双曲线冷却塔上安装塔机附着装置一例

严尊湘/YAN Zun-xiang

（镇江市建筑机械协会，江苏 镇江 212000）

2019 年12 月，笔者受某公司委托，为高邮齐耀善能生物质热电联产项目冷却塔设计塔机附着装置。该塔机已于2020 年10 月拆除，使用过程中经历多次大风天气，附着装置使用正常。本文结合此案例，介绍了一种在双曲线冷却塔上安装塔机附着装置的方法。

1 工程概况

冷却塔高度75m，壳体中面半径26.854～16.459m，附墙座安装位置处壳体厚度140mm，混凝土强度等级C40，HRB 400E 级钢筋。塔机型号为TC5013（QTZ63)。

塔机塔身中心线至冷却塔中心线距离34.643m，塔机基础顶面标高-2.10m，如图1所示。

图1 塔机与冷却塔位置关系示意

2 方案难点

1）塔机至冷却塔距离远，冷却塔筒径细，两附墙座之间的距离无法保证。

2）如果采用塔机使用说明书中的双侧4 杆附着方式，附着杆1 与附着杆2 之间的夹角仅2.2°，两杆实物将产生位置冲突，无法安装附着杆，如图2 所示。

图2 双侧4杆附着方式，同侧两杆位置冲突示意

3）附着杆长，结构自重大。

4）附墙座安装位置处，冷却塔壳体厚度仅为140mm，强度弱，存在结构破坏风险。

3 方案要点

1）对照塔机使用说明书和冷却塔施工图纸，确定塔机最终安装高度84m，比塔机基本高度多安装15 节标准节。设置3 道附着装置，标高分别是：26.0m、47.5m、67.5m，对应的冷却塔壳体中面半径分别是：20 412mm、16 728mm、17 137mm（图1）。

2）采用单侧4 杆附着方式，第2 道附着装置的安装尺寸如图3 所示，其他两道附着方式与第2 道相同，图略。各附着杆长度如表1 所示。

图3 单侧4杆附着方式安装总图

3）严格按实物尺寸和比例，绘制附着杆受力分析图，用图量法计算各杆最大轴向内力。各杆的最大轴向内力如表1 所示。

表1 各附着杆长度L和最大轴向内力Nmax

4）由于附着杆超长，为保证杆长细比不大于150，且为了减轻附着杆重量，采用4 肢格构式附着杆，根据杆的长度不同分n段制作，段与段之间用法兰连接。法兰相当于框架结构中“梁”的作用，防止杆件发生扭转破坏，不可缺省。为避免相邻两杆产生位置冲突，杆两端做成锥状，整根附着杆呈橄榄形，如图4所示，零件制作图略。

图4 附着杆组装图

附着杆主肢材料选用┕70×7 角钢。格构式构件的缀条中心线（或重心线）应相交于主肢重心线上，因此缀条材料选用∅12 圆钢，如图4 中A放大所示。

5）按压弯构件验算附着杆的强度。验算方法见GB 50017-2017《钢结构设计标准》，或文献1。

6）委托原塔机制造厂家改制附着框（图5）。

图5 委托制造厂家改制附着框

7）计算附着杆对附墙座的最大作用力，经计算确定附墙座底板尺寸，底板应做成弧形，与冷却塔壳体外形吻合。冷却塔内侧设置附墙座背板，按文献1 验算冷却塔壳体强度，无论附墙座施加压力或拉力时，其抗冲切强度均满足要求。附墙座在冷却塔壳体上的安装，如图6 所示。图7 为在双曲线冷却塔上安装塔机附着装置。

图6 附墙座安装示意图

图7 在双曲线冷却塔上安装塔机附着装置现场照片