一种百米高筒体铁质烟囱钢架整体吊装装置的制作方法

本实用新型涉及建筑安装领域，尤其涉及一种百米高筒体铁质烟囱钢架整体吊装装置。

背景技术：

百米级的烟囱属于高耸结构，由于施工场地的周围均是厂房建筑，设备密集，施工场地狭小，对大型吊装造成很大影响，无法找到有效吊装位置，大型吊车将无法入场进行大型吊装施工。如采用塔吊单一单元吊装，虽然可以节省大量空间，但是塔吊效率低，将会花费高额成本，延长施工工期，且施工全部位于高空，安全难以保证。

因此，对于一些厂房的烟囱改造工程中，由于周围均是厂房或者建筑物等，一般空间比较小，而对于现有的百米级的钢制烟囱安装是非常困难的，需要设计一种吊装装置及工艺解决这样的技术问题。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种百米高筒体铁质烟囱钢架整体吊装装置，解决现有百米高筒体铁质烟囱在密集的建筑厂房内安装困难的技术问题。

一种百米高筒体铁质烟囱钢架整体吊装装置，包括地基桩、地基板、基墩、第一部分钢架、第二部分钢架和第三部分钢架，所述地基桩打地基底部，所述地基板铺设在若干根地基桩上，所述基墩设置在地基板上，所述第一部分钢架安装在基墩上，所述第二部分钢架固定安装在第一部分钢架的顶部，所述第三部分钢架固定安装在第二部分钢架的顶部。

进一步地，所述基墩包括混泥土基墩、螺纹钢、埋板、固定横杆、外套钢管、内套加强钢管、环板和固定安装箱，所述螺纹钢和埋板埋设在混泥土基墩内，所述埋板通过螺纹固定在若干根螺纹钢的顶部，所述外套钢管的下端埋设在混泥土基墩内，且固定在埋板上，所述固定横杆固定设置在外套钢管埋设在混泥土基墩内部分的外部侧边上，所述固定横杆设置为“t”型钢结构，“t”型钢结构底部焊接在外套钢管的侧边，所述内套加强钢管套入外套钢管内，所述环板套设在外套钢管的外侧，且固定在混泥土基墩的顶端，所述固定安装箱套在外套钢管的外侧，且固定在环板上。

进一步地，所述第一部分钢架和第二部分钢架均是由若干节逐渐变小的单节钢架组成，所述第三部分钢架由若干节等大的单节钢架组成。

进一步地，单节钢架包括四根柱结构管、斜撑、横撑和平台结构板，所述四根柱结构管均竖向倾斜设置，构成梯台的四角支撑杆结构，斜撑交叉设置在两根柱结构管构成的侧面上，所述横撑平行设置在柱结构管的顶部，所述平台结构板设置在四根横撑构成框结构的内侧，且平台结构板设置有烟囱孔。

进一步地，本实用新型还包括烟囱起吊装置，所述烟囱起吊装置包括支撑架、电动葫芦、链条、烟囱悬吊加强板和烟囱悬吊圈，所述支撑架固定设置在第一部分钢架底端的内部，所述电动葫芦固定在支撑架上，所述链条一端与电动葫芦连接，另一端挂在烟囱悬吊圈上，所述烟囱悬吊加强板固定焊接在烟囱的外侧，若干块烟囱悬吊加强板等间距设置在烟囱外侧的同一条水平线上，所述烟囱悬吊圈锁紧在烟囱的外侧，并设置在若干块烟囱悬吊加强板的底部。

进一步地，本实用新型还包括防晃装置，所述防晃装置设置在烟囱孔的侧边上，所述防晃装置由四个垂直导向滚轮构成，一个垂直导向滚轮设置在烟囱孔的一个侧边上，相对两个垂直导向滚轮的距离与烟囱直径相等。

