主題：上海外高橋第三發(fā)電廠塔式爐鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)和安裝
內(nèi)容：通過(guò)對(duì)塔式爐鋼結(jié)構(gòu)特點(diǎn)的介紹，針對(duì)外高橋第三發(fā)電廠一號(hào)爐鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中遇到的技術(shù)問(wèn)題進(jìn)行討論，為今后同類(lèi)項(xiàng)目的鋼結(jié)構(gòu)工程提供參考。
1、工程概況
由上海鍋爐廠有限公司制造的上海外高橋第三發(fā)電廠2×100OMW超臨界機(jī)組的鍋爐采用了德國(guó)ALSTOM公司的塔式鍋爐技術(shù)。作為配套內(nèi)容，大型塔式爐的鋼結(jié)構(gòu)在德方的技術(shù)支持下，由上海鍋爐廠有限公司負(fù)責(zé)設(shè)計(jì)工作�！ �
大型塔式鍋爐鋼結(jié)構(gòu)為露天布置、獨(dú)立式全鋼結(jié)構(gòu)，包括主鋼框架(含爐頂鋼框架)、輔鋼框架(爐前平臺(tái)、爐左右兩側(cè)平臺(tái))、樓梯間和空氣預(yù)熱器鋼框架。在爐頂鋼框架上部設(shè)置有防雨輕型屋頂結(jié)構(gòu)�！ �
主鋼框架和輔鋼框架總占地寬度約51m，長(zhǎng)度為4Om，屋頂頂面標(biāo)高約為132.O00m，用鋼量約為11000t。輔鋼框架下部爐前平臺(tái)與煤倉(cāng)間共用一排立柱，減小了鍋爐島的占地面積。下部爐前平臺(tái)的水平力均由主鋼框架的主梁和立柱承受，煤倉(cāng)間柱僅承受豎向荷載。空氣預(yù)熱器鋼框架為相對(duì)于主鋼框架獨(dú)立的穩(wěn)定框架結(jié)構(gòu)，其分為3個(gè)部分:中心部分用于支承從爐頂?shù)跸聛?lái)的煙道，兩側(cè)部分用來(lái)支承空氣預(yù)熱器，其標(biāo)高在0.000-39.300m。
2、主鋼框架和爐頂鋼框架
主鋼框架作為塔式鍋爐的主要受力結(jié)構(gòu)，它是由一個(gè)筒式框架組成的穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，既承受鍋爐設(shè)備的豎向荷載，也是傳遞水平力的主要結(jié)構(gòu)。兩側(cè)的輔鋼框架、爐前輔鋼框架和鋼平臺(tái)依附在筒式框架上。塔式鍋爐主鋼框架特點(diǎn)之一是只要將主鋼框架、爐頂平臺(tái)、大板梁及其析架安裝完畢，就可以開(kāi)始吊裝受熱面。安裝輔鋼框架平臺(tái)和吊裝受熱面可以同時(shí)進(jìn)行，縮短安裝周期�！�
主鋼框架的構(gòu)件斷面均為大規(guī)格箱型截面，主要包括:4根主柱，20個(gè)主梁和40個(gè)立面斜撐。主鋼框架5層主梁的梁面標(biāo)高為22.490、49.990、70.490、100.490、121.19Om。每層主梁及與其連接的主立柱和主斜撐構(gòu)成了主鋼框架的5個(gè)安裝層。每層主梁所在平面同時(shí)也是輔鋼框架的5層剛性平面。主梁需要承受鍋爐懸吊荷載向下傳遞的內(nèi)力和彎矩，鍋爐的導(dǎo)向力通過(guò)剛性梁的導(dǎo)向結(jié)構(gòu)直接作用在主梁側(cè)面，同時(shí)承受輔鋼框架平面的豎向和水平荷載，輔鋼框架內(nèi)的管道導(dǎo)向、限位、風(fēng)荷載和地震荷載均需傳遞到剛性平面再到主梁，最終由主鋼框架承載。塔式鍋爐箱型柱內(nèi)部布置直梯，并在立柱與平面梁上方開(kāi)人孔，主梁可作為安裝時(shí)的臨時(shí)平臺(tái)，這樣主鋼框架自身形成一個(gè)完整安裝通道�！�
