1号高炉上料系统改造工程解析.docx
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1号高炉上料系统改造工程解析
原燃料供应系统1#主皮带机通廊施工方案
批准：
建设部：
审核：
甲方：
编制：
监理：
包钢西北创业建设有限公司一分公司
2015年2月
1、工程概况
包钢集团1号、2号、3号、5号高炉上料系统改造工程是包钢彻底改造老旧设备的重大环保项目。
该项目建成后将大大减少包钢炼铁过程中粉尘和烟气排放量，对于包钢践行环保为民、打造绿色企业、还城市一片蓝天具有重要意义。
包钢炼铁厂1号高炉按料车加卷扬、斜桥上料格局进行布置。
原设计槽下无矿石筛分设施，整个供料、上料系统无通风除尘环保设备。
在改造中，将高炉的斜桥上料系统全部改为通廊皮带机上料系统。
矿槽集中建在1号高炉至3号高炉的正西侧。
由于改造现场一些旧建筑物还在使用，造成施工现场场地狭小，给上料皮带通廊新建带来不小的困难。
根据现场实地勘察，1号高炉施工难度最大。
因此，本方案着重介绍1号高炉主皮带通廊施工方案。
图1和图2为1号高炉矿槽施工平面图和立面图。
2、编制依据
通廊设计图
《低合金高强度结构钢》（GB/T1591-2008）
《碳素结构钢》（GB/T700-2006）
《钢结构工程施工质量验收规范》（GB50205-2001）
《建筑钢结构焊接技术规程》（JGJ81-2002）
《建筑施工高处作业安全技术规范》（GJ80-91）
《建筑机械使用安全技术规程》（JGJ33-2001）
《炼铁机械设备工程安装验收规范》（GB50372-2006）
3、工程特点：
（1）、场地有限，因此确定好安装顺序后，排好构件进场顺序和时间，提前规划通廊组装场地；
（2）、根据实际情况选用合理的吊车；
（3）、与1#高炉中修结合。
（4）、通廊布置图及工作量
图1现场平面图
图2通廊立面图
如表1所示，为一号高炉的主皮带通廊工程量。
表1
序号
名称
标高（m）
重量（t）
柱脚宽（m）
柱头宽（m）
1
GZ-1
13.5
40
8000/7000
6250
2
ZJ-7
19
25
10000
6250
3
ZJ-6
22.8
27
10000
6250
4
ZJ-5
28.3
37
10000
6250
5
ZJ-4
36.5
51
10000
6250
6
ZJ-3
41.5
58
8000
6250
7
ZJ-2
44.8
65
8000
6250
8
ZJ-1
51.4
80
8000
6250
小计
序号
名称
长度（m）
重量（t）
标高（m）
尺寸（m）
1
HJ-1
28.106
50
9.338-14.386
6.35×3.05
2
HJ-2
30.191
58
14.441-19.863
6.35×3.05
3
HJ-1A
21.041
40
19.918-23.69
6.35×3.05
4
HJ-2
30.191
58
23.752-29.174
6.35×3.05
5
HJ-3
45.439
95
29.229-37.39
6.35×4.066
6
HJ-4
27.141
50
37.445-42.319
6.35×3.05
7
HJ-5
25.107
45
42.379-46.884
6.35×3.05
8
HJ-6
36.29
73
46.939-53.456
6.35×3.05
9
HJ-7
37.835
108
53.511-57.939
6.35×3.05
小计
序号