本实用新型采用了上述技术方案，本实用新型具有以下技术效果：

本实用新型的百米烟囱及外部钢制桁架吊装施工工艺可以运用在大型高耸钢结构安装施工中，工艺简单，安全可靠，节约施工成本，底部葫芦提升全部操作位于地上，方便安装与维护，面对突发情况操作性更高，更加安全，底部提升采用提升装置为电动葫芦，结构简单，方便维护，同时设置了防晃动装置，可以有效的防止在实际焊接过程中出现的晃动情况。

附图说明

图1是本实用新型的吊装装置的整体结构示意图。

图2是本实用新型的基底结构示意图。

图3是本实用新型的基墩剖视图。

图4是本实用新型的单节钢架结构示意图。

图5是本实用新型的烟囱吊装结构示意图。

图6是本实用新型的烟囱起吊加强板结构示意图。

图7是本实用新型的防晃动滚轮结构示意图。

图8是本实用新型的钢架吊装程序图。

图9是本实用新型的烟囱筒体起升前后对比图。

图10是本实用新型的葫芦挂点分布图。

图11是本实用新型的烟囱夹紧装置结构示意图。

图12是本实用新型的内外筒体吊装顺序示意图。

图13是本实用新型的烟囱内外筒体连接板焊接位置图。

图14是图11的a-a图。

图中标号：1、地基桩；2、地基板；3、基墩；3.1、混泥土基墩；3.2、螺纹钢；3.3、埋板；3.4、固定横杆；3.5、外套钢管；3.6、内套加强钢管；3.7、环板；3.8、固定安装箱；4、第一部分钢架；4.1、柱结构管；4.2、斜撑；4.3、横撑；4.4、平台结构板；5、第二部分钢架；6、第三部分钢架；7、烟囱起吊装置；7.1、电动葫芦；7.2、链条；7.3、烟囱悬吊加强板；7.4、烟囱悬吊圈；8、烟囱；8.1、外筒；8.2、内筒；9、防晃装置。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，举出优选实施例，对本实用新型进一步详细说明。然而，需要说明的是，说明书中列出的许多细节仅仅是为了使读者对本实用新型的一个或多个方面有一个透彻的理解，即便没有这些特定的细节也可以实现本实用新型的这些方面。

如图1-2所示，本实用新型一种百米高筒体铁质烟囱钢架整体吊装装置，包括地基桩1、地基板2、基墩3、第一部分钢架4、第二部分钢架5和第三部分钢架6，所述地基桩1打地基底部，所述地基板2铺设在若干根地基桩1上，所述基墩3设置在地基板2上，所述第一部分钢架4安装在基墩3上，所述第二部分钢架5固定安装在第一部分钢架4的顶部，所述第三部分钢架6固定安装在第二部分钢架5的顶部。地基桩1打16根，地基板2使用砂石和混泥土制成，厚度大概半米。

如图3所示，所述基墩3包括混泥土基墩3.1、螺纹钢3.2、埋板3.3、固定横杆3.4、外套钢管3.5、内套加强钢管3.6、环板3.7和固定安装箱3.8，所述螺纹钢3.2和埋板3.3埋设在混泥土基墩3.1内，所述埋板3.3通过螺纹固定在若干根螺纹钢3.2的顶部，所述外套钢管3.5的下端埋设在混泥土基墩3.1内，且固定在埋板3.3上，所述固定横杆3.4固定设置在外套钢管3.5埋设在混泥土基墩3.1内部分的外部侧边上，所述固定横杆3.4设置为“t”型钢结构，“t”型钢结构底部焊接在外套钢管3.5的侧边，所述内套加强钢管3.6套入外套钢管3.5内，所述环板3.7套设在外套钢管3.5的外侧，且固定在混泥土基墩3.1的顶端，所述固定安装箱3.8套在外套钢管3.5的外侧，且固定在环板3.7上。

如图4所示，所述第一部分钢架4和第二部分钢架5均是由若干节逐渐变小的单节钢架组成，所述第三部分钢架6由若干节等大的单节钢架组成。

单节钢架包括四根柱结构管4.1、斜撑4.2、横撑4.3和平台结构板4.4，所述四根柱结构管4.1均竖向倾斜设置，构成梯台的四角支撑杆结构，斜撑4.2交叉设置在两根柱结构管4.1构成的侧面上，所述横撑4.3平行设置在柱结构管4.1的顶部，所述平台结构板4.4设置在四根横撑4.3构成框结构的内侧，且平台结构板4.4设置有烟囱孔。

