冷却塔施工简述
汉川电厂冷却塔施工使用该多机组合方案，在安全、进度、效益方面均效果良好，但在机械的性能发挥上还存在不足之处。例如液压平桥的自带塔机，其额定起重量为800～2000kg，冷却塔施工过程当中基本只在顶升平桥自身标准节时使用，在垂直运输方面因使用折臂塔机（折臂塔机不出现故障的情况下）而致使其不能充分发挥应有效力。又如多功能施工升降机设计为运送人员、混凝土、钢筋3个功能，而在实际使用过程中，运送钢筋的功能也被闲置。当然这些闲置功能都是因为有大型折臂塔机来补充完成，但是至少应该在平桥顶部塔机起重性能方面有待进一步提升改进，逐步替代大型塔机作业，降低设备使用费。
0、前言
按照近年国家为实现电力工业可持续发展战略和相关产业政策，更好地促进电力工业结构调整，保护环境，开拓电力市场，国家能源局对常规火电项目实行了“上大压小”的政策调整，大容量的发电机组逐步取代了中、小型机组。同时在确保安全的基础上发展内陆核电已是主流趋势。在大型火电及内陆核电项目中，双曲线冷却塔施工的淋水面积、高度也越来越大，对工期、安全等方面的要求也越来越高。冷却塔施工的机械化程度也更高，单一机械设备目前很难满足此类大型冷却塔的施工要求，多机组合方式进行垂直级水平运输已经成为了大型冷却塔施工的主要装备技术。
1、工程概况
我公司承建的国电汉川电厂三期2台1000MW超超临界燃煤机组工程配套的冷却塔，淋水面积为13000m2，塔顶标高175.0m，塔顶中面半径40.709m；进风口标高12.10m，进风口中面半径64.679m，塔筒由48对直径1100mm钢筋混凝土圆形人字柱支承，设计为双竖井进水。该塔为目前国内淋水面积最大的冷却塔。冷却塔筒壁钢筋用量2655t，混凝土用量18720m3。冷却塔筒壁采用电动爬模施工。
2、选定机械组合方案
冷却塔采用DZQ200折臂塔机、YDQ32×24-7液压顶升平桥、SC200/200多功能升降机的多机组合方式，进行冷却塔施工人员、材料的垂直水平运输。该组合方式在大型冷却塔施工中为首次采用，引领并进一步推广这种先进的先进的施工工艺与技术。各机械的主要性能参数如下。
1）DZQ200型自升折臂塔机为了配合大型冷却塔的施工，2008年由我公司提出，由安徽顺达电力设备制造有限公司对折臂塔机进行了技术性能以及加高改造，通过加强标准节，使原塔机最大使用高度由原来的150m提高到184m，改造后塔机可满足175m高度冷却塔的施工需要。
同时将起升、回转机构进行变频技术改造，使其作业效能得到进一步提升，满足大高度下工作要求。DZQ200塔机既可水平臂工作，也可曲折臂（15°～75°）工作，平臂时29.5m幅度内最大起重量为8t，58m工作幅度及折臂工况时该塔机最大起重量为4t，塔机共设4层附着牵引绳。
2）YDQ32×24-7液压顶升平桥由中国建筑科学研究院建筑机械化研究分院研制的、廊坊凯博建设机械科技有限公司生产的液压顶升平桥是目前国内最为先进的冷却塔施工专用设备，是我公司大型冷却塔施工常用的机械之一，将其与多功能施工升降机配合使用，既为多功能升降机提供附着，又为施工中钢筋、砼的贮存和水平运输提供平台。目前国内使用的主流产品型号为YDQ26×25-7型。我公司根据汉川冷却塔的筒壁几何尺寸，向廊坊凯博建设科技有限公司提出制造能满足该冷却塔施工的改进型大型液压平桥，该产品也是国家十一五科技支撑计划项目最新研制的产品。
产品储备了较大的设计余量，以便满足200m高度以上更大型冷却塔的施工。2011年首台YDQ32×24-7液压顶升平桥在汉川电厂冷却塔项目中投入使用。两种型号设备技术性能参数见表1。
通过对比，可知YDQ32×24-7型液压平桥较之YDQ26×25-7型液压平桥在前桥的长度、最大使用高度、顶部专用塔机的性能上均有了较大幅度提高，更加适用于大型冷却塔工程筒壁的施工。
3）SC200/200多功能升降机SC200/200多功能升降机是中国建筑学研究院建筑机械化研究分院与廊坊凯博建设机械科技有限公司共同开发研制的有一种电站冷却塔、烟囱施工专用设备。
它既可独立工作使用，完成中小型装机容量的冷却塔施工，也可与平桥配合使用进行大型冷却塔施工。它是适应建筑施工高效、快捷、经济、安全的要求，做到一机多用，可同时运送钢筋、混凝土及施工人员的三合一型设备。我公司在汉川电厂采用了其升级型产品，加设了液晶显示监控系统，采用了无级变频调速系统及新型的电缆滑车系统，使该设备运行更加安全、稳定。该升降机的额定提升质量为2000kg；额定准乘人员10人；混凝土料斗容量0.7m3；最大可提升钢筋质量600kg；最大可运送钢筋长度9m。
3、施工机械的布置及使用
