热回收焦炉装配式拱胎及其施工方法与流程

本发明涉及炉窑施工技术领域，具体涉及一种热回收焦炉装配式拱胎及其施工方法。

背景技术：

热回收或无回收焦炉是一种用来生产冶金焦、铸造焦等焦炭产品的环保型工业焦炉。如图1所示，炉体的两侧为炭化室主墙210，炭化室顶部即炉顶部位为拱顶结构220，拱顶砌筑时需要支设大跨度拱胎。如图2所示，传统拱胎主体结构由上弦弧度板271、下弦板272和支撑板273，组合成拱形胎片，并通过胎条连接成拱胎。这种拱形胎片为定型支撑板，跨度、拱高无法调整，上弦弧度板木材采用多段长1000mm、宽280mm的宽木板进行加工制作。制作好的拱胎成品占用空间大，运至炉内需采用汽车吊吊入到炭化室内的脚手架上，进行支设，然后砌筑炉顶。拆除拱胎时，将拱形胎片和胎条进行分解，然后在开阔的场地上进行恢复修整，再采用汽车吊吊入相邻炭化室内进行支设。上述拱胎木材资源消耗较大，机械台班使用较多，拱胎拆除时，胎条上的圆钉容易对施工人员造成扎伤，同时也需要消耗大量的人力资源。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题在于针对上述现有技术存在的不足，提供一种热回收焦炉装配式拱胎及其施工方法，该装配式拱胎的拱形胎片的跨度和拱高可调、上弦弧度板木材用料少，能够大量采用常规周转材料，其施工方法中拱胎安装与拆除快捷，不需要使用机械台班。

本发明为解决上述提出的技术问题所采用的技术方案为：

一种热回收焦炉装配式拱胎，包括中心插节、套装于所述中心插节两端的矩形套管、安装于所述中心插节上的中心支撑器、斜向支撑器、上弦杆、弧度板、胎条；所述中心插节及其两端的矩形套管组成可伸缩的下弦梁，所述中心支撑器为可伸缩结构；所述斜向支撑器对称安装于所述中心支撑器的两侧，所述斜向支撑器为可伸缩结构，斜向支撑器的下端安装于所述矩形套管上，斜向支撑器的上端一侧通过所述上弦杆与中心支撑器的上端连接、另一侧通过所述上弦杆与矩形套管的端部连接；所述弧度板对应安装于上弦杆的上表面；所述中心插节、矩形套管、中心支撑器、斜向支撑器、上弦杆、弧度板组成一个拱形胎片，多个拱形胎片通过所述胎条相连形成拱胎。

上述方案中，所述中心支撑器包括圆形套管、丝杆和调节螺母，所述圆形套管下端固定在矩形套管上，所述丝杆下端插设于圆形套管内，所述调节螺母设置于圆形套管与丝杆之间，通过旋转调节螺母来调节丝杆的伸出长度从而调节中心支撑器的整体长度。

上述方案中，所述斜向支撑器的结构与所述中心支撑器相同，包括圆形套管、丝杆和调节螺母，所述斜向支撑器的圆形套管下端与所述矩形套管铰接。

上述方案中，所述中心支撑器与斜向支撑器的顶端均安装有上弦杆连接头，所述上弦杆连接头包括螺纹套管和安装于所述螺纹套管两侧的第三耳板；所述螺纹套管套装于所述丝杆的上端，所述第三耳板与所述上弦杆的端部连接。

上述方案中，所述矩形套管的端部设有第二耳板，位于两端的上弦杆通过螺栓与所述第二耳板连接，以形成整体支撑结构。

上述方案中，所述上弦杆的上表面安装有弧度板座，所述弧度板座包括u型座体和圆钉孔，所述弧度板通过圆钉与弧度板座固定连接，形成拱形胎片。

上述方案中，所述装配式拱胎还包括固定销和斜拉筋板，相邻拱形胎片之间通过固定销与斜拉筋板固定连接：所述中心支撑器的圆形套管管壁上部和下部分别安装一个固定销，所述斜拉筋板的一端与中心支撑器圆形套管上部的固定销连接、另一端与相邻中心支撑器圆形套管下部的固定销连接。

上述方案中，所述固定销包括销体、自锁片和销轴，所述销体固定安装于所述中心支撑器的圆形套管管壁上，销体上设有插槽，自锁片安装在插槽内，通过销轴与销体活动连接，所述自锁片的两侧重量不平衡，以销轴为固定点自然下垂，能够快速锁定斜拉筋板。

上述方案中，所述胎条采用钢丝绳串接成整面结构，整体固定铺设在多个拱形胎片上。

本发明还提出上述热回收焦炉装配式拱胎的施工方法，该施工方法包括以下步骤：

步骤1、根据设计尺寸设置下弦梁伸缩长度，将矩形套管套装在中心插节上，两侧同步调整伸缩长度并固定，同时确保中心插节上的中心支撑器位于下弦梁中心位置，并设置中心支撑器长度；

