锅炉钢结构是电站锅炉最重要的结构和承载部件之一，它是支承和固定锅炉本体各部件，并维持它们之间的相对位置，保证锅炉安全运行的空间结构，系建筑结构的一个分支。从整台锅炉的金属耗量上看，钢结构占 1/3 以上，从整个锅炉设计工作量上看，钢结构占 1/3，从锅炉安装工期节点看，钢结构的大板梁就位，是标志性里程碑节点，锅炉钢结构安装又是整个锅炉安装中高空作业点最多风险最大的作业。可见锅炉钢结构的安装对整个锅炉建造质量和经济效益影响很大，提高锅炉钢结构安装和焊接水平具有重要意义。本工程建设有两台百万千万超超临界机组，锅炉采用某公司的超超临界参数全悬吊 π 型锅炉，为超超临界参数、变压直流炉、对冲燃烧方式、固态排渣、单炉膛、一次再热、平衡通风、露天布置、全钢构架、全悬吊 П 型，并预留脱硝空间。锅炉钢架的连接，采用高强螺栓和焊接相结合的方式，主要构件材料采用抗腐蚀性能好的高强度低合金钢。锅炉柱底板与立柱由厂家焊接后—起供货，立柱与基础采用预埋地脚螺栓连接，用砂浆垫块进行调整，砂浆垫块现场制作参照(《锅炉钢结构柱底板安装施工工艺卡》Q/ZHDB 208104-2015)。结构主梁与次梁、垂直支撑与柱梁、柱段之间、平撑与梁上连接板的安装接头，均采用摩擦型连接的扭剪型高强螺栓连接，主要规格为 M16、M22、M24、M30，强度等级为 10.9 级。炉顶共布置 4 根大板梁(分别在 K2、K3、K4、K5 排 )，均为叠粱布置。钢结构由炉前至炉后共布置七排 (K1 ～ K7)，五轴 (B1 ～ B5)，K 列方向为 67000mm，B 轴方向为 61500mm;钢结构立柱共分 9 段。主要安装内容包括各层钢结构安装、大板梁安装、压力层钢结构安装及平台扶梯栏杆等附属设施安装。
1 钢结构安装施工组织
1.1 施工组织钢结构施工组织包括建立现场施工组织机构，设置施工项目负责人下辖技术负责人和生产负责人，建立健全技术员、资料员、安全员等五大员生产技术保证体系，根据工作区域或工种划分设立安装班组(如图 1)。配置主要作业工种有钳工、焊工、起重工、架子工、电工、库工，技术员、安全员、质检员等，特殊作业人员应持有资格证书。做好施工技术准备，如组织技术人员认真审阅图纸，做好图纸设计交底和技术交底的准备工作，备齐工程所需的标准图集等资料，编制施工图预算、工程材料计划、劳动力需求计划级工机具的需要计划。进行施工组织设计和技术交底，将工程的设计内容、施工计划和施工技术要求等，仔细地向施工人员讲解清楚，落实施工计划，落实安全技术责任措施。做好现场定位桩的测设工作，完成工程的定位放线工作等。做好施工设施的配备与力能布置。如现场施工用电源三级盘布置，照明用大灯布置，现场临时仓库设置，消防器材定点放置，施工区域围栏布置，安全通道设置等。设备现场堆放位置平整清理，运输道路确认保证车辆运输道路的畅通，吊机行走及站位区域道路经过处理确认，满足吊装需要。
