尿素造粒塔喷淋层劲性骨架施工技术

摘要：造粒塔劲性骨架的施工是喷淋层施工的重点，也是整个造粒塔施工的核心与关键。为使劲性骨架高效安全施工，通过塔体埋件、施工措施平台、塔内环梁、劲性骨架四个重要环节进行研究，结合安阳中盈化肥有限公司60万吨/年尿素项目的具体施工，成效显著，研究证明此方法高效、安全、经济。

关键词：高效安全；塔体埋件；措施平台；塔内环梁；劲性骨架

引言

近些年，国内尿素项目层出叠现，造粒塔的施工技術也不断改进，项目的安全、工期与费用控制成为每个企业的控制重点。现国内造粒塔的基本组成为基础部分、塔体部分（塔身及楼梯间、电梯间）、刮料层、喷淋层四部分组成，基础部分为大体积混凝土工程，塔体部分为滑模施工，刮料层为塔内低跨漏斗结构，此三部分国内技术已相当成熟，喷淋层成为造粒塔的关键部分，而劲性骨架的施工是喷淋层施工的核心，关系到整个装置的成败。通过对施工中塔体埋件的布置、塔内临时措施平台的搭设、塔体环梁的局部处理和劲性骨架的预制吊装施工技术的应用，使工期与费用与同期减少10%，安全达标100%。

一、造粒塔劲性骨架施工简介

此分析、研究主要针对安阳中盈化肥有限公司60万吨/年尿素项目的具体施工为主线进行，塔体内径为26m，塔身壁厚为600/500/350变径；塔内有刮料平结构、喷淋层结构，喷淋层主要依托24根550mm×1100mm劲性骨架支撑整个喷淋层，劲性骨架为混凝土内包钢桁架与钢筋结构。

二、施工技术要求

本工程采用滑模施工，劲性骨架的施工很难同步完成，平台的设计减少了脚手架的搭拆，及脚手架安全性，稳定性的论证，也省了人工及材料。新技术采用主要采用四个主要控制点（1）塔内埋件的埋设；（2）塔内环梁泡沫板的埋设；（3）喷淋层施工平台的搭设、木板的铺设及平台上脚手架的搭设；（4）劲性骨架的预制、钢筋绑扎与模板安装与混凝土的浇筑。

（一）塔内埋件的埋设

劲性骨架的施工主要依靠下部施工平台的支撑与上部拉杆的拉力，新技术采用二次结构施工的方法，待塔体施工完毕后进行劲性骨架的施工，而塔体采用滑模施工，施工平台的搭设必须在塔体滑升的过程中埋设预埋件。

1.预埋件根据施工平台的受力情况进行力学分析并进行相关试验后根据施工平台高程进行分类、加工制作，在滑模施工至该部位之前，进行预埋加固。

2.预埋件需有专业人员制作安装，待安装准确后施工技术人员进行复合检查。主要包括预埋件规范、钢板厚度、锚筋长度直径、安装位置标高的准确性。

3.预埋时掌握好与滑升模板的距离，以便滑模系统拆除后快速的找见预埋件。

（二）塔内环梁泡沫板的埋设

劲性骨架与塔体是一个整体结构，新技术应用时必须保证与塔体混凝土有可靠的连接并进行力学计算，并争得设计单位结构师的同意，严格掌控塔体环梁的施工。

1.根据劲性梁与塔体环梁接触的部位预留孔洞埋设泡沫板，待滑模结束后进行拆除，使劲性骨架进入预留孔洞。

2.在环梁朝塔内的外侧钢筋内埋设一圈泡沫板，待滑模结束后进行拆除，在劲性梁进入孔洞后，将埋设的泡沫板拆除，外侧钢筋穿入劲性骨架，并与劲性骨架焊死，钢筋接头按规范留置。

3.在外侧钢筋与劲性骨架有可靠的连接后，将泡沫板拆除后劲性骨架孔洞和外侧一圈孔洞用高强度无收缩灌浆料对环梁进行补强；

（三）喷淋层施工平台的搭设

施工平台作为劲性梁以及后续造粒小室施工的基础，待施工塔体、楼（电）梯间滑模施工完成后，且混凝土强度达到设计强度的100%以上时拆除滑模装置，利用塔体施工中预埋的埋件采用焊接的方式安施工平台。同时在砼强度上升过程中预制桁架，桁架焊缝采用超声波100%检查，确保焊缝质量。

1.牛腿的焊接。

根据原先在塔内预留的埋件进行牛腿的焊接，牛腿钢材为Q235，焊条为E43型，手工焊.牛腿的承受荷载根据施工平台下桁架跨度最大的进行集中荷载和均布荷载的计算。

2.桁架的搭设。

根据塔内径的大小进行桁架的搭设，桁架仅承担劲性骨架、中心环梁安装过程中的施工操作平台（脚手架）、模板、钢筋的荷载，以及施工操作人员和小型机械的荷载。待劲性骨架、中心环梁、井字梁安装完成后，由劲性骨架和环梁组成的的支（自成）撑体系承担喷淋层施工荷载。

3.桁架就位后，与牛腿进行焊接，然后铺设分布梁如槽钢、木板和安全网。

4.脚手架的搭设。根据劲性骨架的位置进行脚手架的搭设，使劲性骨架的受力点落于脚手架上。

（四）劲性骨架的施工

劲性骨架是喷淋层施工的重点，为上部造粒小室的主要承重构件，由于劲性骨架为型钢钢筋混凝土结构本身自重大，加上施工中的模板及其他动荷载，正常施工情况劲性骨架的拉杆为12根，为了确保安全，保证安装质量和工期要求，在施工中增加12根拉杆，即每根辐射梁有一根拉杆，共计24根拉杆，并按以下施工程序进行施工