步骤2、将斜向支撑器底端安装于矩形套管上，设置斜向支撑器长度，通过多个上弦杆连接斜向支撑器与中心支撑器、矩形套管，形成整体支撑结构；

步骤3、将弧度板安装于上弦杆上，形成拱形胎片；

步骤4、将胎条统一钻孔，通过钢丝绳串接成整面结构，通过粘结胶将胎条固定在钢丝绳上；

步骤5、在脚手架上安装木托架，在木托架上放置拱形胎片，两两相邻的拱形胎片通过固定销与斜拉筋板固定连接成整体，防止拱形胎片倾倒，在拱形胎片与木托架之间垫木楔，微调拱形胎片高度，同时确保拱形胎片位于焦炉炭化室的轴线上；

步骤6、将整面胎条结构铺设在拱形胎片上，四个角固定在弧度板上，形成拱胎；

步骤7、拱顶砌筑之前，从两边拱脚同时向中心对称进行干摆，砖与砖之间通过厚纸板替代砖缝，防止砖缝错牙或三角缝，拱顶砖的放射缝应与半径方向相吻合，确认无误后即可正式砌筑；

步骤8、拱顶砌筑完毕后，先撤走木楔，使整个拱胎与拱顶砖分离，再拆卸整面胎条结构，接着逐一拆除斜拉筋板，拱形胎片成为独立的个体；

步骤9、重复步骤5-8即可完成相邻炭化室拱顶的砌筑。

本发明的有益效果在于：

1、热回收焦炉装配式拱胎下弦梁、支撑器长度可调，上弦杆为标准件，可根据弧度增加节数，同时匹配增加斜向支撑器，以满足多种拱顶尺寸的砌筑需求。上弦杆为钢结构件，在上弦杆的上平面补足弧形尺寸，本实例中需补足90mm宽的板材，是原有的280mm宽的板材材用量的30％，大大降低了木材的损耗。

2、胎条采用钢丝绳串接成整面结构，整体铺设在多个拱形胎片上，四个角用圆钉固定。拆除时，取出四个角的圆钉即可，回收或运输时，卷成圆筒便于携带。本发明装配式拱胎的拱形胎片的跨度和拱高可调、上弦弧度板木材用料少，能够大量采用常规周转材料，其施工方法中拱胎安装与拆除快捷，不需要使用机械台班，避免以往施工方法木材资源消耗较大，机械台班使用较多，拱胎拆除时，胎条上的钢钉容易对施工人员造成扎伤，同时也需要消耗大量的人力资源的问题。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：

图1是热回收焦炉拱顶施工示意图；

图2是传统工艺拱胎示意图；

图3是本发明设置下弦梁伸缩长度示意图；

图4为本发明安装上弦杆示意图；

图5为本发明安装弧度板示意图；

图6为本发明制作胎条整面结构示意图；

图7为本发明支设拱形胎片示意图；

图8为本发明拱形胎片上铺钉胎条整面结构示意图；

图9为本发明固定销的自锁片与销体重合示意图；

图10为本发明固定销的自锁片自然下垂示意图。

图中：10、中心插节；20、矩形套管；21、第一耳板；22、第二耳板；30、中心支撑器；31、圆形套管；32、丝杆；33、调节螺母；40、上弦杆连接头；41、螺纹套管；42、第三耳板；50、斜向支撑器；60、上弦杆；61、弧度板座；62、弧度板；70、斜拉筋板；80、固定销；81、销体；82、销轴；83、自锁片；90、胎条；91、钢丝绳；210、炭化室主墙；220、拱顶结构；230、拱脚；240、脚手架；250、木托架；260、木楔；270、大跨度拱胎；271、上弦弧度板；272、下弦板；273、支撑板。

具体实施方式

为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图详细说明本发明的具体实施方式。

如图3-10所示，为本发明一较佳实施例的一种热回收焦炉装配式拱胎，包括中心插节10、套装于中心插节10两端的矩形套管20、安装于中心插节10上的中心支撑器30、斜向支撑器50、上弦杆60、弧度板62、胎条90。中心插节10及其两端的矩形套管20组成可伸缩的下弦梁，中心插节10与矩形套管20上设有定位孔，通过螺栓定位。中心支撑器30为可伸缩结构，可以根据设计要求调节长度。斜向支撑器50对称安装于中心支撑器30的两侧，斜向支撑器50为可伸缩结构，可以根据设计要求调节长度。斜向支撑器50的下端安装于矩形套管20上，斜向支撑器50的上端一侧通过上弦杆60与中心支撑器30的上端连接、另一侧通过上弦杆60与矩形套管20的端部连接。弧度板62对应安装于上弦杆60的上表面。中心插节10、矩形套管20、中心支撑器30、斜向支撑器50、上弦杆60、弧度板62组成一个拱形胎片，多个拱形胎片通过胎条90相连形成拱胎。

进一步优化，本实施例中，中心支撑器30包括圆形套管31、丝杆32和调节螺母33，调节螺母33设置于圆形套管31与丝杆32之间，丝杆32一端插设于圆形套管31中，圆形套管31下端固定在矩形套管20上，丝杆32下端插设于圆形套管31内，调节螺母33设置于圆形套管31与丝杆32之间，通过旋转调节螺母33来调节丝杆32的伸出长度从而调节中心支撑器30的整体长度。

