大型电厂冷却塔机械化施工的垂直运输方法

电力18讯：    「摘要」本文以发电厂双曲线冷却塔施工所采用的垂直运输方法的演变为主
线、通过简要介绍一些典型方法，进行总结回顾，归纳了冷却塔机械化施工垂直
运输领域技术的发展方向。

    「关键词」冷却塔、机械化施工、垂直运输

    随着国民经济和科学技术的发展进步，我国发电厂火电机组已由80年代前的
单机300MW 为主发展到目前的以600MW 为主，与之配套的冷却系统即冷却塔的淋
水面积也随之增至7000～9000m2（如图邯峰电厂）。这种大型冷却塔的出现对传
统机械化施工技术提出了新的要求和挑战，也为提高我国建筑机械化水平提供了
前所未有的创新机遇和发展空间。

    下面简要介绍不同历史时期出现的一些典型施工方法，了解冷却塔机械化施
工垂直运输方法的演变历程，从而总结归纳出今后该领域垂直运输方法的发展方
向。

    一、传统脚手架方法

    我国在50～60年代限于当时落后的技术装备条件而普遍采用了传统的内外满
堂脚手架和搭设木模板工艺用于小型冷却塔整体施工。该工艺存在如下缺陷：脚
手架模板拆卸和安装工作不方便、排架搭设费用高、劳动强度大，高空作业量大，
内外脚手架连杆在筒壁上的留孔较难处理等。目前仅限于冷却塔局部如人字梁、
环柱部位、其他设备附着系统等施工环节或部位辅助使用。近年来人字梁、环柱
等大型预制构件的吊装通常由履带吊完成。（如图）

    二、多排孔脚手架与钢管竖井架的结合方法

    70年代后期，国内施工单位在宁夏大坝电厂3#、4#冷却塔施工中采用了120
米高普通钢扣件竖井架脚手架体系与多排孔脚手架栈桥结合方案，在当时解决了
较大高度冷却塔施工垂直运输问题。（如右图）

    该方案技术关键是按初步选定的竖井架断面和纤绳及组合断面的力学特性，
如竖井架的截面惯性矩、抗弯刚度、回转半径及结构折减系数等通过荷载计算验
证其稳定性。其特征（如图）井架结构设主孔16孔、加强孔20孔、立杆与水平杆
在每层形成51个节点，每个节点2 个扣件，共计102 个扣件，揽风绳设置从距离
地面20米起拉绳，以上35米、63、76、89、102 、120 米处，共拉8 层风绳，栈
桥从距离地面35米起拉6 层风绳，拴风绳节点要求角上4 个立杆之间加“十”字
斜撑，绳拴4 根立杆。

    该类体系的优点是经济实用、安全可靠、施工简便；不足之处：必须通过严
格的接点计算、结构计算和检测来保证整体施工体系设计合理与运用安全；制作
和安装工艺复杂、施工速度较慢，使用过程中施工人员劳动强度大。

    该120 米以上超高井架施工体系的理论验算，是对传统普通钢管脚手架体系
在使用高度上的一个突破，具有一定推广价值，成为80年代部分中小型冷却塔施
工的一种选择方案。

    三、装配式悬挂吊桥与扣件式钢管竖井架的结合方法

    自60年代，我国施工单位开始自制装配式竖直悬挂水平吊桥用于小型冷却塔
的施工。

    2000年，辽宁电建公司在抚顺发电厂二期工程3500平方米冷却塔施工中，采
用了传统的装配式吊桥与金属竖井架结合施工电梯的垂直运输方法。该3500平方
米塔为现浇钢筋砼结构双曲线自然通风冷却塔，塔高90米，环基中心半径为37.497
米，喉部标高+70 米，基础埋深 - 4.5米，人字柱及淋水装置为预制吊装钢筋砼
结构。为满足筒壁施工需要，辽宁电建公司根据施工组织设计要求，在冷却塔东
北侧设一座高135 米/12 孔金属竖井架，配套装配式悬挂吊桥及一部外附施工升
降机（如上图），作为冷却塔施工的垂直运输系统及水平通道。本竖井架共设六
道缆风绳，竖井架下设12孔底座，上、下及每层缆风绳处设有加固圈。

    装配式悬挂吊桥主桥长为20米，副桥长为8 米，吊桥自重15吨，设计施工荷
载6 吨，总重量为21吨。（如上图）。SC200/200 普通施工升降机附着在竖井架
外侧，每隔６米高设一套附着架，施工升降机自身附着井架高135 米，由90个标
准节组成。该电梯额定重量2.0 吨，准乘18人，额定提升速度34m/min.

    该体系使传统的脚手架作业量进一步下降、施工速度有所提高；制作和安装
工艺较复杂。在大型冷却塔施工中受到技术因素限制，安全风险上升，设备投资
较大。

    装配式悬挂吊桥与扣件式钢管竖井架的结合方法是70～80年代前后冷却塔施
工的典型垂直运输方法。目前利用该法已完成40余座中小冷却塔的