1.2 大型机具配置锅炉钢结构吊装主力吊机常用配置有 400t 履带吊 (2 台)，120t 平臂吊 ( 第二段结构开吊前进场 )。其他 450t 履带吊、750t 展带吊、250t 履带吊等根据进度节点适时安排进场。400t 履带吊布置在两台锅炉中间区域，前后方向移动满足覆盖区域内的钢结构的吊装。450t 履带吊布置在 2 号锅炉扩建端，主要吊装第一段钢结构。120t 平臂吊布置在 2 号锅炉扩建端距离 BlK4 柱 6.5 米处，作为主力吊机进行覆盖区域内的钢结构吊装。750t 履带吊布置在 K7 列 B3.2 ～ B4.1 轴缓装区域，主要进行部分钢结构吊装和大板梁的卸车及吊装。250t 覆带吊主要站位在锅炉后面，完成覆盖区域内的钢结构吊装。为了更合理有序进行 2 号锅炉房钢结构吊装，大型机械可根据现场实际施工进度及施工场地等要求进行调配。
2 钢结构安装方案
2.1 主要施工流程工艺(1)确定缓建及缓装区域。为保证钢结构吊装，需要对运输通道、大型吊机行走通道、履带吊站位区域等土建基础缓建和部分区域钢结构层进行缓装处置。(2)钢结构吊装。第一段钢结构吊装时采用 400t 履带吊和 450t 履带吊作为主力吊机，吊装第二段至压力层结构的主力吊机为 STT2630-120 平臂吊和 400t 履带吊。炉后 K6 ～ K7 区域钢结构可利用 250t 展带吊在空余的时间穿插吊装，大板梁吊装采用 STT2630-120 平臂吊和 750t 履带吊抬吊就位。吊装顺序为，钢结构吊装从炉前往炉后进行单元框架式吊装。杆件安装顺序按立柱、柱间梁、垂撑、水平撑、次梁进行安装。柱间梁和垂撑可视实际情况，在地面组装好同时起吊。以 4 ～ 8 根柱作为一个单元框架，单元框架的划分主要根据该节各层结构布置情况及地面组装的范围来定，第一单元框架吊装后，依次向旁扩展。每段结构安装可分区域吊装、找正及初检，最后对该段整体验收。(3)施工步骤。主要包括设备清点、检查、划线，砂浆垫块制作，基础验收，设备及构件地面组合，设备倒运等。整体施工工艺流程见图 2。
2.2 大件吊装方案(1)吊装策划。大板梁是锅炉钢结构中最重最高的部件，所有的大板梁都支放在立柱柱顶的方钢上。技术要求高，难度大。本项目大板梁卸车由 120t 平臂吊和 250t 履带吊抬吊卸车，吊装前由 750t 履带吊和 120t 平臂吊抬吊移位大板梁至起吊位置。翻身时考虑使用 750t 履带吊和 120t 平臂抬吊完成，吊装由 120t 平臂吊和 750t 履带吊抬吊协作完成。为更顺畅有序吊装 1 号锅炉大板梁，大型机械可根据现场实际施工进度及施工场地等要求进行调配。(2)大板梁吊装就位。大板梁吊装前应先进行试吊，试吊时同步起升两台吊机，将大板粱吊离地面 2m 处停顿 10 分钟，确认各吊机的稳定性完好，然后，同时再起升 lm 后，同步下降至 2m 停止。检查各吊机刹车是否良好，确认无误后可正式起吊。吊装过程中，两台吊机应缓慢平稳同步升降，按照 3m/ min 控制大钩起升速度，保证大板梁的水平度，并严格控制吊机的变幅防止超载。起升过程中，应安排专人随板梁起升高度进行监护，实时监护板梁的起吊水平度，发现超标应通知吊机指挥及时进行调整。当大板梁起吊至超过柱顶高度时停止提升，同时旋转吊机扒杆至就位位置上方缓缓下降，待板梁底部下降至与就位位置上方 1m 左右时，通知指挥吊机下降，下降过程两台吊机应保持平衡，并根据在锅炉底事先布置好的经纬仪观察检查板梁端部的安装划线或事先画好的板梁中心线位置，微调大板梁的水平位置，将大板梁固定就位。同时，在大板梁两端的前后方向各采用 1 只 5t 葫芦及相应钢丝绳拉好缆风。