为了实现折臂塔机有效作业范围的360°覆盖，我们选定将折臂塔机布置在冷却塔的中心。液压顶升平桥根据其使用说明书，利用冷却塔的喉部尺寸定出其基础位置。多功能升降机的位置依据其与平桥的附着关系确定（图1）。
由于汉川冷却塔区域地基承载力偏弱，折臂塔吊及液压顶升平桥的基础均经过设计院二次设计。在汉川电厂冷却塔筒壁施工中，筒壁1～16节（至58.282m标高）因钢筋、混凝土的工作量大，且筒壁位置处于折臂塔机的作业半径范围之外，因此采用25t汽车起重机及180式履带吊作为钢筋、模板等材料的垂直运输工具，混凝土浇筑采用2台汽车泵布料。筒壁1～4节人员上下利用脚手架搭设爬梯，自第5节开始利用多功能升降机。
自筒壁第17节（此时筒壁中面半径为57.872m）开始投用折臂塔机及液压顶升平桥和多功能施工升降机作为钢筋、混凝土、人员的垂直运输设备。各机械具体配合投用步骤为：钢筋工通过多功能升降机上至施工作业面→折臂塔机吊运每节筒壁需要的环向及竖向钢筋→钢筋安装→（钢筋工下、模板工上）→模板安装→（模板工下、混凝土工上）→折臂塔机及多功能升降机吊运混凝土→1节筒壁施工完毕→液压顶升平桥顶升、前桥标准节拆除（如必要）、多功能升降机标准节接高（如必要）、折臂塔机顶升（如必要)→重复以上步骤施工下一节筒壁至筒壁施工结束→折臂塔机配合拆除模板及爬升模具、液压平桥的自带塔机及施工升降机运送零星拆除物件→折臂塔机、液压平桥拆除。
4、施工使用效果
4.1安全方面
折臂塔机、液压平桥均布置在水塔内部，附着牵引钢丝绳均生根在已浇筑完成的筒壁上，可确保机身的稳定性。折臂塔机在独立高度以上折臂后标准节及操作平台均不超出筒壁高度，受风面少，减小了风荷载。自冷却塔外30m境界区至多功能施工升降机处为全封闭式安全通道，作业人员通行可完全避免高空物体打击的情况发生。多功能升降机较之以往采用的曲线电梯性能更加稳定，受外界条件影响更小。液压顶升平桥标准节高为2.5m，并配有4个分别为1.25m、0.9m、0.625m、0.425m可调节标准节，用于调整前桥与施工面之间的高差，且前桥拉杆增设了液压油缸，可微小调节前桥的竖直角度，能够保证前桥与施工面之间达到适应作业的要求，保证了人员通行及混凝土水平运输的安全。折臂塔机及液压平桥拆除基本同步进行，液压平桥略先，这样可利用折臂塔机协助拆除液压平桥的牵引钢丝绳，解决了液压平桥牵引钢丝绳拆除风险大的难题。
4.2进度方面
汉川项目冷却塔施工采用该多机组合方案，施工进度满足现场要求。自筒壁第17节开始使用该方案后，到筒壁施工至刚性环底，共施工94节，历时115天，去除不可抗力影响（如停电、大风、大雨等）12天，基本可保证筒壁每天施工1节的进度。该方案还可保证折臂塔机出现故障后，不需停工，只要适当调整劳动力的投入，仍可按需完成作业任务。此种情况下采用液压顶升平桥的自带塔机垂直运输钢筋，人工水平运输至作业面，混凝土浇筑完全采用施工升降机垂直运输，人工水平运输至作业面。这样通过劳动力的调整，既可避免上百人的窝工情况发生，又可保证施工进度。折臂塔机利用折臂角度（15°～75°）的调整，可实现起吊点高度（0～21.5m）的调整，即一次顶升可满足14节筒壁的施工，节约顶升时间，有利于冷却塔筒壁的流水作业（图2、图3）。
4.3经济方面
折臂塔机使用费为80万元（包含安、拆、维维护及转场费用），液压顶升平桥为新购设备，使用摊销费用为70万元（包含运输费用）。多功能升降机的使用费为35.2万元。平桥及升降机的安、拆、维护等由专业钳工班负责，包干费用15.6万元，汉川电厂项目冷却塔采用该机械组合方案共投入200.8万元。采用折臂塔机吊运钢筋可360°覆盖筒壁范围，直接将钢筋直接吊运至安装位置，大大节约了钢筋水平运输的人工费用，优势明显。平均每节节约8个人工，自折臂吊投入使用后共施工95节，可节约9.12万元。用折臂塔机浇筑混凝土需要12人/班，折臂塔机运送混凝土能力为9.5m3/h，用多功能升降机浇筑混凝土需要20人/班，多功能升降机运送混凝土能力为7.6m3/h。折臂塔机在混凝土浇筑方面的优势明显，而多功能升降机的配合使用，使得冷却塔施工的总工期提前约2个月，弥补其费时费工的缺陷。液压顶升平桥的使用为升降机提供附着及材料的运输平台，较之以往搭设脚手架网系的方案，经济效益优势明显。
5、结语
我公司通过多年大型冷却塔施工积累的经验，认为如果将折臂塔机、液压平桥、多功能升降机融合（即折臂塔机、液压平桥共用一套标准节，同时为多功能升降机提供附着，将液压平桥的前、后桥平台系统加设到折臂塔机的套架上，实现三机一体），会大大减少机械成本的投入，节约场地占用及设备倒运的费用，是大型冷却塔施工理想的集成化机械，前景广阔。希望建筑机械研究部门和使用部门共同联合、不断改进，争取早日将理想变为现实。
