摘要:某选煤厂主厂房土建改造设计度施工方案进行分析,指出经过对框架结构梁柱板等的有效加固,满足了更换新增设备的荷载需要,使用观察满足施工要求。
关键词:选煤厂;主厂房;土建设计
1工程概况
西部某选煤厂主厂房,平面轴线尺寸为28m×56m,柱距7m,高4层。2017年5月开工。2018年10月竣工。现根据生产需要进行改造。
改造内容为将原厂房内一些设备拆除、更瓶,另需增加一些新设备,故需对每层平面进行不同程度的加固补强。各层有梁、板、柱加固和新加梁板、设备基础、预埋大量螺栓、铁件.位置根据设备改造而定。整个工程中,梁柱加固为关键工序.也是土建改造的主要部位。
2主要分项工程施工方案
2.1凿除
采用人工、风镐相结合进行施工。人工凿除包括粱板柱细部、表面活动部分。风镐凿除包括设备基础.地面、梁柱钢筋保护层。
凿除要求:①加固部分原有砼表面打凿成麻坑或沟痕、粗糙凹凸不平的无污染新面层,麻坑沟痕深10rmn,间距50mm,被包的砼棱角打掉,三面或单面加固粱时应将粱的棱角打掉。②对于尚未剥露而失去强度的砼裂块浮石应清除掉。消除应小心,不许破坏结构附近部分。③应对原构件砼存在的蜂窝、空洞等缺陷清理到密变部位,用金属刷刚下净或高压风吹净,特别在焊接处应彻底清除千净。④凡新加的钢筋应在焊接部位把砼保护层打掉,再将原有钢筋的纵向筋剥露出来.剥露出来的断面至少达到一半。⑤对原有构件的钢筋,当钢筋表面受到严重腐蚀时,应消除锈蚀部分,并用金属刷刷干净。
2.2拆除
①墙体拆除前做好临边防护,拆除时不得破坏和影响附近结构。②楼板拆除时,应控制好拆除范同。楼板钢筋按要求预留锚固长度后割除。③整体拆除时,首先搭钢管架子,然后分层机械破坏凿除,最后割除钢筋。
2.3垂直运输及水平运输
主要利用主厂房天车在吊装洞进行材料、砼、砂浆等的垂直运输。水平运输用自卸汽车及自动翻斗车人工配合进行。
2.4模板工程
采用定型钢模板,部分异型处采用木模补充。模板用满堂脚手架钢管支撑,支撑间距1000mm,粱测模斜撑间距600mm,当梁高大于800mm时,在2/3高度范围设置1000mm的对拉片,梁中部起拱0.2%。为确保柱子夺位移,不发生扭曲,采用型钢柱箍,每400mm设一道对拉片。柱子靠粱侧面高度分别在l/3、2/3柱高处斜向拉结。娘粱梁底加固,模板宽度宽出原粱100mm(注另一边平齐),以利丁混凝土浇筑。柱、粱角部加阳角模保护,以保证棱角整齐。模板刷隔离剂。
2.5钢筋、焊接工程
①钢筋有合格证,并复验台格后才可使用。钢筋现场制作,现场绑扎。对接钢筋试验合格后,再开始施焊。②凡施焊的各种钢筋、钢板均应有材质证明书及验报告单,焊条、焊剂应有合格证。③焊条采用F43或E50系列。搭接电弧焊焊缝长度为:单面焊10d,双面焊5d,焊缝高度不得小于6mm,并经试验合格,方可正式施焊。④对所设置的钢筋与原有的钢筋焊接,为保证焊缝的质最和长度,应尽量采用双面焊,但在施工中确有困难时可采用单面焊,焊完后必须将露在表面的焊皮敲掉,用带夹的小平锤敲打,直到焊缝发亮为止,然后再用钢刷刷净。⑤钢筋严格按施工图及实际尺寸准确下料、规范制作,不得随意踏踩钢筋。
2.6砼工程
①水泥采用太原狮头水泥集团公司生产的普通硅酸盐42.5MPa水泥。②砼配合比经试配之后下达通知单,控制好坍落度。③砼采用350L搅拌机现场集中搅拌,机旁有醒目配比牌。配比严格计量,不得随意进行。④预制水泥砂浆垫块,保证钢筋有足够保护层,施工时严禁踏踩,钢筋变位处应及时复位。⑤砼浇筑前将模板上的杂物和钢筋油渍清理干净,加固粱柱板浇注前一天浇水湿润3遍~5遍,充分湿润砼表面。柱浇筑前,应在底部填50mm~100mm与砼成分相同的砂浆,浇筑中不得出现离析。砼用振捣棒均匀振捣.不得漏振。在加固粱等部位振捣棒难以插入处采用人工振捣。无论机械振捣还是人工振捣均要振捣密实,保证砼强度,保证砼密实性。砼初凝后进行二次压面,防止出现裂纹。
