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华能金陵电厂240m自立式钢烟囱斜直埋地脚螺栓安装工艺
作者：徐春苗
来源：《中小企业管理与科技·上旬刊》2013年第12期
摘要：华能金陵电厂国内首座240m自立式钢烟囱的基础与上
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部结构采用M52～90地脚螺栓连接。具有螺栓数量大、间距小、圆形分布、倾斜直埋等特点，不同于主厂房锅炉柱脚、设备或套筒结构钢内筒等结构的地脚螺栓，在火电建设中未见有类似工程案例，因而总结施工工艺，对今后类似工程提供借鉴价值。 关键词：自立式 钢烟囱 倾斜 直埋 地脚螺栓 1 工程概况
本工程结构顶标高+240m，筒身内径Φ7300mm，两只钢筒自1.5m～98.96m筒身相向倾斜，斜率为0.014，
98.96m以上斜率为0。钢管支撑布置在两只钢筒中心线的平面外侧，两根主立管规格Φ2000*40mm从1.5m标高筒座环壁引上，在约80m标高处合二为一，再往上至218.0m标高筒身抱箍上，南北视图呈直角三角形布置。
筒体、支撑及附件总重约3600t，通过四个钢筋混凝土环壁传给基础承台。混凝土筒座环壁表面倾斜与上部结构轴线垂直，2只钢筒和2根支撑管通过同样倾斜的462根M52直埋地脚螺栓和110根M90直埋地脚螺栓与环壁相连，并设有剪力槽，法兰底部设置对应剪力件，砼与法兰之间用H70灌浆料填充。螺栓定位精度和施工质量直接影响到底法兰、法兰压板的穿孔率和整个结构的安全性。烟囱基础环壁地脚螺栓分布如下图所示： 2 质量标准
在项目划分表烟囱单位工程——基础分部工程最后增加06地脚螺栓分项，及0601地脚螺栓安装检验批。并考虑：①参照主产房及锅炉基础相关标准，直埋地脚螺栓安装允许偏差为：同组螺栓中心位置偏差±2mm，顶标高允许偏差+5～+10mm，垂直度偏差小于L/450。②烟囱基础施工图总说明：地脚螺栓采用45#钢直埋型，因此在施工过程中禁止采用直接点焊螺栓或螺母固定的方式。③烟囱上部结构施工图总说明：支座环（底法兰）上螺栓孔的允许偏差，孔与孔之间尺寸，不超过1.5mm，孔径不超过1.5mm。④但又不宜忽视螺栓数量大、间距小、圆形分布、倾斜直埋、环壁内钢筋较密等实际存在的困难，以及烟囱底法兰不同于主产房及锅炉钢柱、设备底座等工厂化制作好后再运现场安装的情形，而是可以根据定位后的螺栓坐标现场加工开孔，因此照搬照抄主产房及锅炉基础相关标准用于本工程过于严格。
综合以上因素，要求对每根螺栓独立控制：①螺栓顶中心坐标允许偏差±4mm。②螺栓顶标高允许偏差+5～+10mm。③垂直度不便测量，改为控制锚固板中心坐标偏差±4mm。④由于螺栓丝牙长度有限，定位板和锚固板面标高允许偏差±10mm。⑤螺栓、螺母禁止电焊。⑥锚固板底部螺母必须贴紧，定位板上下螺母必须拧紧等。本工程按以上标准安装及验收均一次合格，且未影响后序法兰等钢构架安装。 3 施工准备
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以单个小基础（斜撑基础）为例：①基础承台混凝土浇筑前应布置好地脚螺栓敷设架埋件，由于环壁竖向插筋密集，埋件不宜过大，选择T1515。埋件应尽量避开插筋，实在无法避开的允许将钢筋折弯后避开敷设架埋件。埋件的顶标高平承台混凝土面。②环壁中心附近的承台顶面，留设5块T3030埋件，用于搭设测量平台。③基础承台大体积砼保温结束后，进行底板清理，定位轴线测设，弹线放样，轴线验收等工作。④需要用到汽车吊、电焊机、全站仪、水准仪、钢卷尺、撬棒、小锒头、样冲等机械和工器具。⑤编号及坐标计算：以1#钢筒为例，同一角度内外两根螺栓编为一组，同组栓锚固板与螺栓顶编号相同，M52螺栓以数字顺时针编号1～120，M90螺栓以大写字母顺时针编号A～K，在CAD中建模，利用list命令查询锚固板与螺栓顶坐标。 4 施工过程及工艺
①敷设架安装：敷设架垂直立于基础承台面埋件上，底标高-1.5m，高度3.6m。立拄选用L75*6，横杆和斜撑选用L63*6。锚固板和定位板的位置暂时空着，待后面根据倾斜角度边测量边安装。敷设架必须有足够的刚度，并留有一定的安全系数。②锚固板、定位板安装：M52螺栓每组内外两根共用一块锚固板（定位板），规格-550×160×28（-550×160×18），开孔尺寸2*Φ54。M90螺栓编号A～K共11根，锚固板和定位板均为整块马蹄型，宽度280mm，开孔尺寸11*Φ92。确定锚固板、定位板、螺栓安装的相对位置。根据设计倾斜角度，计算出锚固板横杆（材料L63*6）两端标高，用水准仪、钢尺在敷设架立杆上标出，焊接固定后，整圈锚固板横杆应该形成一个平行于法兰的倾斜面。在环壁中心搭设3m高测量平台，测量平台必须有足够的刚度，保证测量过程中不晃动，实际将测量平台与敷设架连接，以增加二者整体稳定性。在测量平台大致的中心位置架设全站仪，以厂区坐标控制点为后视基准点，按锚固板标记点坐标理论值，定位锚固板。由于螺栓数量多，完全靠全站仪测量定位锚固板的工作量太大，而大部分M52螺栓的分布是按圆心均匀分布的，所以可用套模样板加快安装速度。实际利用15mm厚双面胶合板，切割成约1.5m长圆弧板，可包含约8组螺栓。全站仪定位选择其中任意4个坐标测量，其余用圆弧板定位。连续两次使用圆弧板必须有重叠，重叠范围至少1组螺栓，以消除累计误差和校核前次圆弧板定位的精确度。定位板横杆安装与锚固板横杆相同，但为便于螺栓吊装和控制螺栓顶坐标，定位板横杆焊接固定好后定位板暂不安装。③地脚螺栓安装：M52螺栓（55kg/根）、M90螺栓（150kg/根）用汽车吊配合吊至敷设架内，穿过锚固板对应螺栓孔，将底部螺母和定位板下方的一个螺母拧到指定丝牙位置。将定位扳搁置在横杆大致位置，再将螺杆从底部反穿过定位板，拧上最上面一个螺母，将螺栓挂住。
在测量平台大致的中心位置架設全站仪，以厂区坐标控制点为后视基准点，按螺栓顶中心点坐标理论值，定位定位板和螺栓。
借鉴锚固板的安装经验，用全站仪和圆弧板顺序测量螺栓顶中心坐标，微调时可利用撬棒撬或小锤子敲击，然后将定位板临时点焊。如图所示：