主梁和主斜撐的規(guī)格均為寬900mm的箱形截面。選定900mm的寬度既可獲得適當(dāng)高度的截面，也可保證內(nèi)部焊接加勁肋后保留約450mm寬度的人孔，以便內(nèi)部焊接施工�！�
四根主立柱高度均為121.2m，其中0-106.5m均為25OOmm×25OOmm的截面，板厚從50mm逐步過(guò)渡到35mm。每根分為8個(gè)安裝段，其分段標(biāo)高為:13.000、27.500、45.470、59.000、75.000、94.000、106.500、121.19Om，分段的目的是考慮安裝起重能力，將每個(gè)分段重量控制在1MN內(nèi)。
爐頂大板梁鉸接于121.200m標(biāo)高的主梁上表面，大板梁高度為7.25m。兩根大板梁間通過(guò)9根次梁與爐頂支撐析架構(gòu)成了完整的框架體系，用于承受懸吊鍋爐荷載。塔式爐的受熱面采用懸掛式布置將所有管束通過(guò)懸吊裝置吊于爐頂;在前后墻各布置4排外部懸吊管，所有的集箱(除水冷壁中間集箱外)均布置在前后墻，集箱均懸吊在其所處位置外部的懸吊管和水冷壁上，外部懸吊管和水冷壁都懸掛在爐頂大板梁上;煙道自鍋爐頂部引出，通過(guò)懸臂結(jié)構(gòu)傳力至爐頂大板梁;鍋爐范圍內(nèi)的4大管道和煙、風(fēng)、煤粉管道部分吊于鍋爐主框架上，大部分吊于鍋爐的輔助鋼架上�！ �
大板梁截面采用Ⅱ型疊置截面，截面全高為725Omm，其中上部截面高度為375Omm，下部截面高度為35OOmm。大板梁的兩支座端板中心線間距為31500mm。在爐前設(shè)有懸掛爐前平臺(tái)吊桿的懸挑段，挑出長(zhǎng)度為7875mm，平面內(nèi)傾斜布置。在爐后設(shè)有懸掛爐后煙道的懸挑段，挑出長(zhǎng)度為8300mm。次梁采用Ⅱ型截面，截面高約為3000mm，長(zhǎng)為2148Omm，兩端分別連接于大板梁上部。次梁的上表面與大板梁上表面為同一標(biāo)高。爐頂支撐桁架共兩榀，左右兩端分別連接于兩根大板梁支座端板上。爐頂支撐桁架支撐在兩根大板梁間以保證爐頂鋼框架的整體穩(wěn)定。受熱面吊桿穿過(guò)大板梁和次梁的上翼緣。上翼緣蓋有70mm厚的墊板，用來(lái)直接支承吊桿彈簧支座�！ �
3、輔鋼框架
3.1 爐前平臺(tái)鋼結(jié)構(gòu)
在22.5、50m標(biāo)高處的平面分別為一榀平面桁架，一側(cè)與同一標(biāo)高處的主鋼框架前側(cè)的主柱相連，另一側(cè)與同一標(biāo)高處的煤倉(cāng)間主柱相連。與煤倉(cāng)間柱子的連接采用滑動(dòng)支座，應(yīng)只控制豎向的位移，而在水平方向可以自由移動(dòng)�！�
標(biāo)高70.500~100.50Om間的框架結(jié)構(gòu)通過(guò)兩個(gè)豎向拉桿懸吊于屋頂大板梁前部懸臂端。這個(gè)結(jié)構(gòu)由主吊桿、梁(在100.500、70.5OOm標(biāo)高處與主梁連接)及豎向和水平支撐組成�！ �
3.2 左右兩側(cè)平臺(tái)鋼結(jié)構(gòu)