如图5-6所示，所述烟囱起吊装置7包括支撑架、电动葫芦7.1、链条7.2、烟囱悬吊加强板7.3和烟囱悬吊圈7.4，所述支撑架固定设置在第一部分钢架4底端的内部，所述电动葫芦7.1固定在支撑架上，所述链条7.2一端与电动葫芦7.1连接，另一端挂在烟囱悬吊圈7.4上，所述烟囱悬吊加强板7.3固定焊接在烟囱的外侧，若干块烟囱悬吊加强板7.3等间距设置在烟囱外侧的同一条水平线上，所述烟囱悬吊圈7.4锁紧在烟囱的外侧，并设置在若干块烟囱悬吊加强板7.3的底部。

如图7所示，所述防晃装置9设置在烟囱孔的侧边上，所述防晃装置9由四个垂直导向滚轮构成，一个垂直导向滚轮设置在烟囱孔的一个侧边上，相对两个垂直导向滚轮的距离与烟囱直径相等。

如图8-13所示，一种百米高筒体铁质烟囱钢架整体吊装过程为，烟囱钢架分为三部分，第一部分为0-35m，第二部分为35-65m，第三部分分为65-95m。第一，第二部分采用qay300a全地面起重机进行吊装，第三部分采用qay500a全地面起重机进行吊装。

③烟囱筒体采用倒装法，利用十吨电动葫芦提升筒圈，0-35m使用8个电动葫芦，35-65m采用10个电动葫芦，65-100m采用12个电动葫芦。

烟囱外部钢制桁架吊装，主要分为三个步骤：

1.钢架组拼：将型材按照设计图纸，组拼成烟囱钢架，并做好除锈防腐工作，平台爬梯的安装。

2.钢架吊装：将制作完成的钢架利用吊车吊装至安装位置。

3.钢架对接：将钢架焊接在已就位的钢架上，对接点分为：0米层钢架与基础预埋件对接；35米层：第一部分和第二部分对接；65米层：第二部分和第三部分对接。

钢架组拼步骤为：1.制作上下两面钢架平面。2.制作左右两面钢架立柱。3.将上部钢架平面吊装焊接至左右钢架平面立柱处。4.制作左右两面钢架平面斜撑。5.制作平台。

钢架分为三部分，重量分别为第一部分42吨，第二部分25吨，第三部分16吨。

钢架吊装分为四个步骤：

将钢架从水平卧倒状态吊装至垂直状态，分别采用一台300吨和一台100吨全路面起重机完成作业。将垂直状态的钢架吊装至安装位置，测量安装尺寸，保证误差在设计及规范范围内，对安装好的钢架进行焊接。

每部分钢架安装完后需测量顶部四角标高，保证四角标高处于同一高度，为下次吊装对接做准备。对接前复测四角标高，保证安装精度，第三部分吊装至安装位置后时应使用经纬仪测量第三部分垂直度。

用10t电动葫芦提升已焊接完成的筒体，0-35米使用8个10t电动葫芦同时提升，35-65米使用10个10t电动葫芦同时提升，65-100米使用12个10t电动葫芦同时提升。每次提升高度约为2米。

烟囱筒体起升夹紧装置，烟囱起升夹紧装置为胀圈，主要有200槽钢和m24×120(4套)螺栓组成，烟囱筒体起升时，拧紧螺栓，并在烟囱筒体不同位置焊接加强筋板(20mm)，保证起升时筒体不会从胀圈中脱落。烟囱筒体提升至指定位置，使用运货小车将新筒体运至底部，稍微落下提升筒体与新筒体进行焊接，焊接增加筒体完成后，将胀圈松开，割掉加强筋板，重复该步骤直至烟囱到达100米。吊钩挂点使用20mm厚钢板，