名称
重量
单位
备注
1
支架
383
t
2
通廊
577
t
3
合计
t
4、制作
4.1制作场地选在凯捷二基地制作场，此处距离1#高炉现场近，便于做好运输工作。
4.2构件制作：
通廊结构中，大部为成型H型钢及角钢、工字钢，直接下料。
钢板焊接H型钢材质为Q235-B，材料选用包钢自产板，在制作前需总体排版，合理搭配使用。
放样号料时严格按排版图进行施工，并把编号表于单件料上，以防用错。
通廊左右弦在制作厂进行组装，按梁材料长度分段；上下弦在制作厂下料，散件拉现场组装。
制作工艺：
抛丸除锈→放样→下料切割→校正→构件组对→自动成型焊接→焊后矫正→加劲板钻孔→除锈→涂漆。
4.3皮带机通廊制作注意事项
（1）构件制作需调整平台，施工前对所有施工人员进行技术交底，对施工图的几何尺寸，工艺要求及技术要求，关键节点位置，特殊要求等交底清楚。
（2）放样前，要对图纸的设计尺寸，节点位置构造以及技术要求进行认真校对尽可能1：
1实样。
各部尺寸需满足规范要求。
4.4构件制作要求：
放样前，仔细审图，结合钢材的尺寸，确保放样准确，节省材料。
翼缘板拼接缝和腹板拼接缝的间距大于200mm。
翼缘板的拼接长度大于2倍的板宽，腹板拼接宽度大于300mm，长度大于600mm。
保证所用的卷尺、弯尺的精度。
留出气焊切割线，并做出标记。
允许偏差见表2
下料采用自动切割。
为防止切割变形采取间断切割，即每切割1.5m留10mm，全部切割完成，再切割这一部分连接点。
矫正：
这是指H型钢组对前，对翼缘板和腹板的接口焊接引起局部变形的矫正。
矫正时，中、薄板可用锤轧矫正；也可采用气焊加热矫正，但不允许加热后用水急剧冷却。
表2
项目
允许偏差
平行线距离和分段尺寸
±0.5mm
宽度，长度
±2.0mm
局部切口深度
1.0mm
组对H型钢必须在平台上进行，平台的平面度≤3mm。
在平台上先将H型钢点焊住，再检查H型钢的整体尺寸，合格后准备焊接。
H型钢对接时，通廊4个H型钢接口并应在同一截面，应错开间距≥600mm。
焊接和焊接后的矫正：
梁与柱的主材均为Q235-B级钢，手工电弧焊条采用E4300。
CO2气体保护焊丝：
H08MnSiA。
埋弧焊丝：
H08A，选用与焊丝相匹配的焊剂。
焊接H型钢时，用两台CO2气体保护焊机，双头两侧对称同步，同方向施焊。
在距中心100mm的位置用两把割枪烘烤，防止焊接变形。
焊后梁与柱变形超差需要矫正。
角变形和挠曲变形均可用机械法进行矫正，此方法效率高，矫形质量高，且对其使用性能无不利影响。
另外也可采用火焰法进行矫正。
皮带通廊桁架制作的注意事项：
皮带通廊结构本体为焊接型H型钢、H型钢、角钢和连接板的钢桁架，施工时对各种型材进行矫直，保证几何尺寸。
型钢对接的长度符合GB50205-01的要求且保证焊缝长度。
接点板严格按放大样进行下料，不许偷工减料，私自缩小接点板的尺寸，以保证节点板焊缝的有效长度、焊缝要求、焊角高度。
通廊组装后偏差符合表3的要求。
支撑件焊缝的长度一定要符合图纸要求，如图纸没有明确要求，单面焊缝长度不小于200mm。
报验合格后再进行涂装。
表3
项次
项目
允许偏差（mm）
检验方法
1
桁架最外端两个孔距或两端支撑面最外侧距离
l≤24m
+3.0-7.0
用钢尺检查
l>24m
+5.0-10.0
2
跨中高度
±10
用钢尺检查
3
桁架任意节点处
截面几何尺寸
±5
用钢尺检查
4
截面对角线长度差
≤5
用钢尺检查
5
桁架起拱度
上挠L/1000