下部結(jié)構(gòu)為一個(gè)剛性框架。在立面上每側(cè)有6個(gè)從地面到柱頂標(biāo)高約70.500m的柱子。在22.500、50.000m標(biāo)高處，每一側(cè)每一層都有6根梁與這些柱連接，梁的另一端支撐在相應(yīng)的主鋼框架的大梁或柱子上。
上部結(jié)構(gòu)為每側(cè)均有充分支撐的框架結(jié)構(gòu)。在立面上每側(cè)有6個(gè)主吊桿，并通過(guò)立面上的斜撐形成穩(wěn)定的立面框架。該立面框架在121.200m標(biāo)高處通過(guò)兩個(gè)斜拉桿連接在主鋼框架的主柱上。上部輔鋼框架在兩層標(biāo)高分別為70.500、100.500m的剛性平面獲得水平支撐，與主鋼框架的梁和柱相連。
在立面上每側(cè)有上部的6個(gè)主吊桿和下部的6個(gè)立柱。每個(gè)吊桿與相應(yīng)的立柱在約70.500m標(biāo)高處連接。連接方式為水平方向互相限位，但豎直方向可以相互自由移動(dòng)�！ �
3.3 后部煙道支撐結(jié)構(gòu)
在約93.170m(梁頂面)標(biāo)高處，設(shè)有一根箱型梁用于煙道的水平限位。這根梁連接兩根主立柱間。煙道的下部水平限位梁為主鋼架49.990m標(biāo)高的主梁，不再單獨(dú)設(shè)置限位梁。
3.4 樓梯間和電梯井
在鍋爐兩側(cè)爐前設(shè)有獨(dú)立的樓梯間。樓梯間在22.500、50.000、70.500、100.500和118.200m標(biāo)高處設(shè)有水平支撐。在每個(gè)�？繉泳辛号c輔鋼框架立柱相連。在靠近集控樓一側(cè)，每臺(tái)鍋爐設(shè)置有兩部電梯，電梯井與樓梯間合為一個(gè)獨(dú)立的框架結(jié)構(gòu)。樓梯間、電梯井平臺(tái)與輔鋼框架平臺(tái)組成一個(gè)供鍋爐維護(hù)、監(jiān)督和檢修用的通道系統(tǒng)�！ �
3.5規(guī)范的選用
采用《AISC建筑鋼結(jié)構(gòu)規(guī)范2005年版》第M章:工廠制造、現(xiàn)場(chǎng)安裝和質(zhì)量控制，《AISC建筑和橋梁鋼結(jié)構(gòu)規(guī)程2005版》第7篇:鋼結(jié)構(gòu)現(xiàn)場(chǎng)安裝。對(duì)于上述規(guī)范中未作明確規(guī)定的，按照《鋼結(jié)構(gòu)施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》(GB50205-2001)及《電力建設(shè)施工及驗(yàn)收技術(shù)規(guī)范——鍋爐機(jī)組篇》(DL/T5047-95)執(zhí)行�！�
3.6計(jì)算荷載
鍋爐鋼框架在建模計(jì)算時(shí)，一般只考慮靜載、活載、風(fēng)載和地震載荷的影響。而外高橋項(xiàng)目的計(jì)算不但要考慮以上荷載還要考慮灰荷載、壓力波動(dòng)荷載、爆破荷載、摩擦力、動(dòng)載荷、檢修載荷、試驗(yàn)載荷以及熱膨脹荷載。主要考慮的荷載有:a.靜荷載:結(jié)構(gòu)自重、設(shè)備荷載等。b.活荷載:樓層檢修荷載、水壓試驗(yàn)、雪荷載、設(shè)備動(dòng)力荷載、溫度荷載。c.風(fēng)荷載:基本風(fēng)速41.0m/s、重要性系數(shù)I=1.15、暴露系數(shù)C。d.地震作用:場(chǎng)地類(lèi)別2A、地震場(chǎng)地系數(shù)Z=0.15、場(chǎng)地系數(shù)S4=2.0、結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)I=1、結(jié)構(gòu)系數(shù)RW=6�！ �
4、設(shè)計(jì)過(guò)程中的技術(shù)難點(diǎn)及分析
4.1 主立柱
4.1.1 主立柱的材料
在設(shè)計(jì)初期，考慮全部使用Q345-B鋼材。但是國(guó)內(nèi)的鋼材標(biāo)準(zhǔn)受到加工工藝水平的限制，厚板的容許應(yīng)力隨著厚度的增加相應(yīng)折減。所以經(jīng)初步計(jì)算，從經(jīng)濟(jì)性和可行性方面反復(fù)推敲，最后在0.000-5O.000m的標(biāo)高段主立柱及其他關(guān)鍵部位采用了國(guó)產(chǎn)A572-Gr5O鋼板，主立柱板厚為5Omm�！ �
從吊機(jī)的起吊能力和經(jīng)濟(jì)性出發(fā)，經(jīng)過(guò)多次優(yōu)化和比對(duì)，限制了板厚規(guī)格。A572板材選用規(guī)格種類(lèi)主要控制在50、70、100mm等幾種，降低了制造、運(yùn)輸、安裝的成本難度�！ �
4.1.2 主立柱截面的選取
主立柱需要承受非常大的荷載，其截面的選取對(duì)主鋼框架的設(shè)計(jì)至關(guān)重要。根據(jù)最終的整體結(jié)構(gòu)分析結(jié)果，主立柱基本荷載約為:靜載63kN、活載24kN、風(fēng)載43kN和地震荷載28kN，因此實(shí)際選取最不利工況下的荷載組合為112.6kN。每根立柱均需要受到X向和Y向的彎矩，且兩個(gè)方向的內(nèi)力組合基本相同。這一特性決定了立柱的截面特性需要X向和Y向的慣性矩及抗彎模量基本相同，正方形的箱形柱完全符合這一要求�！ �
為保證足夠的慣性矩和抗彎模量，并將板厚控制在合理的范圍內(nèi)，決定采用2500mm×2500mm的截面。由于構(gòu)件最長(zhǎng)的計(jì)算長(zhǎng)度約30m，初步校核構(gòu)件強(qiáng)度和整體穩(wěn)定性可滿(mǎn)足驗(yàn)算要求。但4塊腹板的局部穩(wěn)定性無(wú)法通過(guò)驗(yàn)算，必須設(shè)置縱向加勁肋�！ �
外高橋二期的同類(lèi)構(gòu)件選用了內(nèi)貼8塊H型鋼作為加勁肋，H型鋼在翼緣板兩端與立柱間采用角焊縫連接。這種形式的加勁肋僅用于提高立柱板的局部穩(wěn)定性。該加勁肋在高度方向不連續(xù)，不能傳遞豎向荷載。因此改為在腹板內(nèi)壁焊接8個(gè)T型加勁肋，該加勁肋在高度方向連續(xù)成為立柱主體承載構(gòu)件的一部分。加勁肋與柱子合為一體都參與豎向荷載的傳遞也可以承受彎矩。T型加勁肋的腹板下端與立柱腹板間采用開(kāi)坡口T形焊。與二期的截面相比，這類(lèi)加強(qiáng)筋的設(shè)置對(duì)柱子的整體和局部穩(wěn)定都好。與柱子不加加強(qiáng)筋的截面相比，截面承載力提高了28%左右。第一層主立柱的截面規(guī)格、材質(zhì)與外高橋二期相同，但是加勁肋在高度方向的連續(xù)布置增加了加工難度和焊接工作量。立柱的上部和下部采用不同的截面是從合理并最大限度利用鋼材的角度出發(fā)的，立柱中間以法蘭形式連接�！ �
4.2 柱腳的設(shè)計(jì)
