CN112127477A - 一种大型炼钢高跨实腹式钢柱及其安装方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种大型炼钢高跨实腹式钢柱及其安装方法，属于厂房钢柱安装技术领域。本发明根据实腹式钢柱的结构形式、重量、长度和吊车的额定起重量等相关参数，对钢柱进行合理分段制作，将其分为下柱Ⅰ、下柱Ⅱ、上柱Ⅲ、上柱Ⅳ。其安装过程为，首先基础复测，设置垫板，下柱Ⅰ找正合格后，紧固地脚螺栓，再安装下柱Ⅱ；在下柱双肢实腹式单元上的柱间支撑、框架梁、平台梁进行安装；之后，对下柱Ⅰ与基础之间灌浆；安装上柱Ⅲ，并将与其连接的框架梁、平台梁进行安装，最后再进行上柱Ⅳ的安装。整个过程安全可靠，有效提高钢柱的安装效率和安装精度，而且保证了安装焊接工序交叉进行，扩大了安装作业面，缩短了工期，降低了成本。

Description

一种大型炼钢高跨实腹式钢柱及其安装方法

技术领域

本发明涉及厂房钢柱安装技术领域，更具体地说，涉及一种大型炼钢高跨实腹式钢柱及其安装方法。

背景技术

现有大型炼钢主厂房钢结构安装过程中，炼钢转炉跨厂房为多层高跨框架结构，平面和立体交叉作业多，结构高度高，高空作业量大，为了保证钢柱能够有足够的支撑作用，因而在实际生产过程中，一般将钢柱进行多段分割，一方面，便于将整个钢柱的生产；另一方面，钢柱在安装的过程中，从而便于吊装。

如中国专利号：ZL 201310397566.8，授权公告日：2015年11月4日，发明创造名称：一种用于大型钢结构厂房钢骨架的安装方法，该申请案的安装方法采用先找正、固定底段分段钢柱，然后在找正、固定各格的底段分段钢柱的顶部设设方便安装操作用的临时操作平台、拼装用辅助装置，这样便可以保证安装操作的安全、快捷和方便，同时，由于各件钢柱分成两段或三段甚至更多段进行安装，从而使吊装设备可以选择起重量较小的中型设备，进而还可以大量的减小起重设备的安装费用。

上述申请案虽然也是采用多段安装的方法对钢柱进行安装，但是该申请案中并未限制钢柱的具体分割段数，同时也并未对具体分割段进行限定，因而，在实际搭建过程中，如果分的段数较少，那么在吊装过程中，较重的钢柱容易发生二次吊装；如果分的段数较多，虽然后续在安装过程中，其钢柱吊装较为方便，但是，在焊接过程中，容易降低钢柱的安装精度，因而，需进一步改进。

发明内容

1、发明要解决的技术问题

本发明的目的在于克服现有技术中钢柱分段不合理的问题，提供一种大型炼钢高跨实腹式钢柱及其安装方法；本发明通过将整个钢柱合理分成四段，在保证吊装方便的基础上，降低各柱体之间的安装次数，保证整个钢柱的安装精度；此外，对位于底端的下柱Ⅰ和下柱Ⅱ相互间的高度进行限制，并对各柱体之间的长度进行限制，在保证拥有足够承载力的同时降低生产成本。

2、技术方案

为达到上述目的，本发明提供的技术方案为：

本发明的一种大型炼钢高跨实腹式钢柱，包括下柱双肢实腹式单元和上柱单肢实腹式单元，所述下柱双肢实腹式单元分为下柱Ⅰ和下柱Ⅱ；所述上柱单肢实腹式单元分为上柱Ⅲ和上柱Ⅳ，所述下柱Ⅰ的高度是下柱Ⅱ的1.25-1.35倍，且下柱Ⅰ和下柱Ⅱ的长度相等，所述上柱Ⅲ的长度是下柱Ⅱ长度的1/2，所述上柱Ⅳ的长度是上柱Ⅲ长度的1/2。

作为本发明的更进一步改进，所述上柱Ⅲ设置在下柱Ⅱ的一侧，上柱Ⅳ设置在上柱Ⅲ的另一侧。

作为本发明的更进一步改进，所述下柱Ⅰ包括主腹板Ⅰ、腹板Ⅰ和翼缘板Ⅰ，所述主腹板Ⅰ的两端各安装有一腹板Ⅰ，主腹板Ⅰ和两块腹板Ⅰ组成工字型结构；所述腹板Ⅰ的两端各安装有一翼缘板Ⅰ，所述腹板Ⅰ与安装在该腹板Ⅰ两端的翼缘板Ⅰ组成工字型结构。