拉线用钢尺检查
6
桁架下表面两对角线长度差
≤10
拉线用钢尺检查
7
相邻节间弦杆弯曲（受压除外）
L/1000
拉线用钢尺检查
4.5除锈、涂装
除锈应采用喷射（喷砂或喷丸）除锈，除锈等级为«涂覆涂料前钢材表面处理表里清洁度的目视评定»GB/T8923.2-2008中的Sa2½,零星结构可采用手工除锈，除锈等级为St3。
涂装：
严格按图纸要求进行。
涂装工序应在结构件制作完成并验收合格后进行。
涂漆留出现场拼接接口，构件表面不应误涂、漏涂，涂层不应脱皮和返锈等。
涂层应均匀，无明显皱皮、流型、针眼和气泡等。
涂装前钢材表面除锈应符合设计要求和国家现行有关标准的规定。
处理后的钢材表面不应有焊渣、焊疤、灰尘、油污、水和毛刺等。
涂装完成后，将构件摆放整齐准备拉运。
4.6构件标识
要求所有构件标识清楚，采用构件末端打钢字头和构件油漆标识共同使用。
涂装完成后，应在刚架及立柱的中心线打样冲眼，用红油漆三角标识。
腹板、翼缘板4面都有，且不少于2处。
作为将来安装及调整的基准。
5、安装
5.1、基础验收
安装前对基础进行复测，对预埋螺栓进行检查。
a.校核基础标高、螺栓顶标高等，要求测量时每一柱脚与基准点等距离尽量减小测量误差。
b.检查土建的基础交工资料，要求基础的尺寸极限偏差、水平度、铅垂度要符合规范。
c.检查螺栓间距尺寸，包括横向、纵向、对角线尺寸及螺栓垂直度，检查螺纹是否完好。
螺栓间距尺寸见图纸。
5.2垫板的选择
a.面积选择 计算公式：
式中：
A—垫板总承力面积 Q1—设备承载物总重量N
C—安全系数1.5-3 Q2—地脚螺栓紧固力总和N
R—基础砼抗压强度kgf/cm2R＝30N/MM2（C30）
Q1—框架区域通廊最重为支架zJ-1，按承重量1710000N计（zJ-1重80t+HJ-6/2+HJ-7/2）Q2—螺栓紧固力查有关标准为203000N
=2*（1710000+203000）/（30*16）=7970mm2
（公式中16表示为16组垫板）经计算垫板选用200㎜×120㎜规格的即可满足承载力学要求，垫板组为一平二斜，每组垫板高50mm。
根据上述公式，每个柱脚处设置8组垫板（每个柱脚8条地脚螺栓，呈圆形分布，每2条地脚螺栓中间放1组垫板）。
5.3钢丝绳的选择：
起吊重物时钢丝绳子选择安全系数如下：
通廊最重的一段按108t，用400T履带吊吊装，4根钢丝绳双股（共8根）吊4点平均每根钢丝绳承担13.7t的重量，因钢丝绳不是垂直吊装，为22°角吊装，则每点实际承担重量为13.7t/cos22°=15.2t。
根据公式F=50*d²/k，k取5，即F=10*d²，所以d=39mm，因此选用2寸的钢丝绳。
长度为每根12m，共10根（2根备用）。
在吊点处焊接吊装鼻子，每个吊点处钢丝绳用卡环与鼻子连接。
5.4安装
5.4.1安装顺序：
由于现场建筑物与设备的影响，按照如下顺序安装：
GZ-1——HJ-1——ZJ-7——HJ-2——ZJ-6——HJ-1A——ZJ-5——HJ-2——ZJ-4——HJ-3——ZJ-3——HJ-4——ZJ-2——HJ-5——ZJ-1——HJ-7——HJ-6，根据该顺序，排定构件制作及进场顺序。
5.4.2安装准备
（1）需要组装的制作件可以到现场组装，组装场地采用就近原则，具体布置见通廊布置图。
组装时不需要平台，只要20个马凳作为支点。
马凳如下图所示。
图3马凳加工图
（2）现场影响通廊组装或是吊车进车路线的障碍物需要提前拆除。
（3）400T履带吊行走时需要占用铁路线。
