A. 橋梁伸縮裝置施工工藝
橋梁伸縮裝置施工工藝是非常重要的,了解細節才能更好的進行施工,每個環節的處理都要落實到才能達到預期效果。中達咨詢就橋梁伸縮裝置施工工藝為大家介紹一下。
橋梁伸縮裝置簡稱為橋梁伸縮縫,由位移控制體系和傳力支承體系組成。它可以將車輛垂直和水平荷載通過支承結構傳遞到梁體,適應橋梁縱、橫位移的變化以及梁端翹曲發生的轉角變化,使汽車行駛平穩、舒適。
1.橋梁伸縮裝置重要性
橋梁伸縮裝置在橋梁結構中起到直接承受車輪荷載的作用, 並且暴露在大氣中,使用環境條件惡劣,是橋梁結構中最易遭到破壞且又修補最為困難的部位。伸縮裝置在設計和安裝上稍有缺陷或不足, 就可能引起過早的破壞,從而直接影響到橋梁的正常使用壽命及經濟效益。橋梁伸縮裝置質量的好壞,對保證交通運輸的安全、平穩、快捷起到至關重要的作用。因此,設計者在伸縮縫的選型以及施工工藝等方面要加以足夠的重視。
2.橋梁伸縮裝置分類和選型
2.1 橋梁伸縮裝置分類
隨著橋梁工程的不斷發展,在橋梁結構中使用的伸縮裝置種類已經相當多,按照其構造特點及其傳力方式進行分類,可以大致分為以下幾類:
1.對接式伸縮裝置。依據構造形式以及受力特點不相同,通常分為填塞對接型和嵌固對接型。嵌固對接型的伸縮裝置已經得到廣泛的使用,一般應用於在伸縮量在80mm以內的橋梁施工中。但填塞對接型的伸縮裝置主要是應用於伸縮量在40mm以內的常規橋梁中。
2.鋼制支承式伸縮裝置。鋼制伸縮裝置是通過鋼材裝配而成的。鋼制支承式伸縮裝置的尺寸、形式和種類繁多。它能夠直接承受橋面傳來的車輪荷載。前幾年這種伸縮裝置僅僅應用於鋼橋, 但目前也逐漸用於混凝土橋梁。我國常見的鋼制支承式伸縮裝置主要分為兩類:梳齒形板型和折板型。鋼板伸縮裝置的缺點主要有以下幾點:易出現鋼板松動,梳齒與承托板的焊接處經常出現裂縫、剪斷等破損形態。
3.橡膠伸縮裝置。橡膠材料具有較好密易性、吸震性、防水性、降噪性能,因此被廣泛的應用於各類橋梁的伸縮縫施工中。根據橡膠帶變形和傳力機理不同可分為嵌固對接式和剪切式兩種,前者是以橡膠帶的拉壓變形來吸收梁體變形,後者是利用橡膠伸縮體上下凹槽之間的剪切變形來適應梁體結構的相對位移。
4.組合式伸縮縫裝置。隨著橋梁的高度和跨度取得突破性進展,結構合理、滿足大位移量的橋梁伸縮裝置隨即產生。強度、剛性好的異型鋼和利用吸震緩沖性能好又容易做到密封的橡膠材料組合而成的組合式伸縮裝置橋梁伸縮裝置就是這種環境下應遇而生的。這類伸縮裝置主要包括TS型、SG型、J-75型伸縮裝置、萬寶SD-400型德國毛勒、美國沃特森等。
5.無縫式伸縮裝置。無縫式伸縮裝置主要指TST伸縮縫,它是通過彈塑體混合材料塑性滯回變形來適應橋梁的伸縮變形。其構造簡單且安裝方便,便於維護和更換,同時前後橋面或路面鋪裝與該種碎石彈塑性體形成連續體,因而表面光滑平整且無縫,在行車過程中不易產生沖擊、震動,它自身防水性也較好,其可以滿足坡橋、彎橋和斜橋於縱橫豎多方向的變形與伸縮,也能夠用於人行橫道的伸縮裝置。無縫伸縮裝置存在的問題是彈塑體混合材料難以達標,材料的低溫延伸性差和高溫穩定性差,材料「熱脹冷縮」不能適應梁體「熱脹冷縮」的變化,導致出現橋面凹凸不平的現象。
