，使钢内筒筒体随之同时上升至一定高度（2米），在下方空段处围对一圈钢内筒筒体，并与原筒体进行组对焊接；同时在筒体外部、内部安置好的施工外架平台补刷防腐涂料。当上述工作完成后，松开液压涨圈，放下液压千斤顶。不断重复以上工序，直至筒体达到设计高度。最后拆除抱毂和液压千斤顶等施工附件，交给后续工序施工。
4. 工艺流程
5. 设计及参数计算
制动抱毂的千斤顶设计、抱毂与内筒作用力计算、涨圈抱毂作用下的筒体变形计算5.1 涨圈摩擦顶升力计算主要考虑：液压涨圈与钢内筒的接触面积、液压涨圈最大动力200T（10个200t千斤顶）时对钢内筒产生的局部压强及所用最薄板厚12mm焊缝强度，液压顶升油压等是否满足液压顶升工艺的要求。
经过计算表明：本次顶升理论上不用在胀圈上沿焊止滑块，但后期为了确保安全在顶升20mm厚钢内筒时仍需要焊接部分止滑块。施工内架和施工外架高度及所用材料由施工现场决定，止滑块焊缝高度不少于最薄钢板厚0.8。止滑块设计焊接位置在烟囱本体重量达到500t时焊接，具体焊5.2 措施性装置的设计和制作安装
5.2 .1 支撑梁及滑轮组安装
(1）支撑梁主要用于升降平台、牵引内筒时滑轮组的起吊支撑点，一般支撑梁由32c＃左右工字钢做成，跨度约6米，必须根据其承重量及1.5的安全系数进行校验强度。
(2）利用建翻模施工平台和起吊机具将支撑梁及滑轮组先吊放在顶层工作平台上，再以烟囱翻模平台为安装平台进行组装。焊固在砼烟囱筒首的预埋件上，而后再安装滑轮组、钢丝绳。
5.2 .2 顶升工作平台制作安装
(1）在烟囱砼壁内搭设5层作业平台，分别进行材料转运及组对、点焊、焊接、焊保温钉、保温作业，每层间距2.2米。
(2）平台制作完成后，另在组对平台上安装1台约2t的卷扬机，以备后用。
(3）在钢内筒内搭设两层平台，进行钢内筒内壁防腐。
5.3 升降平台制作安装和使用
5.3.1升降平台主要用于平台扶梯的安装，一般为网式反撑活动钢平台。升降平台是由L100×100×6角钢和
L50×50×4角钢拼装成的组合式行架平台，组合式行架平台四周用钢管围护，施工升降平台除上料口外，全部采用40mm木板进行满铺。
5.3.2升降平台在安装使用前将做负重试验，将用大于3倍负重荷载即4.2t的钢材均布于施工升降平台，用卷扬机吊离地面500㎜做负重荷载试验，观测各构件及钢丝绳受力变形情况并做好记录。确认其安全有效时,利用两台5t卷扬机将施工升降平台提升到烟囱顶部, 在烟囱混凝土顶部预埋钢筋环（Φ25mm）上对称固定8条Φ21.5mm的钢丝绳，每条钢丝绳上安装一个5t的手拉葫芦连接到施工升降平台的吊环上, 使升降平台受力于烟囱混凝土顶部预埋钢筋环上。8个5t的手拉葫芦用来调整施工升降平台的高度及水平度和交替下降平台用的施工升降平台—20×300×400护角板—20加劲板三块接位置由现场施工情况决定。
钢内筒环基砼承载力验算：
环基砼C40，千斤顶下垫板为500×400=0.2m2，每支千斤顶承载1120/10=112t，砼承载力4000×0.2=800t满足承载要求。由千斤顶布置图所示不需考虑冲剪破坏。