5.4.3上料通廊总的来说分为三大部分进行安装，如图4施工顺序平面布置图所示。
第一部分现场没有旧建筑按常规施工组织措施组织施工。
第二部分现场旧建筑物和通廊非常密集，现场安装立柱和通廊没有站大型吊车的位置。
第三部分是斜桥上料系统位置。
此位置前期只能进行立柱安装施工（需要占火车道），通廊安装需要在高炉停产后拆除部分斜桥后才能进行。
图4施工顺序平面分布图
5.1第一部分施工方案
第一部分施工区域的平面图如图5所示。
施工现场共包括4根立柱（GZ-1、ZJ-7、ZJ-6、ZJ-5）和4段通廊（HJ-1、HJ-2、HJ-1A、HJ-2）。
最重构件的重量为58t，最高安装标高为28.300m。
因此，现场组装一台150t履带吊和1台120t液压吊用于吊装，150t履带吊使用工况为组42.67m主臂即可满足现场施工要求。
5.2第二部分施工方案
图6所示为此区域的平面布置图。
施工现场共包括3根立柱（ZJ-4、ZJ-3、ZJ-2）和3段通廊（HJ-3、HJ-4、HJ-5）。
最重构件的重量为95t，最高安装标高为44.800m。
本区域为施工现场地形最复杂，旧建筑物、通廊及管道最多的地段，所以施工难度最大。
图5通廊安装之一平面图
图6通廊安装之二平面图
5.2.1ZJ-4和HJ-3的安装方法：
用220t液压吊站于原有旧通廊与汽车库（其上方有通廊）之间如图7所示的位置。
ZJ-4用220t液压吊站于如图所示位置吊装，分三钩施工，两个支腿分别单独安装，支架头部带两根短截管最后再吊装。
HJ-3通廊的安装用400T履带吊站在如图所示位置吊装，根据吊车性能表，400T履带吊选用36米主臂+30米副臂+90t超起配重的工况，在半径28米时最大起重量107.1t，即可满足。
图7ZJ-4和HJ-3安装吊车站车平面图
图8支架分三钩吊装示意图图
5.2.2ZJ-3、HJ-4和HJ-5通廊的安装方法：
如图9为ZJ-3、HJ-4和HJ-5通廊的安装平面图。
ZJ-3用400t履带吊吊装。
HJ-4和HJ-5通廊的安装用400T履带吊站在如图所示位置吊装，根据吊车性能表，400T履带吊选用36米主臂+30米副臂的工况，在半径20米时最大起重量92.6t，满足。
图9ZJ-3、HJ-4和HJ-5安装平面图
5.2.3ZJ-2的安装方法：
ZJ-2用400t履带吊站于如图所示位置吊装。
图10ZJ-2安装平面图
5.3第三部分施工方案
图11第三部分安装平面图
第三部分施工现场共包括1根立柱（ZJ-1）和2段通廊（HJ-6、HJ-7）。
在此处放置一台400T履带吊，工况为84米重轻混合主臂+250t超起配重（超起半径为15米）即可，在作业半径20米时最大起重量为113t。
其中ZJ-1同前面，分三钩吊装。
安装完ZJ-1后，因为HJ-7有一段插进高炉框架立面，所以先安装HJ-7，再安装HJ-6。
图12通廊1安装前高炉立面图
安装通廊前，首先拆除炉顶天车对面的雨棚及设备；安装前需要将支架以上斜桥拆除。
；安装前需要将支架以上斜桥拆除。
图13为通廊安装到位立面图。
图13通廊HJ-7安装吊车站位立面图
5.4安装机具汇总
5.4.1通廊
序号
名称
重量
（t）
长*宽*高（m）
选用机具及最大起重量
1
通廊HJ-1
50
28.106*6.35
*3.05
150t履带吊抬吊，杆长42.67m，
220t液压吊抬吊
2
通廊HJ-2
58
30.191*6.35*
3.05
150t履带吊抬吊，杆长42.67m，
