钢柱快速找正方法

发表时间:2020/6/30   来源:《电力设备》2020年第5期   作者:陈金标
[导读] 摘要:钢立柱安装时往往会碰到立柱标高找正困难和立柱垂直度找正困难的情况。
        (中国电建海外投资公司巴瑞萨发电有限公司  北京  100000)
        摘要:钢立柱安装时往往会碰到立柱标高找正困难和立柱垂直度找正困难的情况。本文介绍一种钢立柱找正方法,可克服上述找正困难的问题,并可达到快速找正的效果。
        关键词:立柱  找正  方法
        一、问题提出
        某电厂#10机66m大跨度轻钢结构干煤棚立柱是部分垫铁加细碎石砼灌浆,地脚螺栓固定的安装形式;立柱高度24426mm;立柱为H形截面(截面尺寸1500×400);立柱重量6.5t。立柱在安装的开始阶段出现了如下问题:当找正好立柱标高和垂直度(通过手拉葫芦缆风绳控制)并拧紧地脚螺栓时均出现立柱中部挠度严重超标现象。参见图1。在实际操作中,为修正挠度过大的立柱我们费工费时,严重影响施工进度。
 
        针对上述问题,我们通过开展QC小组活动解决了上述问题,并总结出一套快速找正立柱的方法。
        二、原因分析
        本项目开始阶段立柱的吊装找正我们是按照传统的找正方法进行是:划出钢柱1m标高线→根据基础标高和1m标高线确定垫铁厚度→安装钢柱→调整钢柱垂直度→拧紧地脚螺栓。这种找正方法是基于柱底板在与立柱组装后进行了端面铣平处理,保证底板底面平直度和与柱轴线垂直度偏差在规范允许的范围内而制定的。然而,实际上钢结构制造厂商因工序成本较高而未对柱底板进行柱组装后的端面铣平,所以几乎所有立柱的底板底面与柱轴线垂直度偏差均大于L/1500(GB 50205-2001规定柱底板应进行端部铣平,铣平面对轴线的垂直度不大于L/1500)。这种情况造成:当保证柱底板水平度达到合格要求时,因立柱的底板底面与柱轴线垂直度偏差超标而造成立柱垂直度超标;当用两侧手拉葫芦缆风绳强行调整立柱垂直度至合格要求时,则造成柱底板与垫铁不能紧密贴实,即柱底板不水平了;当将4个M64地脚螺栓强行拧紧,保证柱底板与垫铁紧密接触时,则因柱顶由缆风绳固定,立柱下端产生固端弯矩,造成立柱中部因弯曲而挠度值超标。这就是传统立柱找正方法的不足。
        通过上述分析可知,造成立柱找正困难的原因是:柱底板与立柱轴线垂直度超标→采用传统找正方法→立柱下部存在固端弯矩→立柱中部挠度过大→立柱找正不合格。
        三、解决对策
        对“柱底板与立柱轴线垂直度超标”问题,施工现场因现场条件所限无法处理;将构件运回厂家返工处理,厂家也不具备处理的设备;即使厂家能处理但也不能满足施工进度要求。所以,我们QC小组决定从改变“传统找正方法”入手,解决“立柱下部存在固端弯矩”的问题,从而解决“立柱中部挠度过大”的问题。
        针对如何如何解决“立柱下部存在固端弯矩”的问题,我们QC小组经过分析、研究、讨论,找出了解决的办法,即采取“带锥帽的千斤顶找正方法”。
        四、带锥帽的千斤顶找正方法(参见图2)
        1)根据立柱重量、空间位置条件,选择一对32t千斤顶,在每个千斤顶上套装一个锥帽(用修割并打磨成锥状的铁块与适当规格的钢管焊接而成)。
        2)根据立柱1m标高线至柱底板的长度,粗定立柱垫铁的高度,并安装就位。
        3)立柱吊装就位,并在垫铁面上调整柱底板的位置偏差至符合要求,然后用四面方向的缆风绳初步调整立柱东西方向的垂直度。
        4)将两个带锥帽的32t千斤顶布置到图2所示位置,然后将立柱顶起约1mm高度,抽走柱底板下所有的垫铁——这是防止在立柱垂直度找正时产生固端弯矩的重要措施。
        5)通过两个千斤顶的升降准确调整立柱的标高和两个千斤顶连线方向(即图2所示X轴方向)立柱的垂直度至精确要求——这是采取本方法的优点之一。
        6)通过垂直于两个千斤顶连线方向(即图2所示Y轴方向)的另一对缆风绳调整立柱Y方向的垂直度——因立柱柱脚只有两点(即两千斤顶锥帽顶起位置)支撑,且柱底板下无垫铁阻碍,所以立柱垂直度找正易如反掌,也不会产生柱脚的固端弯矩,这是采取本方法的最重要优点。
        7)当经检查确认立柱X、Y方向的垂直度、标高、位置偏差符合找正要求时尽快将各垫铁组(各有一副斜垫铁)安装复位,并敲紧每一副斜垫铁,确保各垫铁上表面紧贴柱底板。
        8)拆除两侧千斤顶,拧紧四个地脚螺栓,复查立柱的标高偏差、位置偏差、垂直度、中部挠度,确认符合要求后,立柱找正工作完毕。
        五、实践效果
        某#10机#6干煤棚立柱安装开始阶段采用传统的方法找正立柱,每根立柱从起吊至松钩平均需耗时4.3小时。当采用“带锥帽的千斤顶找正方法”时,每根立柱耗时平均只有2小时,且每根立柱安装找正均一次成功,未出现拧紧地脚螺栓后立柱中部挠度过大的现象。#6、#7干煤棚于当年5月4日开始吊装,于同年9月23日完成结构吊装,满足了合同工期进度要求,达到了预期目的。
        六、推广运用
        本方法在韶钢转炉炼钢工程塔炉立柱安装中得到推广运用。该工程塔楼立柱共12根,单根柱总重平均130t,最重达143t,分三段进行吊装,其中下段最重63t,柱底板尺寸为2600mm×1000mm。由于立柱重量较重,柱底板尺寸较大,如果按传统找正方法进行找正,难度较大。根据某电厂#10机干煤棚立柱的安装找正经验和柱脚的结构情况,我们采取自制一对“顶板装置”(见图3所示)安装于柱脚较窄侧底板上,然后安照“带锥帽的千斤顶找正方法”进行找正,取得了特大型立柱快速吊装找正的良好效果。该项目采用的千斤顶为两个100t螺旋千斤顶。
        七、结论
        “带锥帽的千斤顶找正方法” 是实践中总结出来的经验,所需工具简易,操作方法简单,并得到多次运用实践检验,值得在类似工程中推广运用。
        参考文献:
        《钢结构工程施工质量验收规范》GB50205-2001
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