本工程每個(gè)主鋼框架柱腳均采用8根M68地腳螺栓。每組地腳螺栓套管用角鋼和槽鋼焊接構(gòu)成框架組合。該框架可以在工廠內(nèi)組合完畢，以保證每組套筒之間相對(duì)位置的準(zhǔn)確，有利于避免在混凝土澆筑過(guò)程中發(fā)生位置偏移。地腳螺栓框架的頂標(biāo)高在地腳螺栓套管蓋板頂部(0.010m)�；炷翝仓敇�(biāo)高為±0.000，即地腳螺栓套管的蓋板應(yīng)高出混凝土上表面10mm。地腳螺栓保護(hù)套管的3mm厚蓋板焊在套管上部，避免套管內(nèi)進(jìn)人污漬和積水。安裝公司在吊裝柱腳前，先切割掉保護(hù)套管的蓋板，然后插人地腳螺栓開(kāi)始安裝柱腳�！�
該形式地腳螺栓完全滿(mǎn)足了施工便利性和定位的精確度。最為重要的優(yōu)點(diǎn)是，采用該形式后，大大增加了螺栓與基礎(chǔ)混凝土之間的錨固表面積，因?yàn)樵谔淄矁?nèi)最終灌注高質(zhì)量的灌漿料，保證了螺栓和套筒之間的可靠錨固，可以看作套筒與螺栓形成一體再錨固于基礎(chǔ)混凝土內(nèi)。這一點(diǎn)是預(yù)埋螺栓達(dá)不到的，從而減小了地腳螺栓的長(zhǎng)度�！ �
另外，地腳螺栓在計(jì)算中由風(fēng)載引起的軸向力因煤倉(cāng)間空氣預(yù)熱器等建筑結(jié)構(gòu)的影響，會(huì)使基礎(chǔ)風(fēng)荷載減少10%。
4.3柱底板
4.3.1柱底板調(diào)平墊板的設(shè)計(jì)
本工程的柱腳設(shè)計(jì)為剛性連接，因此柱底板在工廠內(nèi)與主立柱焊接后出廠。吊裝時(shí)單件重量超過(guò)了80kN，如何調(diào)平柱底板成為技術(shù)難題。常規(guī)柱底板側(cè)安裝調(diào)平螺栓的方案不可行，使用鍥塊調(diào)節(jié)無(wú)法保證調(diào)整的有效性，因此采用了在柱底板下安裝調(diào)平墊板的方案�！ �
調(diào)平墊板分為兩部分，下調(diào)平墊板安裝在混凝土基礎(chǔ)上表面60mm深的預(yù)留孔內(nèi)。下調(diào)平墊板采用3個(gè)調(diào)平螺栓與基礎(chǔ)留孔底面牢固接觸。在調(diào)平墊板就位并調(diào)平后用灌漿料灌漿固定，并應(yīng)保證灌漿后位置不會(huì)發(fā)生變化。在柱腳吊裝前，調(diào)平墊板下的灌漿至少完成7d的養(yǎng)護(hù)期。上調(diào)平墊板在工廠內(nèi)焊接到柱底板下，對(duì)應(yīng)于下調(diào)平墊板的位置。上下調(diào)平墊板的接觸面均需要銑平�！ �
該方案的難點(diǎn)在于現(xiàn)場(chǎng)保證下調(diào)平墊板上表面的水平度，以及柱軸線相對(duì)于上調(diào)平墊板下表面的垂直度。根據(jù)實(shí)際安裝后的驗(yàn)收結(jié)果，現(xiàn)有技術(shù)條件基本可以保證立柱垂直度達(dá)到規(guī)范要求的公差范圍。其優(yōu)點(diǎn)是在起吊安裝過(guò)程中完全不需要再進(jìn)行調(diào)平工作，在柱子就位后可以立即完成地腳螺栓的擰緊，吊機(jī)可以盡快松鉤�！ �
4.3.2柱底板的厚度計(jì)算
由于柱子截面較大(2500mm×2500mm)，加上承受的荷載大，因此柱底板規(guī)格非常大，后來(lái)的計(jì)算結(jié)果是3500mm×3500mm，厚度為140mm�！ �
在材料預(yù)估時(shí)，由于對(duì)國(guó)產(chǎn)厚板的平整度估計(jì)過(guò)于樂(lè)觀，盡管預(yù)留了上下各5mm的銑平余量。在材料進(jìn)廠后，測(cè)量發(fā)現(xiàn)僅加工上表面10mm的余量仍然不夠。最終采用先局部液壓校平再銑平的方案才完成了單面銑平的工作。因此，在選用大尺寸國(guó)產(chǎn)厚板時(shí)應(yīng)充分考慮材料的平整度問(wèn)題，在綜合考慮機(jī)加工工藝的基礎(chǔ)上，選用適當(dāng)?shù)募庸び嗔��！ ?/p>
柱底板結(jié)構(gòu)是這次外高橋項(xiàng)目的一個(gè)獨(dú)特之處，因?yàn)閺闹拥慕孛婧徒Y(jié)構(gòu)方面考慮柱底板的尺寸會(huì)很大，這樣在計(jì)算柱底板時(shí)，板厚必然很厚，一定要在結(jié)構(gòu)上采取措施降低板的有效計(jì)算長(zhǎng)度。通過(guò)采用在柱子內(nèi)側(cè)加隔倉(cāng)板、在柱子的外側(cè)加筋板的形式達(dá)到了這一目的。柱底板在局部是四邊支撐板和三邊支撐板，通過(guò)前面加板可以有效地減小板的邊長(zhǎng)，使得板厚降低。在隔倉(cāng)板上部，柱子的內(nèi)側(cè)又裝了一塊隔板，隔板的上部和柱子的加強(qiáng)筋焊接，使得整個(gè)柱底板的傳力系統(tǒng)和柱子的傳力系統(tǒng)更好地結(jié)合起來(lái)。另外，柱底板的有效面積是柱底板面積減去開(kāi)孔面積和旁邊4塊直角邊支撐板所圍成的面積�！�
4.4 主梁和主料撐
4.4.1 主斜撐連接節(jié)點(diǎn)的設(shè)計(jì)
原設(shè)計(jì)中，主斜撐與梁柱之間的連接板采用一端與斜撐或梁柱焊接，另一端螺栓連接。這樣必須確保構(gòu)件吊裝時(shí)有100%的螺栓孔穿孔率。若出現(xiàn)較大的偏差，則整個(gè)螺栓孔群都無(wú)法穿孔。超長(zhǎng)的箱形截面構(gòu)件要求就位后誤差在lmm左右，目前的工藝水平的確無(wú)法保證。對(duì)此，解決方法是全部構(gòu)件出廠前進(jìn)行預(yù)拼裝�！ �
為確保不進(jìn)行預(yù)拼裝情況下的斜撐節(jié)點(diǎn)板達(dá)到100%穿孔率，決定將原計(jì)劃現(xiàn)場(chǎng)焊接一端的節(jié)點(diǎn)板改為全螺栓連接。在出廠時(shí)連接板一側(cè)的螺栓孔先不鉆，梁柱上預(yù)定位置的螺栓孔鉆好。當(dāng)斜撐吊裝就位后，斜撐上端的螺栓全部擰緊，斜撐下部用擋塊將其定位。此時(shí)吊機(jī)可以松鉤。然后斜撐下端的節(jié)點(diǎn)板就位，現(xiàn)場(chǎng)在節(jié)點(diǎn)板上定位螺栓孔。節(jié)點(diǎn)板送回加工廠按照現(xiàn)場(chǎng)放樣的位置鉆孔，之后第二次吊裝就位用高強(qiáng)螺栓固定。由于各方的緊密配合，最多增加2d時(shí)間就可以完成斜撐的安裝，并且達(dá)到了節(jié)省預(yù)拼裝、優(yōu)良的穿孔率和避免現(xiàn)場(chǎng)焊接的目的，也沒(méi)有過(guò)多地增加吊機(jī)占用時(shí)間�！�
4.4.2 關(guān)鍵斜撐的考慮