2.2 橋梁伸縮裝置的選型
橋梁的伸縮裝置必須滿足梁體伸縮自如的要求,對於不同結構類型的橋梁,都要求根據所需的伸縮量,綜合考慮伸縮裝置與橋梁的配套性、車輛行駛的舒適性、良好的防水性、施工的便捷性、經濟的效益和維修的便捷性等。橋梁伸縮裝置的選型是否恰當,之間關繫到橋梁結構的使用壽命。根據材料分類,橋梁主要為混凝土橋和鋼橋二大類,從施工因素考慮,在混凝土橋中使用的橋梁伸縮縫裝置,可通過預埋鋼筋、澆築預留槽混凝土一次成整體錨固進行安裝施工。
3.橋梁伸縮裝置的施工工藝
3.1 對接型伸縮裝置的施工工藝
該類伸縮裝置的施工安裝程序如下:1.對接縫處參差不齊的梁端進行處理;2.切除橋梁伸縮裝置部位的橋面鋪裝,並清理梁端預埋鋼筋及預留槽;3.設置定位角鐵,將鋼構件用螺栓固定或點焊在定位角鐵上,一起放入預先清理好的預留槽內;4.將連接鋼筋和梁體預埋筋牢固焊接,布置兩層鋼筋網;5.安裝密封橡膠條。
3.2 鋼制支承式伸縮裝置的施工工藝
該類伸縮裝置由連接件、梳型板和錨固系統組成, 根據梳齒的支承情況可分為懸臂式與支承式。安裝時需先進行切縫與縫槽表面清理工作,然後再將構件放入槽內並用定位角鐵固定構件標高與位置,最後布設、焊接並錨固鋼筋,澆築混凝土,並振搗密實,以防空洞現象。為了保證伸縮裝置隨溫度變化而自由伸縮,需要及時拆除定位角鐵。
3.3 無縫式伸縮裝置的施工工藝
該類伸縮裝置的施工安裝程序如下:1.先將縫內泥土雜質清理干凈,同時用鋼絲刷子將縫口刷凈,再用吹灰機將浮灰吹盡,確保縫內的乾燥;2.取帶有異氰酸基的化合物:固化液=3:1的配合物倒入桶內攪拌均勻;3.將攪拌均勻的混合料在常溫下灌注縫隙內。
3.4 剪切型板式橡膠伸縮裝置的施工工藝
該類伸縮裝置的施工安裝程序如下:1.進行橋梁整體鋪裝;2.進行切縫工序;3.清理預留槽;4.將L螺栓,底角鋼固定在定位支架上,一起放入預留槽內;5.鋪設橫向鋼筋,並通過門型鋼筋把它們同預埋鋼筋焊接在一起;6.在混凝土接縫表面塗打底層料;7.澆築錨固系統的樹脂混凝土;8.振搗密實後及時拆除定位支架,並且進行養護。
4.結語
綜上所述,隨著我國經濟的不斷發展,橋梁工程逐漸增多,安裝橋梁伸縮裝置作為橋梁工程施工中的一項重要環節已經成為決定橋梁通車條件好壞的關鍵因素。目前我國的不同類型橋樑上使用的伸縮裝置也不一樣,主要包括對接式伸縮裝置、橡膠伸縮裝置、鋼制支承式伸縮裝置、組合式伸縮裝置和無縫式伸縮裝置。伸縮裝置的正確選型有利於行車條件的改善。所以,在公路橋梁的建設過程當中,對於橋梁伸縮縫的施工質量要求就顯得十分重要了,如果在安裝橋梁伸縮裝置的施工當中,其施工質量沒有達標,則會導致橋梁的整體結構缺陷,形成一些後遺症。因此,在橋梁伸縮裝置的安裝過程當中,作為技術人員必須要對伸縮裝置的設計、選型和施工進行科學的管理與監督,以保證橋梁伸縮縫裝置的質量。
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B. 吹灰器的技術分析比較
2.1 工作原理