作为本发明的更进一步改进，所述主腹板Ⅰ的中部两侧面各固定安装有一T型板Ⅰ，该T型板Ⅰ垂直的一端与主腹板Ⅰ的侧面相连，且所述T型板Ⅰ的高度与主腹板Ⅰ的高度相同；所述T型板Ⅰ、主腹板Ⅰ、腹板Ⅰ以及翼缘板Ⅰ所围成的区域中焊接有主肋板Ⅰ，所述主肋板Ⅰ设有多个，多个主肋板Ⅰ沿下柱Ⅰ的长度方向等间隔设置；位于同一块腹板Ⅰ上的两块翼缘板Ⅰ之间焊接有一侧肋板Ⅰ，所述侧肋板Ⅰ设有多个，多个侧肋板Ⅰ沿下柱Ⅰ的长度方向等间隔设置，所述侧肋板Ⅰ位于远离T型板Ⅰ的一端。

作为本发明的更进一步改进，所述下柱Ⅱ包括主腹板Ⅱ、腹板Ⅱ、翼缘板Ⅱ，所述主腹板Ⅱ的两端各安装有一腹板Ⅱ，主腹板Ⅱ和两块腹板Ⅱ组成工字型结构；所述腹板Ⅱ的两端各安装有一翼缘板Ⅱ，所述腹板Ⅱ与安装在该腹板Ⅱ两端的翼缘板Ⅱ组成工字型结构。

作为本发明的更进一步改进，所述主腹板Ⅱ的中部两侧面各固定安装有一T型板Ⅱ，该T型板Ⅱ垂直的一端与主腹板Ⅱ的侧面相连，且所述T型板Ⅱ的高度与主腹板Ⅱ的高度相同；所述T型板Ⅱ、主腹板Ⅱ、腹板Ⅱ以及翼缘板Ⅱ所围成的区域中焊接有主肋板Ⅱ，所述主肋板Ⅱ设有多个，多个主肋板Ⅱ沿下柱Ⅱ的长度方向等间隔设置；位于同一块腹板Ⅱ上的两块翼缘板Ⅱ之间焊接有一侧肋板Ⅱ，所述侧肋板Ⅱ设有多个，多个侧肋板Ⅱ沿下柱Ⅱ的长度方向等间隔设置，所述侧肋板Ⅱ位于远离T型板Ⅱ的一端。

作为本发明的更进一步改进，所述上柱Ⅲ设置在下柱Ⅱ的上端，该上柱Ⅲ包括腹板Ⅲ和翼缘板Ⅲ，所述腹板Ⅲ的两端各设有一翼缘板Ⅲ，腹板Ⅲ和两块翼缘板Ⅲ组成工字型结构；其中一翼缘板Ⅲ与下柱Ⅱ的腹板Ⅱ相对应，所述腹板Ⅲ与翼缘板Ⅲ所围成的区域中焊接有主肋板Ⅲ，所述主肋板Ⅲ设有多个，多个主肋板Ⅲ沿上柱Ⅲ的长度方向等间隔设置。

作为本发明的更进一步改进，所述下柱Ⅱ的一端的腹板Ⅱ和翼缘板Ⅱ的高度高于另一端的腹板Ⅱ和翼缘板Ⅱ，且高出的高度为1/5-1/4的上柱Ⅲ。

作为本发明的更进一步改进，所述上柱Ⅳ设置在上柱Ⅲ的上端，该上柱Ⅳ包括腹板Ⅳ和翼缘板Ⅳ，所述腹板Ⅳ的两端各设有一翼缘板Ⅳ，腹板Ⅳ和两块翼缘板Ⅳ组成工字型结构。

一种大型炼钢高跨实腹式钢柱的安装方法，其过程为：步骤a，对基础进行复测，并在相应位置上设置垫板；

步骤b，下柱Ⅰ在基础找正合格后，紧固地脚螺栓；

步骤c，在下柱Ⅰ的上端安装下柱Ⅱ；

步骤d，对下柱双肢实腹式单元的柱体之间的柱间支撑、框架梁、平台梁进行安装，使其形成稳定空间结构体系后；之后对下柱Ⅰ与基础之间进行灌浆；

步骤e，在下柱Ⅱ的上端安装上柱Ⅲ；

步骤f，对与上柱Ⅲ连接的框架梁、平台梁进行安装，使其形成稳定空间结构体系；

步骤g，在上柱Ⅲ的上端安装上柱Ⅳ。

3、有益效果

采用本发明提供的技术方案，与已有的公知技术相比，具有如下显著效果：

(1)本发明的一种大型炼钢高跨实腹式钢柱，通过将整个钢柱合理分成四段，在保证吊装方便的基础上，尽可能的避免二次吊装，同时降低各柱体之间的安装次数，从而保证整个钢柱的安装精度；此外，对位于底端的下柱Ⅰ和下柱Ⅱ相互间的高度进行限制，以及对各柱体之间的长度进行限制，使得整个钢柱在保证拥有足够承载力的同时降低生产成本；