121.190m標(biāo)高處，支撐于梁下的兩個(gè)斜撐間距是兩個(gè)大板梁之間的間距，這樣的設(shè)置是為了更好地傳力。由于斜撐長(zhǎng)度比較長(zhǎng)，截面比較大，故在節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)時(shí)考慮分3段連接。中間的直段與柱子和梁采用法蘭面連接，既可以保證安裝的準(zhǔn)確性，也降低了桿件起吊的難度。另外，主鋼框架的斜撐吊耳在斜撐就位狀態(tài)下，將其設(shè)置在斜撐的重心垂線上，這樣斜撐可以更好地安裝就位。
4.4.3 主梁抗震結(jié)構(gòu)的考慮
抗震設(shè)防烈度在8度或者8度以上時(shí)，高層鋼結(jié)構(gòu)框架體系可采用中心支撐或偏心支撐，宜采用偏心支撐框架體系。偏心支撐框架充分利用支撐與梁交點(diǎn)間形成的耗能梁段在大震作用下產(chǎn)生的剪切或者彎曲屈服，保證支撐的穩(wěn)定，提高結(jié)構(gòu)的延性。與中心支撐框架相比，偏心支撐框架具有更好的耗能性能。
本工程支撐與梁采用剛接，耗能梁段的長(zhǎng)度對(duì)偏心支撐受力性能的影響很大，采用較小的耗能梁段長(zhǎng)度有利于結(jié)構(gòu)的耗能和承載力的提高�！ �
4.5 爐頂鋼框架的設(shè)計(jì)思路
由于所有荷載都懸吊在爐頂鋼框架上，荷載重、跨度大，所以把大板梁向內(nèi)移到主鋼框架的梁上，這樣次梁的跨度減小后就有效降低了用鋼量�！ �
4.5.1 板梁的計(jì)算
（1）整個(gè)梁安裝就位后對(duì)整個(gè)板梁的計(jì)算
考慮靜載和風(fēng)載的計(jì)算:在主鋼框架和大板梁中間設(shè)支撐結(jié)構(gòu)是為了保證板梁的穩(wěn)定，所以做完板梁的總體計(jì)算后，必須對(duì)板梁的支撐結(jié)構(gòu)進(jìn)行計(jì)算，并且主要考慮風(fēng)載的影響�！�
（2）吊裝板梁下部時(shí)的計(jì)算
板梁下部長(zhǎng)31.5m，考慮荷載為板梁所受靜荷載并增加20%的安全余量。
（3）吊裝板梁上部時(shí)的計(jì)算
板梁上部長(zhǎng)31.5m，考慮荷載為板梁所受靜荷載并增加20%的安全余量�！ �
4.5.2 塔式爐的基本安裝程序
大板梁下部構(gòu)件的工字形截面構(gòu)件，單件重量約51OkN。現(xiàn)場(chǎng)吊裝若需要將兩件拼裝后同時(shí)起吊(起吊總重約1200kN)，除連接好其間的5塊連接板以及支座端板(150mm厚度)以外，還應(yīng)設(shè)置臨時(shí)加固支撐。加固支撐應(yīng)在吊裝就位后拆除。之后需安裝121.200m標(biāo)高處的主鋼框架大梁之間的加固支撐，支撐截面不小于H390×300型鋼的斷面。加固支撐在爐頂鋼框架全部安裝完成后拆除。
在大板梁支座端板與大板梁下部安裝就位后，大板梁支撐析架(各一榀)與大板梁支座端板連接，使用高強(qiáng)度螺栓連接。此析架用于保證大板梁的整體穩(wěn)定性�！ �
爐頂大板梁的上部構(gòu)件(每根大板梁三件)吊裝就位并用高強(qiáng)度螺栓與支座板和大板梁下部連接。在吊裝上部的最后一根構(gòu)件前，需要將大板梁支座端板與大板梁下部構(gòu)件的螺栓臨時(shí)松開(kāi)，使上部最后一根構(gòu)件就位。安裝上下疊合面時(shí)，先用銷(xiāo)釘在相鄰的若干區(qū)域穿孔定位。疊合面高強(qiáng)度螺栓的終擰應(yīng)按照從中間向兩側(cè)的順序操作。其中大板梁上部構(gòu)件與支座端板連接只需要少量的臨時(shí)螺栓，之后安裝懸挑段時(shí)需要先拆除這些臨時(shí)螺栓。