1.劲性骨架的钢桁架的制作与安装。

（1）放样：为确保工程质量，钢结构加工确定在现场加工场地制作。 放样前应校对图纸各部分尺寸，特别注意安装尺寸，按施工图上的图纸和尺寸按l：1比例放出所有构件及连接板的大样，放好大样后，必须经有关部门和专业检查人员进行复验，确定无误后方可进入下道工序，根据大样制作必要的样板、样杆，并正确编号，妥善保管。

（2）下料：在下料前应首先校对要求下料的规格、尺寸、数量及材质是否符合要求。

（3）制作：根据施工图要求，所有构件在现场内制作、安装。钢桁架制作流程：放样—下料—原材校正—边缘加工—部件制作—组装、焊接—钻孔—校正—编号—验收—根据部位领料—安装—结构验收 。

（4）钢构件安装：劲性骨架的安装主要依靠塔吊进行吊装按以下程序：进行检查铁件预留孔的标高并放线—在施工平台脚手架上预设好劲性骨架的位置—先将劲性骨架靠筒壁的一端放置于预留孔中—再将劲性骨架的另一端放置于施工平台的预设的位置（用手摇千斤顶调整其高度）—位置满足设计要求后，先将预留洞一端的劲性骨架与预留洞铁件焊好，塔吊可以脱钩—将拉杆安装就位—拆去千斤。

2.拉杆的连接。

增加拉杆使每榀桁架的受力集中在拉杆上，避免在混凝土浇筑过程中自重大，使全部受力集中在施工平台上造成平台的塌方。

3.钢筋的制作与安装。

（1）钢筋进场进，应按炉罐（批）号及直径分批验收，其中包括查对标牌、外观检查，各种规格级别的钢筋必须有出厂合格证、并按有关规定抽取试样作机械性能试验，合格后方可使用。

（2）钢筋加工。

①钢筋表面应清净、无损伤、油渍、漆污和铁锈应在使用前清理干净，可结合拉接工艺除锈。

②钢筋调直采用机械调直，调直后，表面伤痕不应使钢筋截面减少5%。

③钢筋切断应保持钢筋型号、直径、长度和数量，长短搭配，先断长料，后断短料，尽量减少和缩短钢筋接头。

④因根据劲性梁的尺寸严格下料，以避免在与劲性桁架的安装过程中的误差，钢筋与桁架的连接方式采用焊接不得采用搭接连接。

4.模板和混凝土浇筑注意事项。

（1）做好混凝土浇筑前的准备工作，如检查钢筋、模板拼缝、模板支撑、预埋件安装、预留孔洞位置、杂物清理、混凝土上面标高的控制线等是否合格，混凝土浇筑人、料、机等的准备工作是否完善、齐备。符合要求后，方能开始浇混凝土。

（2）由于劲性钢骨架为高空施工，并且施工难度大，劲性钢骨架梁采用吊模施工，进行混凝土浇筑时，在模板底板挂上一条线绳，由专人进行看护，看护人员待混凝土浇筑一次后，拿卷尺进行测量，无沉降，继续浇筑混凝土；若发现有沉降情况，就立即停止混凝土浇筑，加固吊模板后，方可施工。勁性梁、模板支设，采用架管吊于劲性骨架和环梁骨架之上（见下图）。模板采用木模板和方木加固，中部加两道对拉螺栓。

5.混凝土运输与浇筑。

混凝土运输采用自升式塔式起重机，在浇筑时必须提前计算混凝土的浇筑量，塔吊运送量，砼浇注的顺序为，先浇每根辐射梁靠筒壁的梁头，砼浇注时间要求：砼浇注时要注意砼浇注的节奏，即前一次砼初凝前要进行第二次浇注，保证不留施工缝。砼浇时严格控制施工平台的沉降，避免塌方；

6.模板的拆除。

辐射梁模板架子的拆除：模板架子拆除前应先将试块进行试压。试压合格后，再拆除部分梁的模板，做回弹确认。确认合格，即可进行模板的拆除。模板的拆除应分段进行拆除，每1—1.5m为一段。

三、结论

针对造粒塔塔体埋件、施工平台、塔内环梁和劲性骨架施工的有效控制，安阳中盈化肥有限公司年60万吨/年尿素项目比同期类似项目工期、费用减少10%，人员伤亡0，通过此研究解决了塔体与塔内结构的整体性问题与施工的安全高效性，为公司后续同类工程施工积累了宝贵的经验。

参考文献：

[1]杨波主编.《建筑工程施工手册》[M].化学工业出版社.

[2]《尿素造粒塔工程施工及质量验收规范》；GB51138-2015.

[3]《型钢混凝土结构施工钢筋排布规则与构造详图》；12SG904-1.

致谢：

在此致谢中盐红四方股份有限公司30万吨/年尿素装置、内蒙古博大实地化学有限公司5080化肥项目的有关技术人员以及公司领导等的大力帮助、指导。

作者简介：

姓名：冀筱鹏，男，参加工作时间：2011年7月。所属单位：中化二建集团有限公司河南分公司；职称：助理工程师；参与建设项目：1.安阳中盈化肥有限公司60万吨/年尿素项目；2.河南晋煤天庆18305项目；3.洛阳年产20万吨乙二醇项目；4.洛阳宏兴新能化工芳烃项目。