烟囱内外筒体提升顺序：

①将预先制作好的碳钢外筒体(φ2110×2000)和不锈钢内筒体(φ2000×1500)套在一起，利用运货小车将套在一起的筒体运至已经提升到位的烟囱底部。

②将提升起的筒体稍微下落，保证焊接间隙在3-5mm之间进行焊接。首先焊接外筒体内壁。

③用手拉葫芦将不锈钢内筒体提升至焊接位置，焊接不锈钢筒体内壁。

最后焊接外筒体外壁，内筒体和外筒体之间使用连接板进行连接(3mm，每隔8米增加一次)，使其合为一体，保证内外筒体提升时内筒体不会脱落，保证施工安全。

该倒装方法采用葫芦从底部进行提升与顶部液压提升方法对比有以下优点：

顶部液压提升装置位于高空，若该工程采用顶部提升，烟囱钢架顶部宽度为3.5米×3.5米，空间狭小，液压提升装置难以安装及维护。

底部葫芦提升全部操作位于地上，方便安装与维护，面对突发情况操作性更高，更加安全。

底部提升采用提升装置为电动葫芦，结构简单，方便维护。液压提升装置构件复杂，安装、维护不便。

但底部提升稳定性差，当烟囱达到一定高度，容易产生晃动，和外部钢架发生碰撞，存在安全隐患。因此必须加上防晃装置。

由于烟囱筒体直径只有2米，而高度为100米，高宽比为50：1，属于细长高耸结构，倒装提升部位为烟囱底部，在倒装提升过程中若不采用防晃装置，当烟囱提升至一定高度时(35米)，烟囱的晃动角度将无法达到安全晃动角度，撞击外部钢结构，若碰上大风天气施工安全难以保障。防晃装置分别安装于35米层平台和55米层平台处。

防晃装置由四个垂直导向轮组成，既可以保证烟囱在提升过程中倾斜角度在安全范围内，又可以保证烟囱由于风力左右晃动。这样既可保证烟囱筒体的顺利提升，又可以保证提升葫芦的均匀受力。

在实际应用中，以寿光晨鸣造纸助剂厂为例，100米烟囱及外部钢制桁架吊装施工工艺达到了高效、安全、节约成本的效果。该施工方法95％的施工位于地面施工，大大减少了高空作业的几率，增加了施工的安全性和可靠性。该施工工艺适应各种施工环境，占用场地小，设备操作简单，维护方便。钢架施工阶段，施工人员主要分为：铆工2人，防腐油漆4人，焊工9人。筒体施工阶段施工人员分为：铆工2人，防腐油漆2人，焊工3人。

由于该烟囱属于高耸结构，周围厂房建筑，设备密集，施工场地狭小，位于铁路沿线，对大型吊装造成很大影响，若无法找到有效吊装位置，大型吊车将无法入场进行大型吊装施工。如采用塔吊单一单元吊装，虽然可以节省大量空间，但是塔吊效率低，将会花费高额成本，延长施工工期，且施工全部位于高空，安全难以保证。

寿光晨鸣造纸助剂厂100米高铁质烟囱工程，烟囱钢结构分为三部分，采用分段(三段)吊装方法，烟囱筒体以安装就位的钢结构桁架作为倒装基础，采用倒装法安装。该施工方法95％的施工位于地面施工，大大减少了高空施工的几率，增加了施工的安全性和可靠性。项目对高耸结构制作安装工艺进行总结，为今后高耸结构制作安装工艺提供技术参考。寿光晨鸣造纸助剂厂100米高铁质烟囱为瑞士炉废气排放设备，该烟囱外部钢架为椎体加长方体结构，0-65米为椎体桁架结构，0米层(基础层)长宽为10米，65米长宽为3.5米，65米-95米为长方体桁架结构，烟囱本体包括：碳钢外筒体直径2110mm，不锈钢内筒体直径2000mm。烟囱筒体为钢卷板，碳钢部分筒体高为2米，共50个筒体，不锈钢部分筒体高为1.5米共67个筒体。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。