大板梁之間的9根次梁依次吊裝就位后，爐前和爐后的大板梁懸挑段吊裝就位。最后將煙道懸吊梁吊裝就位�！�
4.6 高強(qiáng)度螺栓選取的考慮
本工程鋼結(jié)構(gòu)的節(jié)點(diǎn)采用高強(qiáng)度螺栓連接。主鋼框架、空氣預(yù)熱器鋼框架主構(gòu)件的節(jié)點(diǎn)采用承壓型、大六角高強(qiáng)度螺栓(A490M)連接，螺栓直徑為M27、M30、M33和M36。輔鋼框架等平臺(tái)鋼結(jié)構(gòu)的節(jié)點(diǎn)采用摩擦型連接，扭剪型高強(qiáng)度螺栓，螺栓直徑為M20、M24。預(yù)計(jì)整臺(tái)鋼結(jié)構(gòu)需要約10萬(wàn)套高強(qiáng)度螺栓連接。
4.6.1 大六角高強(qiáng)度螺栓連接
參照GB/T1228~1231-1991、ASTMA490M(材料)和ANSI(技術(shù)條件)。大六角高強(qiáng)度螺栓連接選用材質(zhì)為:螺栓M27，螺栓為35GrMo，螺母為35號(hào)鋼，墊圈為45號(hào)鋼;螺栓M30，螺栓為35VB，螺母為45號(hào)鋼，墊圈為45號(hào)鋼；螺栓M33，螺栓為35VB，螺母為45號(hào)鋼，墊圈為45號(hào)鋼；螺栓M36，螺栓為42VB，螺母為45號(hào)鋼，墊圈為45號(hào)鋼�！�
4.6.2 大六角高強(qiáng)度螺栓施工的預(yù)拉力和施工扭矩的選取
由于中國(guó)及美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)于施工預(yù)拉力的規(guī)定僅覆蓋到M30，因此對(duì)于M33、M36的預(yù)拉力和施工扭矩需要根據(jù)螺栓的允許應(yīng)力進(jìn)行計(jì)算。首先由A490M標(biāo)準(zhǔn)的緊固軸力推算出緊固軸力為螺栓抗拉強(qiáng)度的0.6861倍。在此基礎(chǔ)上計(jì)算出預(yù)拉力，并選定0.13的施工扭矩系數(shù)計(jì)算出施工扭矩。計(jì)算結(jié)果如下:螺栓M27，預(yù)拉力320kN，施工扭矩(參考)1550N·m；螺栓M3O，預(yù)拉力39OkN，施工扭矩(參考)19OON·m；螺栓M33，預(yù)拉力500kN，施工扭矩(參考)231ON·m；螺栓M36，預(yù)拉力585kN，施工扭矩(參考)2950N·m�！�
5、結(jié)論
塔式爐鋼結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)分離特性較為突出，在設(shè)計(jì)初期應(yīng)集中精力于主鋼框架，以縮短整體工期。在明確了各部分鋼結(jié)構(gòu)的接口之后，可以實(shí)現(xiàn)多人分段式設(shè)計(jì)。這對(duì)于塔式爐鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作具有一定的借鑒意義。但在以后的同類(lèi)工程中還應(yīng)加強(qiáng)結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)，使塔式爐鋼結(jié)構(gòu)更加適應(yīng)中國(guó)本土化的要求�！ �
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