國內某鋼廠轉爐高層框架通廊生產狀態下改造技術

游志文
　?。ㄉ虾氁奔瘓F有限公司，上海 200941）
　　摘要：某鋼廠2 號、3 號轉爐高層框架的改造與以往的轉爐高層框架的不同主要在于需要保證原有1 號轉爐的生產，即在對原有框架拆除的同時保證鐵合金通廊及熔劑通廊的正常運轉。針對這一特點，在施工過程中采用變截面支撐塔架對桁架通廊進行臨時支撐，待新建框架建成后再對支撐塔架進行卸載的施工方法。本文從工藝難點、施工要點等多個方面對通廊保產狀態下煉鋼高層框架改造技術進行了相關闡述，為以后類似的工程積累經驗。
　　關鍵詞：轉爐通廊變截面支撐塔架卸載 保產

　　1 工程概述
　　某鋼廠新2#、3#轉爐技改工程主廠房建筑、轉爐及連鑄設備安裝工程某鋼廠廠區內，工程規模如下：將2#、3#轉爐（含連鑄）集中建設在東區，與新1#轉爐建在一起，最終形成3爐4機煉鋼廠。
　　由于現有廠房無法滿足新增3＃轉爐的生產工藝要求，需拆除原有1-4線廠房(總長51m)，在原高層框架南面相鄰處新建3#轉爐高層框架（70m）。整個施工工程中，業主要求保證保證1#轉爐生產所需的鐵合金（25.69m）及熔劑（50.3m）通廊正常運轉。針對這一特點在對主廠房轉爐跨廠房和屋面系統拆除前，需在通廊下方設置支撐塔架對原有支撐點進行支撐轉換，然后對廠房結構進行拆除。
　　2 工程特點
　?、?1#轉爐生產所需的鐵合金（25.69m）通廊、熔劑（50.3m）通廊原有結構支撐點設立在改造區域要拆除的廠房結構上，需結合原有廠房結構和新建高層框架結構形式確定支撐結構形式，以保證需拆除的構件及新安裝的構件均不與支撐結構發生干涉；
　?、?鋼結構拆除、安裝不能按正常施工工藝進行，需合理考慮新舊結構及塔架之間相互錯讓關系。
　　③ 因兩個通廊結構均從高層框架中間穿過，待設備平臺安裝好后，再將皮帶運輸設備轉移至設備平臺上部，則在整個高層框架安裝過程中均需避讓通廊及其支撐塔架，結構件吊裝難度很大；
　?、?鐵合金通廊和熔劑通廊其桁架結構形式一致，截面寬度為3.7m，高度為5.4m，通廊總長度為85m，分為4段，兩側為上承式桁架支撐體系，通廊設備設立于平面連系梁上，上下通廊中心線偏移1.2m，需設置變截面支撐結構形式；
　?、?1#轉爐生產所需的鐵合金（25.69m）通廊、熔劑（50.3m）為分段式輕型桁架結構且整體跨度為85m，單根桿件穩定性較弱，需根據現場桁架實際情況設立新的結構支撐點，并對原有桁架結構進行加固，以保證通廊在生產狀態下結構體系的穩定性。
　　3 皮帶通廊保產支撐工藝
　　鐵合金通廊支撐在廠房柱之間的連系梁上，熔劑通廊支撐結構設置于廠房屋面梁上。新建3#轉爐高層框架柱因軸距和列距分別與原有廠房柱重合，若原有鋼結構廠房不拆除，則無法對新建高層框架進行施工，因此為達到通廊保產的目的，需采用支撐結構對通廊進行臨時支撐，待新建框架施工完畢后，再將其轉載到新框架的相應位置。
　　支撐塔架形式的確定需考慮下列情況：
　　① 與原有廠房屋面梁、連系梁等結構形式相避讓；
　?、?與新建高層框架各層平臺主梁和主框架柱相避讓；
　?、?上下通廊中心線距離相差1.2m，存在偏心受力情況；
　　④ 塔架支撐主肢需與結構件之間保留合理作業距離，以避免拆除和安裝過程中與塔架發生碰撞。
　　結合總體施工工藝，塔架選用三個轉換截面：下部塔架截面4.7m×4.2m，中間部分采用4.2m×4.2m（標準件），頂部塔架采用2.75m×4.2m。由于1線支撐塔架與新建3#轉爐框架2a軸線相重合，受新建框架梁影響較大，需去掉塔架局部的支撐桿件以保證框架梁的穿插施工，支撐塔架立面如圖1所示。