(2)本发明的一种大型炼钢高跨实腹式钢柱，其上柱Ⅲ设置在下柱Ⅱ的一侧，上柱Ⅳ设置在上柱Ⅲ的另一侧，即下柱Ⅱ与上柱Ⅳ分别设置在上柱Ⅲ的两侧，形成一交错安装，该结构在后续安装行车等装置时，保证重心能够相对偏向于整个钢柱的中心，从而提高整个钢柱的承载能力；

(3)本发明的一种大型炼钢高跨实腹式钢柱，通过将各柱体设计成工字型结构，在保证整个钢柱在搭建的过程中，使得钢柱在保证拥有足够的承载能力的前提下，尽可能的降低整个钢柱的生产安装成本；

(4)本发明的一种大型炼钢高跨实腹式钢柱，在下柱Ⅰ和下柱Ⅱ上设有对应的T型板、主肋板以及侧肋板，能够进一步增强对应柱体的承载能力，从而有利于后续上柱Ⅲ、上柱Ⅳ以及行车等装置的安装。

(6)本发明的一种大型炼钢高跨实腹式钢柱的安装方法，通过将整个钢柱合理设计成四段，使得整个钢柱在搭建的过程中，柱体与柱体之间的安装次数少，从而降低整个安装过程的误差，保证钢柱的安装精度，同时，在保证便于吊装的基础上，尽可能的避免二次吊装。

附图说明

图1为本发明的一种大型炼钢高跨实腹式钢柱的结构示意图；

图2为图1中A-A处的剖面结构示意图；

图3为图1中B-B处的剖面结构示意图；

图4为图3中Ⅰ-Ⅰ处的剖面结构示意图；

图5为图1中C-C处的剖面结构示意图；

图6为图5中Ⅱ-Ⅱ处的剖面结构示意图；

图7为图1中D-D处的剖面结构示意图；

图8为图1中E-E处的剖面结构示意图；

图9为图1中F-F处的剖面结构示意图。

示意图中的标号说明：

10、下柱Ⅰ；11、主腹板Ⅰ；12、腹板Ⅰ；13、翼缘板Ⅰ；14、T型板Ⅰ；15、侧肋板Ⅰ；16、主肋板Ⅰ；17、加强筋；

20、下柱Ⅱ；21、主腹板Ⅱ；22、腹板Ⅱ；23、翼缘板Ⅱ；24、T型板Ⅱ；25、侧肋板Ⅱ；26、主肋板Ⅱ；27、加筋板；28、上顶板Ⅱ；

30、上柱Ⅲ；31、腹板Ⅲ；32、翼缘板Ⅲ；33、主肋板Ⅲ；34、上顶板Ⅲ；

40、上柱Ⅳ；41、腹板Ⅳ；42、翼缘板Ⅳ；

50、基础；51、垫板；

61、卸车吊耳；621、吊装吊耳一；622、吊装吊耳二；623、吊装吊耳三；

70、作业平台；

80、临时爬梯。

具体实施方式

为进一步了解本发明的内容，结合附图和实施例对本发明作详细描述。

实施例

结合图1，本实施例的一种大型炼钢高跨实腹式钢柱，包括依次安装在基础50上的下柱双肢实腹式单元和上柱单肢实腹式单元，所述下柱双肢实腹式单元分为下柱Ⅰ10和下柱Ⅱ20；所述上柱单肢实腹式单元分为上柱Ⅲ30和上柱Ⅳ40，所述下柱Ⅰ10的高度是下柱Ⅱ20的1.25-1.35倍，可以为1.25、1.28，1.30……1.33或1.35倍。

优选的，本实施例的下柱Ⅰ10的高度是下柱Ⅱ20的1.26倍。

此外，如图1所示，本实施例的下柱Ⅰ10和下柱Ⅱ20的长度相等，所述上柱Ⅲ30的长度是下柱Ⅱ20长度的1/2，所述上柱Ⅳ40的长度是上柱Ⅲ30长度的1/2。下柱Ⅰ10、下柱Ⅱ20、上柱Ⅲ30以及上柱Ⅳ40的宽度都相同。

值得说明的是，对于大型炼钢厂房而言，其厂房整体高度较高，且在钢柱上需要安装行车等大型装置，因而，需要整个钢柱具有较大的承载能力，由于钢柱的下柱Ⅰ10、下柱Ⅱ20、上柱Ⅲ30和上柱Ⅳ40都依次安装在基础50上，承载时，下柱Ⅰ10、下柱Ⅱ20主要承受较大的载荷，在降低生产成本的基础上，控制下柱Ⅰ10和下柱Ⅱ20的长度，使二者的宽度相对于上柱Ⅲ30和上柱Ⅳ40较长，更进一步的，由下往上，其钢柱整体的长度呈递减的形式，因而，进一步降低生产成本。