进一步优化，本实施例中，斜向支撑器50的结构与中心支撑器30相同，包括圆形套管31、丝杆32和调节螺母33，斜向支撑器50的圆形套管31下端与矩形套管20铰接。具体的，斜向支撑器50的圆形套管31下端设有孔，矩形套管20上与孔对应处设置有第一耳板21，第一耳板21与矩形套管20通过螺栓轴连。

进一步优化，本实施例中，中心支撑器30与斜向支撑器50的顶端均安装有上弦杆连接头40，上弦杆连接头40包括螺纹套管41和安装于螺纹套管41两侧的第三耳板42。螺纹套管41套装于丝杆32的上端，第三耳板42通过螺栓与上弦杆60的端部连接。

进一步优化，本实施例中，矩形套管20的端部设有第二耳板22，位于两端的上弦杆60通过螺栓与第二耳板22连接，以形成整体支撑结构。

进一步优化，本实施例中，上弦杆60的上表面安装有弧度板座61，弧度板座61包括u型座体和圆钉孔，弧度板62通过圆钉与弧度板座61固定连接，形成拱形胎片。

进一步优化，本实施例中，装配式拱胎还包括固定销80和斜拉筋板70，相邻拱形胎片之间通过固定销80与斜拉筋板70固定连接：中心支撑器30的圆形套管31管壁上部和下部分别安装一个固定销80，斜拉筋板70的一端与中心支撑器30圆形套管31上部的固定销80连接、另一端与相邻中心支撑器30圆形套管31下部的固定销80连接。

进一步优化，本实施例中，固定销80包括销体81、自锁片83和销轴82，销体81固定安装于中心支撑器30的圆形套管31管壁上，销体81上设有插槽，自锁片83安装在插槽内，通过销轴82与销体81活动连接。自锁片83的两侧重量不平衡，以销轴82为固定点自然下垂，能够快速锁定斜拉筋板70。斜拉筋板70的端部设有通孔，安装时，将自锁片83拨至水平位置，斜拉筋板70的通孔穿过固定销80，然后松开自锁片83，自锁片83以销轴82为固定点自然下垂，快速锁定斜拉筋板70。

进一步优化，本实施例中，胎条90采用钢丝绳91串接成整面结构，整体固定铺设在多个拱形胎片上。整面结构的四个角用圆钉固定。回收或运输时，卷成圆筒便于携带。

本发明还提出上述热回收焦炉装配式拱胎的施工方法，包括以下步骤：

步骤1、如图3所示，根据设计尺寸设置下弦梁伸缩长度。矩形套管20套装在中心插节10上，两侧同步调整伸缩长度且通过螺栓固定，同时确保中心插节10上的中心支撑器30位于下弦梁中心上。在中心支撑器30端部安装上弦杆连接头40，通过调整调节螺母33，设置中心支撑器30长度。

步骤2、如图4所示，将斜向支撑器50底端与第一耳板21连接，斜向支撑器50顶端安装上弦杆连接头40，通过调整调节螺母33，设置斜向支撑器50长度。将多个上弦杆60通过螺栓与上弦杆连接头40和第二耳板22连接形成整体支撑结构。

步骤3、如图5所示，将弧度板62放置在上弦杆60的弧度板座61中，通过圆钉与弧度板座61固定连接，形成拱形胎片。

步骤4、如图6所示，将胎条90统一钻孔，通过钢丝绳91串接成整面结构，通过粘结胶将胎条90固定在钢丝绳91上。

步骤5、如图7所示，在脚手架240上安装木托架250，在木托架250上放置拱形胎片，两两相邻的拱形胎片通过固定销80与斜拉筋板70固定连接成整体，防止拱形胎片倾倒。在拱形胎片与木托架250之间垫木楔260，微调拱形胎片高度，同时确保拱形胎片位于焦炉炭化室的轴线上。

如图9所示，上述固定销80的自锁片83需设置与销体81重合，将斜拉筋板70安装到销体81上。如图10所示，松开自锁片83，自锁片83自然下垂，与销体81形成90°，快速锁定两个相邻的拱形胎片。

步骤6、如图8所示，将整面胎条90结构铺设在拱形胎片上，四个角用圆钉固定在弧度板62上，形成拱胎。

步骤7、拱顶砌筑之前，从两边拱脚230同时向中心对称进行干摆，砖与砖之间通过厚纸板替代砖缝，防止砖缝错牙或三角缝。拱顶砖的放射缝应与半径方向相吻合。确认无误后即可正式砌筑。

步骤8、拱顶砌筑完毕后，先撤走木楔260，使整个拱胎与拱顶砖分离，再取出整面胎条90结构四个角的圆钉，接着逐一拆除斜拉筋板70，拱形胎片成为独立的个体.

步骤9、然后重复步骤5-8即可完成相邻炭化室拱顶的砌筑。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

上面结合附图对本发明的实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，这些均属于本发明的保护之内。