自立式钢烟囱与钢内筒提升方法分析

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　　摘   要：分析现阶段液压顶升倒装、气压顶升倒装、卷扬提升、液压提升等钢烟囱内筒提升法对自立式钢烟囱提升的可取之处，针对高耸单元式拼装钢烟囱的提升工装装置及方法，受力传递及工装装置的优缺点，对自立式钢烟囱提升进行分析对比，进行理论可行性的分析，找出自立式钢烟囱提升深化改良的办法，达到降低施工成本，提高顶升效率的目的。
　　关键词：提升工装  内部  单元  分段  有限元分析
　　中图分类号：TU39                                  文獻标识码：A                        文章编号：1674-098X（2019）11（b）-0042-02
　　单元式拼装的高耸钢烟囱在附近附属结构较多且同时施工时，由于拼装单元较多，占地面积大，若同时采用多个吊车拼装、组装及提升，会消耗大量的施工空间，增大吊装作业的安全隐患，人员投入也较大。因此，减小高耸钢烟囱施工的时间和空间就成为了一个重点研究方向。一般来说，高耸钢烟囱安装正装时临时平台搭设量大、高空作业危险大;在50m高以下的钢烟囱中应用较为广泛，对于大于50m高的钢烟囱多采用安全性较高的提升方法进行施工，但自立式钢烟囱提升时起升高度局限性大、需另设固定基础。这需要一种安装钢烟囱时节省施工空间，提高作业效率的施工方法。液压顶升倒装、气压顶升倒装、卷扬提升、液压提升的钢烟囱提升法多用于烟囱钢内筒提升。
　　1  各类提升装置特点
　　1.1 液压顶升倒装方法
　　应用于混凝土外筒钢内筒提升的工装，为保证工装装置针对较高筒体提升时，支撑工装立柱需设水平支撑，使其与混凝土外筒固定来保证支架的稳定性。安装提升钢内筒之前，需要对混凝土外筒植筋埋件后设内端小于钢内筒直径的支撑，以提高提升筒体的抗倾覆能力。本工装低空作业，依靠外筒来约束内筒提升过程中不倾倒，垂直度得到有效的保证。但需要反复的更换筒体的吊点。
　　1.2 液压提升倒装方法
　　应用于混凝土外筒钢内筒提升的工装，根据钢内筒提升高度，确定提升动力装置位于混凝土外筒的标高位置。在混凝土外筒内壁设置提升平台，在提升平台上安装提升工装。需保证提升筒体的重心始终位于提升平台之下，使钢内筒在提升的过程中不至于倾覆。本工装高空提升、低空作业，因提升工装位置较高，下部可以单元式圆筒整体拼接，节省了提升单元的拼装时间。由于提升工装位于固定于混凝土外筒内壁的平台上，提升过程中平台受力较大，因此此方法不支持后植筋埋件。需要进行混凝土外筒施工时，在提升平台标高位置进行加强植筋及埋件施工，必要时需设专门内置暗梁。
　　1.3 气压顶升倒装方法
　　应用于混凝土外筒钢内筒提升的工装，采用活塞式气顶的原理，利用下部固定筒体、上部活动密封帽及待提升的钢内筒组成密闭空间，向密闭空间充气，增大压力，使密封帽与钢内筒同步提升，下部进行板带拼装单元拼装。待达一定高度后，需设置导向支架或利用提升过程中平台进行导向控制，以防止钢内筒在提升过程中发生倾覆。此装置提升过程中，筒体受力均匀，靠混凝土外筒与内筒之间的导向装置，保证钢内筒提升过程中不倾覆。
　　1.4 卷扬机提升倒装方法
　　将卷扬在高处承重支撑位置，对钢圆筒进行提升，该方法提升对筒体的重量限制较大。不适用高耸钢烟囱的提升施工。
　　2  自立式高耸钢烟囱整体提升分析
　　2.1 自立式钢烟囱可采用的方法
　　（1）采用吊车进行正装，根据吊装高度采用多种型号的吊车进行吊装，占用场地大，成本高。
　　（2）采用提升装置分带倒装，分段正装，倒装高度有限，采用大型吊车统一吊装就位。
　　2.2 自立式钢烟囱倒装提升方法的重点
　　（1）自立式钢烟囱的倒装提升因没有混凝土外筒，无法借助混凝土外筒对提升工装及钢烟囱的抗倾覆进行约束。考虑到外部风荷载及筒体施工中重量的微小差异，需加强底部支座约束能力，达到高耸钢烟囱的提升。
　　（2）根据筒体的重量，需算架体及地基基础的承载能力。
　　（3）自立式高耸钢烟囱的提升受提升架高度限制，无法保持提升的钢烟囱的重心持续位于提升点之下。
　　（4）若想保证自立式钢烟囱在提升过程中的稳定且偏移可控，需考虑提升时提升工装与钢烟囱紧密、牢固;升降装置与下部固定装置具有约束抗倾覆能力;下部固定装置与基础固定牢固。
　　（5）钢烟囱提升为减少提升筒体的变形能力，需适当加密钢烟囱角钢加固圈，这就需要适当增加焊缝长度及加劲板数量。
　　2.3 简易图及传力路径
　　2.3.1 简易图
　　如图1所示。
　　2.3.2 筒体重量传递
　　筒体重量：由下部固定筒体→钢筋混凝土板→回填土和基础
　　筒体侧向力：由禁锢环梁→加强立柱（支撑角板）→基础
　　2.3.3 各部件作用
　　（1）密封帽、提升筒体、固定活塞筒及密封圈组成气密提升装置。
　　（2）禁锢环台、约束板、加强板、加强立柱及加强支撑角板组成底部约束筒体装置，使筒体竖直稳定。
　　（3）内部加强井子撑支撑筒体。在外部禁锢装置禁锢筒体时，保证提升筒体不变形。
　　（4）压缩空气管路提供压缩空气，为筒体提供提升动力。
　　3  部件组装提升及监测
　　每带提升筒体分三段弧形板，自通道滑入（可设置滑动装置）与组对焊接成环与上部已提升筒体焊接牢固后，加压提升。提升过程中时刻监测架体的内力及变形情况。受筒体的直径及高度的影响，起升装置的刚性及稳定性的还需进行研究设计分析。受各地的气候影响也有很大的不可行性。
　　4  结语
　　目前高耸混凝土外筒结合钢内筒的施工技术已经很成熟，结合混凝土外筒钢内筒的施工方法，按倒装法一次起升就位的思路，分析自立式钢烟囱施工时可借鉴的施工方法。因无混凝土外筒在钢内筒的提升过程中进行约束，若另设架体对上部提升筒身进行约束成本大，故考虑增大提升底座的刚性及稳定性为提升筒体提供足够大的抗倾覆能力。动力采用气压顶升，减少了提升动力的不均匀导致的倾覆可能。此方法低空作业，减少了吊车的使用成本，具有很大的可行性。
　　参考文献
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