112m超高烟囱钢塔架施工关键技术

郭新华

摘 要：朔州市某电厂新建塔架式玻璃钢烟囱采用钢塔架支承玻璃钢内筒组合结构体系，烟囱塔架为钢桁架结构，塔架采用正方形截面，截面尺寸沿高度均采用线性变化，总高112m，钢塔架共分8段进行吊装。由于倾斜型钢塔架施工难度大，质量和精度要求较高，因此针对钢塔架预制、防腐、吊装等方面进行了深入的研究，提出钢塔架的施工全过程的重点和难点方面的施工关键技术。

关键词：塔架式玻璃钢烟囱；钢桁架结构；线性变化；倾斜型钢塔架

中图分类号：TE962.07 文献标识码：A 文章编号：1671-2064（2018）20-0127-01

某电厂2×135MW煤矸石综合利用发电项目位于朔州市朔城区下团堡乡境内，于2009年9月投产。新建塔架式玻璃钢烟囱为某电厂湿式电除尘系统扩建项目主体工程，烟囱塔架设计安全等级为二级，抗震设防烈度为7度（0.15g），基本风压0.55KN/m2，基本雪压0.25KN/m2，塔架水平截面为正方形，截面尺寸沿高度线性变化，标高±0.00m处截面尺寸为15m×15m，标高112m处截面尺寸为7m×7m，主塔沿高度分别在14m、46m、78m、112m标高处设置承重、止晃平台，平台活荷载3KN/m2。主塔钢材主要采用Q345B电焊钢管，塔架分段连接采用镀锌高强度螺栓（10.9级），其余构件连接采用电焊焊接，与支腿（立柱）连接为一级坡口焊缝，其余为二级焊缝。

1 钢塔架施工关键技术

钢塔架施工关键技术主要表现在以下三个方面[1]：（1）钢塔架的预制；（2）钢结构防腐处理；（3）钢塔架的吊装。

1.1 钢塔架的预制

烟囱钢塔架根据设计要求、吊装重量和结构长度特点划分为8段。第1段为标高±0.00～15m段（重89.3t），第2段为标高15～34m段（重45.5t），第3段为标高34.2～47m段（重45.6t），第4段为标高47～59.8m段（重25.5t），第5段为标高59.8～79m段（重39.6t），第6段为79～89.2m段（重11.2t），第7段为标高89.2～99.4m段（重11.9t），第8段为标高99.4～112m段（重14.5t）。

1.1.1 支腿（立柱）、横梁、斜杆预制

材料检验→施工图转化→放样检查下料尺寸→半自动切割机切割，并制备端部焊接坡口→沿管长度方向及同一竖向划出节点角度定位线→检查→编号存放。

1.1.2 节点板预制

材料检验→施工图转化→放样检查下料尺寸（可随支腿、横梁、斜杆同时放样，节点板大小应满足斜杆最短边焊缝长度尺寸要求）→自动切割机切割，并制备焊接坡口→按放实样确定的杆件组装位置做永久标记→检查、存放。

1.1.3 塔架拼装

搭设焊接、组装平台，平台应平整以确保塔节各组装节点处水平误差不超过2mm[2]→塔节在平台上采用卧装，组装前在平台上按图打出组装地样，焊接定位挡板→先组装成单片，各杆件插入节点板临时点固后，检查支腿间距尺寸及对角线，其误差均控制在2mm以内后焊接牢固→单片组装完成后，搁置于定位支架上，在一组装完成的单片塔架上组装相对面的塔架→塔节两面组装完成后，检查各尺寸是否符合要求，并在塔节上部横梁中部用红油漆标注醒目的测量控制点→采用卧式组装法，在组装平台上竖立两个塔架单片，保持单片塔架垂直及上下口的倾斜角度准确无误→拼装本塔节底部一侧的构件→搭设满堂脚手架作为组装焊接平台→拼装本塔节顶部一侧的构件。