⑥加固构件表面在浇筑之前,必须凿掉砼块,将建筑废渣、灰尘等清理干净,用金属刷刷干净,再用压力水冲洗,并保持湿润状态,无压力水时可用压缩空气吹净杂物,再用水冲。⑦砼的拆模:基础砼柱以不损坏棱角为拆模时间,其余待砼强度达到75%以上再进行拆模。⑧砼养护:拆模后养护用草袋覆盖其表面,初凝后开始浇水,至少7d保持湿润。
2.7脚手架工程
采用钢管脚手架。框架柱周边为尊排架,外架兼作为施工安全防护,框架柱内设满堂架。
3土建设计中的空间布置
厂房内主要动力设备跳汰机和振动筛等布置在③一⑧轴线之间,而结构的刚度在④一⑧轴线部分较大,显然各项扰力的合力作用线基本上可以通过结构的刚度中心,于是主厂房有可能引起横向及纵向水平振动,而不会伴有水平回转振动。
投产后主厂房周边的振动基本上感觉不到。为了消除和降低有可能产生的横向及纵向水平振动,设计中尽量使结构的自振频率与机器的运转频率错开,从而避开共振。
在支承跳汰机的楼面上,沿着支承梁将楼板切开,减少它们的侧向刚度,藉以增加阻尼并减少传递到承重框架上的水平扰力。至于结构的垂直振动,其影响只限于楼面的局部范围,且振动很轻微,基本感觉不到。动力设备产生的振动及噪音,往往影响和干扰周围环境,妨碍操作人员的正常工作,影响精密仪器的精度。所以将对振动较为敏感的房屋,如:主控制室、配电室、调度室布置在没有较大的动力设备的楼层里,并且在屋顶及墙壁均做了隔音处理,以尽量减少其影响。对于能移出主厂房的房间,如:化验室、煤样室则移出主厂房另行布置。
4本工程设计的特点
根据众多振动设备,又处地震区,本工程采用现浇钢筋混凝土框架结构是合理的。浮选车间要求采用21×21m较大空间的布置方式。其方案选择可以是予应力钢筋混凝土屋架;钢屋架;钢网架。经多方案比较,决定采用钢网架方案。它具有以下优点:
①基本适合象21x21m这样较大跨度的结构;
②结构刚度大,受力合理,经济效果好;
③钢网架可大大减少结构的变形、减少结构失稳的可能性;
④采用钢筋混凝土屋面板、卷材防水,防水性能可靠,且造价远低于其他屋面。钢网架在有吊车的工业厂房中使用,尚属首次,这为生产提供了很大方便。选煤厂主厂房中,经常布置具有较大动荷载的机器设备,在动力设备荷载作用下,楼板、梁等结构布置不合理,常常会出现烈缝,严重的可产生很大振动,以致影响正常生产。
5加固使用效果
该工程开工时间为2017年3月10日,竣工时间为2018年11月20日(包括安装),目前已正式投产使用。经过3个月的使用、观察,加固效果满足要求.设计及施工方案值得在同类工程加固中推广使用。
参考文献
[1]李星龙,聂志峰,韩汝军. 基于ANSYS的选煤厂主厂房模态分析[J]. 选煤技术,2013(01):72-74+78.
[2]何志鹏. 选煤厂主厂房振动分析与控制措施[J]. 选煤技术,2016(03):18-21.
[3]许涛,刘宏. 选煤厂主厂房的防振动设计[J]. 工业建筑,2010,40(S1):217-218.
[4]李远. 浅谈选煤厂主厂房结构设计[J]. 山东煤炭科技,2010(05):95-96.
[5]高红珍. 选煤厂主厂房结构设计中的振动荷载问题[J]. 煤炭工程,2003(05):26-27.
[6]田洲. 选煤厂主厂房加固改造设计和施工方案[J]. 水力采煤与管道运输,2018(03):58-59.
[7]肖磊. 论古城选煤厂主厂房设备安装中吊装器具的选用[J]. 煤,2018,27(12):59+67.