蒸汽吹灰器分為長伸縮式和段伸縮式兩種。①長伸縮式吹灰器(:用於吹掃過熱器和再熱器(也有用於省煤器的)管束中的積灰。吹灰時吹灰管子和噴頭一面旋轉,一面伸入煙道。噴頭用拉瓦爾噴管式,蒸汽或空氣的噴射速度超過聲速,有效吹灰半徑約1.5~2米。②短伸縮式吹灰器:用於吹掃爐膛水冷壁管子表面的結渣和積灰。以上兩種閉哪燃吹灰器多數用於高於 700℃的煙溫范圍,吹灰結束後吹灰管退出爐外,以免被高溫煙氣燒壞
2.2 主要型式
蒸汽吹灰系統主要由吹灰蒸汽管路系統、蒸汽吹灰器和程式控制裝置三部分組成;蒸汽吹灰器的型式有爐膛吹灰器、長伸縮式吹灰器和空預器吹灰器。蒸汽吹灰器均為電動驅動,閥門開啟為機械式,配有蒸汽開度微調裝置來調整吹掃蒸汽壓力和流量,吹灰管為耐熱合金鋼。各種吹灰器的主要性能參數見表1。 表1 蒸汽吹灰器主要性能參數 序號 項目 單位 爐膛吹灰器 長伸縮式吹灰器 空預器吹灰器 1 型號 / 不同廠家型號不同 2 行程 mm 255~400 ~10000 ~1300 3 吹灰角度 360 360 垂直向上 4 有效吹掃半徑 mm ~2000 ~2000 1200~1500 5 每次吹掃時間 s 20~25 300~600 ~1800 6 汽耗率 kg/min 66~70 36~100 70~90 7 吹掃蒸汽壓力 MPa 0.8~1.98 0.8~1.98 0.8~1.98 2.3 技術性能特點
蒸汽吹灰器作為一種傳統的吹灰方式,高溫高壓蒸汽直接吹掃受熱面,對清除受熱面的積灰和掛渣都有較好的作用,對結渣性強、灰熔點低的灰效果也很好。其主要優缺點如下:
優點:(1) 可以布置在鍋爐各個部位,能對爐膛、水平煙邊、尾部豎井的受熱面直接進行吹灰。
(2) 對結渣、灰熔點低和較粘的灰效果也很好。
(3) 蒸汽直接從鍋爐引接,按設定程序運行吹灰。
(4) 短吹灰器運行可靠,長吹灰器也較為可靠。
缺點:(1)吹灰耗費蒸汽,降低了煙氣露點,增加了鍋爐補給水。
(2)吹灰只能清除所吹到的受熱面,吹灰有死角。
(3)長伸縮式吹灰器伸縮部分易變形卡澀,蒸汽吹傷受熱面引起爆管,且維護量大,結構尺寸大,佔用較大的空間位置。 3.1 工作原理
燃氣脈沖激波吹灰器的工作原理是利用空氣和可燃氣體(如氫氣、乙炔氣、煤氣、液化氣和天然氣等)以適當的比列混合,在一特殊的容器中混合,經高頻點火,產生爆燃, 瞬間產生的巨大聲能和大量高溫高速氣體,以沖擊波的形式振盪、撞擊和沖刷受熱面管束,使其表面積灰飛濺,隨煙氣帶走。
3.2 主要型式
燃氣脈沖激波吹灰器根據氣體混合點的設置位置分為串連式和並聯式兩種型式。串連式系統是指氣體混合點設置在主幹管路上,經點火器後產生的高溫氣體再經分配器至各吹灰點;並聯式系統是指氣體混合點設置在各吹灰點的分支管路上,經點火器後產生的高溫氣體直接至各吹灰點。從系統設置而言,並聯式系統比串連式系統 更安全、控制更靈活。
3.3 技術性能特點
燃氣脈沖激波吹灰器主要由燃氣供給系統、空氣供給系統、氣體混合罐、點火器、激波能量分配系統、激波發生器和沖擊管等構成。其主要優缺點如下:
優點:(1)沖擊波能量大,既適合鬆散性積灰又適合粘結性積灰。
(2)整個系統簡單,無轉動機械,運行程序化,檢修工作量小。
(3)結構尺寸小,佔用較小的空間位置。
缺點:(1)吹灰消耗燃氣,需定期更換供氣設備。