组装过程中，设专人对段节的各种形位偏差进行监测，偏差一旦超标，立即校正。

1.1.4 钢塔架焊接

（1）焊件组对时，尽量做到内壁平齐，焊件不等厚时应进行修整。

（2）焊件组对时，应放置稳固，以避免焊接时产生附加应力。

（3）定位焊完成后如没有缺陷，可立即进行下步的焊接工作，尽量不间断。

（4）多层焊时每焊完一道焊缝进行外观检查，如发现缺陷及时修补，然后再进行下一道焊接。

（5）为减少焊接变形和内应力，选择合理的焊接顺序[3]：有对称截面的构件，宜对称于构件中和轴焊接；有对称连接杆件的节点，宜对称于节点轴线同时对称焊接；较大的钢构件可把整个结构合理分成多个部件分开焊接，最后整体焊接；较长焊缝的焊接可采用分段退焊、分段跳焊法施焊。

（6）当环境温度低于0℃时，在始焊处100mm范围内预热到15℃以上。本工程采用搭设保温棚升温，确保环境温度在5℃以上方可施焊。

1.2 钢结构防腐处理

1.2.1 表面除锈

除锈方法及等级应按设计图纸和GB/T8923.1-2011《涂覆涂料前钢材表面处理 表面清洁度的目視评定第1部分》标准执行。

1.2.2 防腐涂装施工

（1）基层处理要求：基层经除锈后，表面须达到彻底净化，除去氧化皮、铁锈、油污及粉尘等一切杂物。

（2）涂料施工要求：除锈后应于当日刷好第一道底漆，以免基层表面返锈，影响漆膜。在涂料施工过程中，要根据现场情况和不同的构件位置，从上至下，从左至右的原则依次进行施工。涂刷要均匀一致，不得有流淌、漏涂和误涂等现象。为使涂层间结合良好，一般在前次涂层达到指触干状态后才能进行下一层涂装。

（3）施工环境要求：应充分考虑油漆种类与施工环境相适应，在施工完每一道涂层时都要认真检查，发现有质量问题应立刻进行处理，如发生碰伤或破损要按工序进行补涂，以获防腐最佳效果。

1.3 钢塔架的吊装

（1）钢塔架采用正装法[4]，吊装前沿钢塔架两个垂直方向的中心线上向后方较远处分别引出两个后视点，这样钢塔架每侧都有3个控制点对其进行控制，可以互相校核。

（2）为确保吊装一次就位，在塔节四个支腿（立柱）法兰底部用钢管焊接三角锥形定位销，定位销与下部塔节对应支腿内径相切，上部塔节可在自重作用下顺利就位。

（3）由于塔架重量重，起吊高度高，为确保安全、高效吊装，塔架第一段采用130t汽车吊分片吊装、其余各段采用悬挂法使用主吊500t、650t汽车吊进行吊装，使用200t汽车吊为辅助起重机，钢丝绳兜挂法溜尾。

（4）钢塔架吊装过程中使用溜绳随时控制塔节方向，使塔节中线与控制点连线吻合，待塔节找正对中后对法兰盘与下部支腿接口处进行焊接，焊接时要尽量保证对称焊接，并随时监控钢塔的变化情况，如果位置发生变化，要及时调整焊接顺序。

2 结语

朔州市某电厂112m超高烟囱钢塔架施工质量为本项目的重中之重，其精度控制更是钢塔架的施工重点与难点。本文详细介绍了超高钢塔架的预制、钢结构防腐处理和钢塔架的吊装等方面的内容，总结出一套切实可行的超高钢塔架施工关键技术。在超高钢塔架施工过程中，室外焊接、吊装等作业受天气因素影响较大，除严格按上述要求进行施工外，还应在施工过程中连续监测，时刻调整施工误差，确保结构尺寸符合设计要求。

参考文献

[1]陈旭东，吕嘉.房山五渡桥钢塔架施工关键技术[J].长春工程学报（自然科学版），2012，13（1）：3-6.

[2]GB50205-2001，钢结构工程施工质量验收规范[S].

[3]GB50661-2011，钢结构焊接规范[S].

[4]邹旭峰，赵建春，王健男.烟囱塔架制作安装与吊装施工技术探讨[J].建筑知识（学术刊），2013，（5）：431.