2.3 螺栓连接(1)螺栓施工工艺：①临时螺栓施工工艺。临时螺栓穿装前，先使用橄榄冲定位，然后，再穿装临时螺栓，每个节点穿装 1/3 螺孔且不少于 2 颗，重要节点须穿 1/2。②高强螺栓施工工艺。钢结构螺栓穿装前，摩擦面应保持干燥整洁，不应有飞边、毛刺、焊接飞溅物、焊疤、氧化铁皮、污垢等，摩擦面不应涂漆，如发现有锈蚀应进行除锈处理。穿装时螺栓应自由穿入螺孔，不得强行穿入。垫圈和螺母的位置和安装方向应正确不得装反，螺母带薄垫圈一面朝里，垫圈有倒角的一面与螺母接触。扭剪型高强螺栓的连接件只有一只垫圈，装在螺母一侧，终紧后的螺栓不得重复使用。(2)高强螺栓紧固。扭剪型高强螺栓的紧固分为初紧和终紧两个步骤，对于大型节点须分为初紧、复拧、终紧三个步骤，复拧扭矩等于初拧扭矩，初拧扭矩为终紧扭距的 50% 左右。手紧螺栓穿装后，先用普通扳手略作紧固，初紧用电动初紧扳手的对各种不同规格的螺栓施以不同的扭矩进行初紧，初紧扭矩值参照设计要求。终紧初拧或复拧后的高强度螺栓应在螺母涂上颜色标记，然后，用电动扳手进行终拧，直至拧掉螺栓尾部梅花头。
3 常见质量通病及防控措施
3.1 常见质量通病钢结构立柱吊装前基础没有凿毛处理，二次灌浆前基础未清理干净。二次灌浆后，灌浆料养护强度未达到设计要求开始吊装。构件表面机械或表层损伤，泥沙或油污污染。钢结构安装尺寸偏差超过规范规定的允许偏差。高强螺栓连接摩擦面表面外观质量不合格。高强螺栓连接副安装时，错将螺母带圆台面的一侧朝外，或错将垫圈有倒角的一侧朝内无倒角的一侧朝螺母，不放垫圈或放数个垫圈等。
3.2 预防措施开吊前，立柱基础全部经过复测后进行凿毛处理并经各方验收确认。二次灌浆前，按照灌浆要求对基础进行清理和湿保，经监理验收合格后方可灌浆。构件在运输及装卸过程中，应采取相应的防涂层损伤和机械损伤措施，减少不必要的修补工作。构件堆放场地尽可能保持整洁，安装前应及时清除泥沙、油污等脏物。对构件表面出现的涂层损伤和机械损伤，应按工艺要求及时进行修补。检查和校准测量仪器是否完好，计量检定是否过期，确保测量仪器的精度。钢结构安装、找正严格按照程序要求进行，尺寸严格控制在规范规定允许偏差范围内。安装高强螺栓连接副前应做好节点摩擦面的清理，不允许有焊疤、焊接飞溅物、飞边、毛刺、铁屑、油污、氧化铁皮等。采用钢丝刷沿受力垂直方向除去浮锈，清除摩擦面上误涂或溅涂的油漆并保持干燥、整洁，不得在雨天进行安装。高强螺栓连接副应严格按照规范规定的螺母、垫圈方向组装。不同批号的螺栓、螺母、垫圈不得混杂使用。扭剪型高强螺栓连接副组合件为一个螺栓一个螺母和一个垫圈。大六角头高强螺栓连接副组合件为一个螺栓一个螺母和两个垫圈。凡组装不正确的，应拆除重新组装，扭剪型高强螺栓和连接副如已终紧应拆除更换，不得重复使用。
4 结语
大型电站锅炉钢结构安装施工组织，技术要求高，多机具配合，高空多工种交叉作业安全风险大。良好的施工组织设计、合理的机具配置、科学的吊装方案有利于保证安装质量，确保锅炉安全运行。
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作者：范志忠
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