220t液压吊抬吊
3
通廊HJ-1A
40
21.041*6.35*
3.05
150t履带吊抬吊，杆长42.67m，
220t液压吊抬吊
4
通廊HJ-2
58
30.191*6.35*
3.05
150t履带吊抬吊，杆长42.67m，
220t液压吊抬吊
5
通廊HJ-3
95
45.439*6.35*
4.066
400t履带吊，36米主臂+30米副臂+90t超起配重，半径28m，107.1t
6
通廊HJ-4
50
27.141*6.35*
3.05
400t履带吊，30米主臂+24米副臂，半径20m，92.6t
7
通廊HJ-5
45
25.107*6.35*
3.05
400t履带吊，30米主臂+24米副臂，半径20m，92.6t
8
通廊HJ-6
73
36.29*6.35*
3.05
400t履带吊，84米重轻混合主臂+250t超起配重，半径20m，113t
9
通廊HJ-7
108
37.835*6.35*
3.05
400t履带吊，84米重轻混合主臂+250t超起配重，半径20m，113t
5.4.2通廊支架
序号
名称
重量（t）
高度（m）
选用机具
1
通廊支架GZ-1
40
13.5
150t履带吊主吊，75t液压吊配合
2
通廊支架zJ-7
25
19
150t履带吊主吊，75t液压吊配合
3
通廊支架zJ-6
27
22.8
150t履带吊主吊，75t液压吊配合
4
通廊支架zJ-5
37
28.3
150t履带吊主吊，75t液压吊配合
5
通廊支架zJ-4
51
36.5
220t液压吊主吊，分三钩
6
通廊支架zJ-3
58
41.5
400t履带吊，30米主臂+24米副臂
7
通廊支架zJ-2
65
44.8
400t履带吊，30米主臂+24米副臂
8
通廊支架zJ-1
80
51.4
400t履带吊主吊，分三钩
6、质量保证措施
6.1、基础处理及垫板选用：
安装前先对基础进行复检，基础的标高低于柱底标高50mm，柱脚每条螺栓设置两组垫铁，经计算垫板选用200mm×120mm即可承受结构压力。
6.2、钢柱等主要构件安装的中心线及标高基础点等标记齐全。
6.3、主控项目必须符合钢结构验收规范GB50205-2001中的标准要求。
6.4、质量检查记录、质量证明文件等资料应齐全完整。
6.5、分项工程的各检验批均应符合GB50205合格的质量标准。
7、安全保证措施
7.1对施工现场的职工进行每班安全交底，明确施工内容及防范措施。
7.2高空作业人员必须佩戴安全带，手头工具加设安全绳。
7.3手持电器必须设漏电保护器
7.4设立防火管理员,消防品要配备齐全。
7.5施工现场物料堆放整齐,通道畅通。
7.6施工现场起吊重物时设好围栏，专人指挥，信号清楚、明确。
8 施工资源准备
8.1 劳动力计划：
（两班倒班作业，每班作业人员如下）
施工项目
起重工
气焊
电焊
电工
其他人员
管理人员
通廊制作
4
8
16
4
18
6
通廊安装
6
6
14
3
14
6
合计
8.2机具计划：
序号
机具
型号
数量
备注
1
气割枪
10套
2
电焊机
16台
3
绳扣
Ø50㎜
60m
4
绳扣
Ø26㎜
100m
5
卡环
50t
8对
6
运输车
40t
2辆
7
导链
10t
2套
8
导链
5t
2套
8.3材料计划：
序号
机具
型号
单位
数量
备注
1
工字钢
36#
t
60
2
槽钢
32#
t
30
3
角钢
∠200×16
m
100
9.网络
升级会员 