一种钢结构冷却塔的提升施工方法与流程

本发明涉及钢结构冷却塔，具体涉及一种钢结构冷却塔的提升施工方法。

背景技术：

1、双曲线型钢筋混凝土结构冷却塔是目前应用最为广泛的冷却塔结构，这种结构形式最突出的优势为耐久性和气密性好。随着电厂规模逐渐增大，数量逐渐增多，钢筋混凝土这种结构形式也暴露出很多问题，在不断的工程实践和探索过程中，钢结构冷却塔应运而生。钢结构冷却塔具有综合造价低、施工周期短、抗震性能突出、全生命周期的碳排放量少等优势。钢结构冷却塔的结构形式有很多种，从形状上划分有直筒-锥段型、双曲线型，从结构体系上划分有单层网壳、双层网壳、交叉桁架等多种形式。

2、经过近20年的发展，钢结构冷却塔的直径和高度都越来越大，但施工方法较少。最为常见的是高空散吊法，即：先安装冷却塔的底层钢结构，通过起重车吊装钢结构冷却塔的最小安装单元完成底层钢结构的装配，然后依次向上组装其它层的钢结构，随着层数增加，起重车已经无法满足吊装高度要求，需要使用塔吊进行吊装，直至封顶完成冷却塔的整体组装。这种方法的施工效率不高，整个安装过程需要上千次高空吊装；对于低层的组装主要采用大型起重车吊装作业，高层的组装采用塔吊，随着高度增加会带来附着难度加大，安全风险提高；整个安装过程需要大量的高空焊接作业，焊接质量难以保证。采用高空散拼方式形成的结构，成形精度不易控制，最小安装单元吊装后会产生变形，且该变形会逐渐积累，最终结构成形时的精度不易控制。

3、公布号为cn106759924a的发明专利公开了“一种钢结构冷却塔的提升安装方法”，其采用逆序方式拼装，即自上而下依次连接组装各层钢结构，每完成一层或多层钢结构后，利用提升设备将组装好的冷却塔段整体提升至预定高度，给下层钢结构的拼装留出安装空间，直至完成最底层钢结构与基础的连接。这种施工方式的好处为：把大量高空作业转移到地面进行，有效解决了高空焊接工作量大，整体结构成形精度不易控制的难题，减少了大量吊装工作，显著提高了安装效率。但该专利给出的提升方法，从最顶层钢结构开始，自上而下通过提升方式拼装，直至完成底部钢结构与基础的连接，这种作业方法存在以下不足：随着提升层数的增加，提升的总重量不断增大，对提升设备的提升能力要求较高，并且施工难度及施工安全保证措施均大幅度增加；另外，该作业方式使得提升胎架需要从地面开始搭设，成本高，安全性也差。

技术实现思路

1、本发明公开一种钢结构冷却塔的提升施工方法，采用逆序拼装，累积提升的施工方式，但先在地面完成冷却塔底层结构的组装，可以降低提升过程的总重量，该底层结构也可为提升胎架提供有效支撑，降低提升胎架的施工成本。

2、为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案为：

3、一种钢结构冷却塔的提升施工方法，冷却塔的塔身包括多层闭合环形钢结构，塔身自下而上划分为散拼施工段、散拼嵌补施工段和提升施工段，散拼嵌补施工段对应单层钢结构，提升施工段对应多层钢结构，提升施工段所对应的钢结构层数大于散拼施工段所对应的钢结构层数，施工过程按如下顺序进行：

4、步骤1）在地面完成基础及柱脚的施工；

5、步骤2）在柱脚上通过构件散拼方式装配完成散拼施工段所对应层的钢结构；

6、步骤3）沿散拼施工段钢结构的圆周布设提升机，将用于支撑提升机的提升胎架固定在散拼施工段钢结构的顶部；

7、步骤4）在地面对提升施工段中的最顶层钢结构进行拼装，形成闭合环形结构，利用提升机将拼装好的最顶层钢结构提升至预设高度后悬停；

8、步骤5）在地面上的最顶层钢结构下方空间内，将构件悬吊拼装与最顶层钢结构底部连接形成闭合环形的次顶层钢结构，次顶层钢结构与最顶层钢结构连接形成提升组合体，然后利用提升机将提升组合体提升至预设高度后悬停；