　　4 皮帶通廊部分加固
　　某鋼廠1#轉爐改造所需保產的兩條通廊水平投影長度均為85m，25.69m 鐵合金通廊低跨廠房內部分為平臺梁支撐體系，廠房外部部分與50.3m熔劑通廊結構形式相同，均為上承式桁架結構。通廊上弦受壓、下弦受拉，且每段為一獨立的結構承載體系，通廊桁架結構除原有支撐結構立桿（I25a）自身剛度較強以外，其他立桿和斜撐桿件(2×L60-L75)穩定性、剛度較差，因此如需在原有立桿以外增設支撐點，需對通廊受力體系進行重新分析，對增設支撐點處進行節點加固處理。

　　在新設置支撐點位置，按原立桿形式增設型鋼，并將拉壓桿件的傳力勁板增大，加強與新增桿件的連接固定，同時加大將新增側向桿件截面積，使桿件穩定性增強，以保證通廊的整體穩定性，加固示意如圖3所示。
　　5 原有通廊框架體系拆除
　　原有通廊框架體系采用分段式逐步拆除，由2#高層框架側向轉運站方向對4段通廊逐步進行，需注意下列事項：
　?、?原有框架拆除必須待所有支撐塔架安裝完成后進行，同時需確保塔架支撐梁與通廊平臺梁接觸處焊接牢固；
　?、?拆除方式：對原有支撐梁、柱進行切割卸載，切割順序為：先翼緣面再腹板。腹板采用抽斜條切割方式，逐步將結構件切割開，其目的為減少通廊突然沉降帶來的沖擊力；
　?、?通廊雖為分段式獨立受力體系，但是相鄰通廊原有支撐桿件與同一支撐梁通過栓焊固定，在拆除過程中需注意相鄰通廊之間高差變化；
　　④ 拆除完成后，需對整體通廊進行變形和沉降觀測，以便對承載力較弱部位進行加固，同時將測量數據匯總，以便與新建高層框架平臺標高參數進行對比。
　　6 新建鋼結構安裝
　　本次某鋼廠新建3#高層框架安裝同以往高層框架吊裝不同在于新建高層框架圍繞上下兩側通廊和3副支撐塔架進行吊裝作業，框架主梁需逐次穿過塔架本身，且在針對25.69m和50.3m高層框架平臺作業時，需將通廊桁架結構下部零桿及平臺拆除，逐根對平臺梁進行安裝，最后達到將通廊設備轉載至高層框架平臺上的目的。
　　針對主梁穿插塔架本體的情況，在最初塔架設計時，已考慮了此部分梁的安裝空間，局部斜撐可先拆除滿足框架主梁吊裝后再恢復安裝。大部分平臺梁均需采用雙機抬吊，使吊繩分別在通廊和塔架兩側，每層框架平臺梁利用下層平臺梁設置的支撐柱作二次吊裝繩切換，以便施工作業，具體的安裝流程如圖4所示。

　　7 結 語
　　本施工工藝使用解決了冶金煉鋼領域保產作業的難題，同時能從大跨度桁架支撐工藝、高層框架結構施工工藝和塔架的多功能轉化等多方面完善鋼結構施工方面的技術能力，為同類型工程的施工提供了寶貴經驗。
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