(2)吹灰主要對垂直沖刷面作用大,吹灰有死角。
(3)吹灰長期沖刷固定的受熱面,燃氣須注意安全。
現今,以上三類吹灰器都針對於不同廠家的工藝流程發揮著自己獨特的作用,其中沖擊波吹灰器成本低廉而且能滿足多種條件下不同的需求,所以應用最為廣泛。
3.3 沖擊波吹灰器的工轎虛藝流程
鍋爐在運行過程中,換熱表面上產生的積灰將減弱工質與煙氣間的熱交換,增加煙氣阻力,降低鍋爐熱效率,增加燃料消耗,影響鍋緩凳爐的正常運行。在工業鍋爐中,積灰有時還會引起尾部換熱器產生腐蝕,造成鍋爐運行危險。定期清除鍋爐換熱器表面的積灰可以保證鍋爐正常運行,降低鍋爐燃料消耗,提高換熱器的換熱效率和延長換熱器的使用壽命。此類型吹灰器很少採用國外產品,一是價格昂貴,其次是適用范圍小。國內廠家,如北京凱明陽,基本都是非標準定做,要根據不同的工藝流程,滿足客戶不同的需求,還會對客戶的管道和鍋爐保護鏈接,相對延長鍋爐壽命和管道壽命。另外,有效減少吹灰器數量,以最少的吹灰點滿足吹灰效果,降低了安裝成本和燃料成本。 4.1 工作原理
聲波吹灰器有雙音雙頻聲波吹灰器和單音單頻聲波吹灰器兩種,其發聲原理不盡相同,雙音雙頻聲波吹灰器是將壓縮空氣流經一個高音高頻發聲哨產生的高音高頻聲波和一個低音低頻聲波發生罩反射形成的低音低頻聲波進行耦合疊加產生雙音雙頻帶狀頻率聲波;單音單頻聲波吹灰器是將壓縮空氣或蒸汽流經金屬膜片、旋笛、發 聲共振腔或其它聲波發生組件產生很強的聲音;聲波在煙道或爐膛內傳播,牽動煙氣中的灰粒同步振動,在聲波振動及疲勞反復累計作用下,使微小的灰粒難以靠近積灰面,也使沉積在受熱面上的灰塵破壞剝離,從而達到清灰的目的。
4.2 主要型式
聲波吹灰系統主要由壓縮空氣管路系統、聲波吹灰器和程式控制裝置三部分組成。聲波吹灰器很簡單,由發聲裝置和導波裝置構成,就像一個高音喇叭一樣。兩種聲波吹灰器的主要性能參數見表2。 表2 聲波吹灰器主要性能參數 序號 項 目 單位 雙音雙頻聲波吹灰器 單音單頻聲波吹灰器 1 復合頻率帶 Hz 32.5--2000 32.5--360Hz 2 低音頻主頻率 Hz 50 / 3 高音頻主頻率 Hz 500 / 4 輻射功率 W ≥2000 600~1000 5 輻射方向 橢圓形 橢圓形 6 介質(壓縮空氣)流量 m/min 0.8~1.4 1.0~3.0 7 聲強 dB 135~155 130~158 8 清灰角度 360 360 9 有效吹掃半徑 m 10 3-9 10 控制電源 交流電220V,50Hz 交流電220V,50Hz 11 運行方式 間歇式,每次發聲
15-30s,間隔時間2h 間歇式,每次發聲15s,
間隔時間2h 12 使用壽命 4~8年 1~6年 註:雙音雙頻聲波吹灰器技術指標引自西安熱工研究院對該產品的技術檢測報告;膜片式聲波吹灰器技術指標引自國外某公司的網站。
由於雙音雙頻聲波吹灰器功率大、壽命長、維護量小、運行成本低,近幾年已在十多家電廠鍋爐上安裝使用,甚至安裝在煤粉倉上對防止煤粉結塊堵塞效果也較好。
4.3 技術性能特點
上世紀八十年代國外開始研製聲波吹灰器,經過20餘年的發展和改進,聲波吹灰器技術已逐步成熟。聲波吹灰器的主要優缺點如下:
優點:(1)利用聲波與灰粒及積灰發生振動和共振,適合鬆散性積灰。
(2)吹灰器簡單可靠,無轉動機械,運行程序化,維修工作量很少。
(3)聲波可以達到其它吹灰器難以達到的位置,不留死角。
(4)對受熱面管壁無吹損、無腐蝕,運行成本低。
缺點:(1)產生的聲能能量有限,影響了其使用范圍。 5.1 產品概述
CHQ(壓縮空氣激波吹灰器)是針對節能減排研發的一種以壓縮空氣為介質,採用泄壓爆發釋放技術,利用瞬間生產超音速流體激波(沖擊波)的能量,清除鍋爐積灰的新型吹灰器。產品相比傳統的機械吹灰器(蒸汽吹灰器)、聲波吹灰器、燃氣激波吹灰器,具有效率高、耗能低、結構簡單、安全可靠、維修方便、智能控制等優點,實為理想的鍋爐吹灰裝置。 5.2產品結構
CHQ(壓縮空氣激波吹灰器)主要由激波發生器、步進旋轉噴頭、中央控制櫃、就地控制櫃和空氣壓縮機(氣源)等設備組成。
5.2.1.激波發生器
激波發生器是由儲蓄罐和泄壓釋放結構組成,其容積可分為0.02m3~0.10m3多種規格,儲蓄罐能承受1.0MPa~1.6MPa的工作壓力。泄壓釋放結構在罐體中,當壓力達到額定值時,可自動泄壓,而引發激波發生器罐體內壓縮空氣瞬間釋放產生激波(沖擊波),泄壓響應時間為0.5S。
5.2.2.步進旋轉噴頭
步進旋轉噴頭是壓縮空氣激波吹灰器的沖擊波釋放口,其特點在於改變吹灰方位能夠較大的處理鍋爐管束表面的積灰。每次吹灰步進旋轉噴射口自動軸向順時針旋轉30°角,連續工作12次即完成一個單點吹灰器的周期工作(360°)。步進旋轉噴頭的噴口與步進旋轉噴頭的軸線成15°~45°夾角,使噴射口噴出的沖擊波更好的對准積灰面,從而達到每次有效吹灰的完成。
5.2.3.中央控制櫃
控制器主體採用PLC可編程式控制制器,可實現自動或手動控制模式,也可遠程式控制制與DCS兼容等功能。
5.2.4.就地控制櫃
實現方便靈活的現場就地單台操作,為檢修維護提供了便利的條件。
5.3 工作原理
CHQ(壓縮空氣激波吹灰器)是一種以壓縮空氣為介質,採取泄壓釋放技術,利用瞬間產生的超音速氣體沖擊波(激波),清除鍋爐積灰的新型鍋爐吹灰裝置。根據物理學理論,氣體的體積V,強壓P,和溫度T,三個狀態參量,存在著固定的物態方程關系,它們之間互為函數,這種函數關系是守恆的,因此可以通過從一種狀態變換到另一種狀態,並獲得設計期望的結果,既我們研製壓縮空氣激波吹灰器的原理。
5.4技術參數 參數名稱 單位 CHQ(壓縮空氣激波吹灰器)-0.02/50-B CHQ(壓縮空氣激波吹灰器)-0.1/80-B 有效吹灰作用范圍 m 6 9 吹灰頻率 次/周 每點方位周期(360°)的脈沖次數為12次 最大工作壓力 MPa 1.0~ 1.6 激波發生器的罐體容積 m3 0.02 0.10 脈沖聲級 dB ≥ 150 工作雜訊 dB ≤ 80 噴頭步進行程 ° 30 噴頭出口內徑¢ mm 50 80 控制模式 PLC編程式控制制,每單元可控制24個點位 適配空氣壓縮機 台 W-/12.5 重量(空氣壓縮機除外) Kg 45 224 罐體外形尺寸直徑×長度 mm 273× 600 325×1000