9、步骤6）对提升施工段中次顶层之下的各层钢结构，按照步骤5）作业方式逆序逐层拼装以及已拼装好的提升组合体的悬停；

10、步骤7）利用构件将已拼装完成的提升施工段的底部与散拼施工段的顶部连为一体，两者之间的连接段为散拼嵌补施工段；

11、步骤8）拆除提升胎架，将提升机移走；

12、步骤9）在塔身上完成围护结构的安装。

13、进一步，所述散拼施工段的钢结构上设有展宽平台，提升胎架固定在展宽平台上。

14、进一步，所述散拼施工段对应的钢结构层数不超过两层。

15、进一步，所述冷却塔为双曲线冷却塔，塔身是以斜向直线作为母线，绕中心轴转动形成的双曲抛物面，塔身包括斜立柱和环梁，斜立柱交叉连接形成x形单元，x形单元的交叉点处与环梁固定连接，相邻环梁之间对应单层钢结构，斜立柱的轴线与塔身母线重合，提升施工段中的不同高度层的钢结构中还设有加强环桁架。

16、进一步，所述最顶层钢结构中设有加强环桁架，提升机对拼装后的钢结构提升时吊点选择在设有加强环桁架的所在层。

17、进一步，所述提升机的提升吊点无需在每次提升时更换位置，待所提升的提升组合体达到设计层数后，再将提升吊点下移至提升组合体中位于低层的钢结构所在处。

18、进一步，所述柱脚顶部设有v型对接钢管，在地面上搭设胎架，在胎架上放置交叉的斜立柱并焊接形成x形单元，步骤2）施工方式如下：

19、2.1）将多个第一层x形单元沿圆周方向依次与对应柱脚的v型对接钢管焊接固定，将每个第一层x形单元的交叉点与第一层环梁焊接固定，形成第一层钢结构；

20、2.2）在第一层钢结构顶部，沿圆周方向依次设置第二层x形单元，将第二层x单元底部与第一层x单元顶部焊接固定，然后将第二层x形单元的交叉点与第二层环梁焊接固定，形成第二层钢结构；

21、2.3）在第二层钢结构外侧设置展宽平台，展宽平台包括环向杆和斜向杆，环向杆位于第二层钢结构的外圈，环向杆分别与第一层环梁及第二层环梁通过斜向杆焊接相连。

22、进一步，所述步骤6）中最后一次提升的提升组合体底部为第四层钢结构，步骤7）中，在第四层钢结构与第二层钢结构之间的空间沿圆周方向嵌补第三层x形单元，将第三层x形单元分别与第四层x形单元以及第二层x形单元焊接固定，完成散拼嵌补施工段的施工作业。

23、进一步，所述提升机沿钢结构的内圈圆周布设多个，被提升的钢结构外圈安装三角形支撑架形成提升吊点。

24、本发明公开的冷却塔提升施工方法，虽然也是采用逆序拼装，累积提升的施工方式，但并非自上而下一直逆序拼装至完成整个塔身。对于塔身的第一层和第二层高度并不高，具备地面散拼施工条件，因此，本发明先在地面完成第一层和第二层钢结构的拼装，这样可以降低总提升重量，对于提升机的提升性能要求可以相对降低，施工安全性也更高。并且，地面上拼装完成的钢结构也可以为提升胎架提供足够强度的支撑，提升胎架无需从地面开始搭设，减少了搭设提升胎架的用钢量，也提高了施工效率。本发明将第四层及以上部分采用累积提升方式进行施工，每次提升只提升一层钢结构的高度，可以实现每层钢结构均在地面完成拼装，减少了高空作业的风险，第三层钢结构则通过在地面散拼嵌补方式完成，整个施工过程至少有三层钢结构可以在地面完成拼装，整体结构成形精度更容易控制。