某單位在冷卻塔施工中使用1臺鄭州機械設計研究所的ZTQ240自升式塔機(折臂塔機)和1臺升降機配合進行塔筒的施工。ZTQ240自升式塔機最大起重量8t,最大起升高度142.2m(折臂工況),折臂高度范圍3.5~26m。因該塔機的起重臂能夠折臂,所以在雙曲線冷卻塔的施工中,不受塔筒曲線變化的影響。當塔身高度一定時,通過折臂提高塔機的施工高度,滿足塔筒向上施工;在冷卻塔施工完成后不因冷卻塔的“喉部”半徑小而影響其降塔拆除。該塔機在組裝過程中必須確定安裝方向,防止塔機在完成冷卻塔施工后因冷卻塔“喉部”的影響不能正常的拆卸。該塔機通過自身的液壓系統作用于套架頂升,再通過自帶的引進小車進行標準節的吊裝,最后通過抱瓦鎖緊完成塔機的高度升高。拆卸過程是安裝過程的“反過程”。其中液壓系統頂升作業時必須正對該塔機的尾部配重,才能保證頂升過程的平衡。
1 拆除方案的選擇
冷卻塔施工安裝塔機時沒有意識到安裝方向問題,當塔機的底座及基礎節安裝完成后發現安裝方向有問題,即油缸位置應在B面,但實際上裝在了A面,與正確安裝方向正好偏差180°,見圖1。
但考慮到換向麻煩及施工工期等原因,沒有及時的進行調向;而且通過計算認為當折臂到90°時,可以在拆除時偏轉拆除中心線5°就可以“繞開”塔筒喉部位置完成拆除。經過了幾個月施工,塔筒高度已超過喉部,塔機完成了它的施工任務,后續塔筒施工用升降機進行。此時需拆除塔機,在進行塔機的拆除時發現拆除過程根本不是原設想的情況,無法拆除塔機。
當時塔機總高度已經超過90m,并且在75m左右安裝了一道附著,而現場的120t汽車起重機不能滿足要求;另該塔機在冷卻塔內部,周圍有循環泵房及管線橋架,不可能將起升高度和起重量大的起重機如350t履帶起重機布置作業。
考慮了幾種方案:①按照已成型的安裝方式進行拆除,即頂升液壓系統與尾部配重保持原180°的偏差;②將吊臂旋轉到長空間,讓吊臂與頂升液壓系統成90°偏差;③使吊臂與液壓頂升系統偏差5°進行拆除;④將吊臂前部約5m左右切斷,保證尾部配重與液壓頂升系統在一個方向上進行拆除。
在前面的幾種方案中,第1~3種方案都不能保證液壓頂升油缸和配重在同一中線上,不能夠保持塔機的平衡。對第3種方案進行了試驗,發現偏轉根本不是計算的5°,而是偏離7°~8°。
通過詳細計算,要使塔身達到拆塔中線位置,塔機的吊臂長出3.5m,即塔機折臂90°后的回轉半徑超過塔筒喉部半徑約3.5m。通過試驗,在此偏離情況下進行液壓油缸的頂升作業,不能保證塔身的平衡,所以不能通過這種方式拆除塔機。
最終為保證塔機安全的拆除,只有采取第4種辦法,即將塔機吊臂前端部切掉一部分,讓塔機能夠回轉到配重與頂升油缸在同一軸線上進行拆除。
2 拆除難點
運用第4種方法需要解決幾個難題:①如何安全的將吊臂切斷并放到地面?②如何切割吊臂才能盡可能的減少對吊臂結構的破壞?③如何在吊臂前端切割后剩余部分能夠使用小車,并保證小車能正常的工作,完成后續降塔拆除作業?④拆除以后,吊臂的恢復該采取怎樣的方式焊接?
以下是針對4個難題的解決方案。
1)利用冷卻塔施工升降機所搭設的腳手架,在塔機吊臂回轉到升降機的腳手架位置搭設一個作業平臺,并利用腳手架作為切割下的5m長吊臂的支撐位置,手拉葫蘆固定在腳手架上,切割后將吊臂放于平臺上,利用升降機放置于地面。通過計算,切割下來的5m吊臂重量約250kg,而腳手架可承受350kg/m2的力,冷卻塔施工升降機可以運送700kg。
2)在進行切割時不能讓吊臂結構件的切割點處于同一平面,必須將切割點分開,即將吊臂切割成樹杈狀。
3)在切割前將吊臂小車牽引鋼絲繩的前端固定滑輪后移,讓出需切割的長度,即通過縮短小車牽引鋼絲繩的長度,減小其工作范圍達到目的。
4)通過專業焊接人員焊接并采取保溫等熱處理辦法,并在不影響小車運行軌道的平整度的地方加焊筋板。
3 拆除流程與計算
塔機拆除施工前對相關施工人員和監督人員進行安全技術交底,并加強作業過程中的監控,按照正常的降塔作業進行塔機的拆除,其中起重小臂、大臂、機臺拆除使用了120t汽車起重機和50t汽車起重機。其流程是:折臂和降塔→附著拆除和降塔→拆除起重大、小臂及附件→拆除機臺及附件→拆除上轉臺及駕駛室→拆除頂升套架→拆除最后標準節和基礎節→轉運。