此外，将整个钢柱合理分成四段，在保证吊装方便的基础上，尽可能的避免二次吊装，同时降低各柱体之间的安装次数，从而保证整个钢柱的安装精度。

结合图1，其上柱Ⅲ30设置在下柱Ⅱ20的一侧，上柱Ⅳ40设置在上柱Ⅲ30的另一侧，即下柱Ⅱ20与上柱Ⅳ40分别设置在上柱Ⅲ30的两侧，形成一交错安装，该结构在后续安装行车等装置时，保证重心能够相对偏向于整个钢柱的中心，从而进一步提高整个钢柱的承载能力。

结合图1和图2，本实施例的下柱Ⅰ10包括主腹板Ⅰ11、腹板Ⅰ12和翼缘板Ⅰ13，所述主腹板Ⅰ11的两端各安装有一腹板Ⅰ12，主腹板Ⅰ11和两块腹板Ⅰ12组成工字型结构；所述腹板Ⅰ12的两端各安装有一翼缘板Ⅰ13，所述腹板Ⅰ12与安装在该腹板Ⅰ12两端的翼缘板Ⅰ13组成工字型结构。

更进一步的，为了提高下柱Ⅰ10的承载能力，在主腹板Ⅰ11的中部两侧面各固定安装有一T型板Ⅰ14，该T型板Ⅰ14垂直的一端与主腹板Ⅰ11的侧面相连，且所述T型板Ⅰ14的高度与主腹板Ⅰ11的高度相同；所述T型板Ⅰ14、主腹板Ⅰ11、腹板Ⅰ12以及翼缘板Ⅰ13所围成的区域中焊接有主肋板Ⅰ16，所述主肋板Ⅰ16设有多个，多个主肋板Ⅰ16沿下柱Ⅰ10的长度方向等间隔设置；位于同一块腹板Ⅰ12上的两块翼缘板Ⅰ13之间焊接有一侧肋板Ⅰ15，所述侧肋板Ⅰ15设有多个，多个侧肋板Ⅰ15沿下柱Ⅰ10的长度方向等间隔设置，所述侧肋板Ⅰ15位于远离T型板Ⅰ14的一端。

为了便于对下柱Ⅰ10进行吊装，结合图1、图2、图3和图4，在主腹板Ⅰ11的一侧对称设有多对卸车吊耳61，多个卸车吊耳61沿下柱Ⅰ10长度方向等间隔设置，且本实施例的卸车吊耳61位于主腹板Ⅰ11、腹板Ⅰ12和翼缘板Ⅰ13围成的区域，具体参见图2。

此外，结合图3和图4，在下柱Ⅰ10的顶部安装有吊装吊耳一621，由于下柱Ⅰ10的本身重量总体较重，因而，其吊装吊耳一621设有4个，且4个吊装吊耳一621两两对称设置在主腹板Ⅰ11上，所述吊装吊耳一621的底端与对应的主肋板Ⅰ16的上表面相连，即采用四点吊装。

更进一步的，本实施例在主肋板Ⅰ16的下表面上设有加强筋17，该加强筋17的数量与吊装吊耳一621的数量一一对应，且吊装吊耳一621的位置与加强筋17的位置相对应，从而保证吊装时的稳定性。

同样的，结合图1、图3、图5和图6，本实施例的下柱Ⅱ20包括主腹板Ⅱ21、腹板Ⅱ22、翼缘板Ⅱ23，所述主腹板Ⅱ21的两端各安装有一腹板Ⅱ22，主腹板Ⅱ21和两块腹板Ⅱ22组成工字型结构；所述腹板Ⅱ22的两端各安装有一翼缘板Ⅱ23，所述腹板Ⅱ22与安装在该腹板Ⅱ22两端的翼缘板Ⅱ23组成工字型结构。

所述主腹板Ⅱ21的中部两侧面各固定安装有一T型板Ⅱ24，该T型板Ⅱ24垂直的一端与主腹板Ⅱ21的侧面相连，且所述T型板Ⅱ24的高度与主腹板Ⅱ21的高度相同；所述T型板Ⅱ24、主腹板Ⅱ21、腹板Ⅱ22以及翼缘板Ⅱ23所围成的区域中焊接有主肋板Ⅱ26，所述主肋板Ⅱ26设有多个，多个主肋板Ⅱ26沿下柱Ⅱ20的长度方向等间隔设置；位于同一块腹板Ⅱ22上的两块翼缘板Ⅱ23之间焊接有一侧肋板Ⅱ25，所述侧肋板Ⅱ25设有多个，多个侧肋板Ⅱ25沿下柱Ⅱ20的长度方向等间隔设置，所述侧肋板Ⅱ25位于远离T型板Ⅱ24的一端。

在主腹板Ⅱ21的一侧对称设有多对卸车吊耳61，多个卸车吊耳61沿下柱Ⅱ20长度方向等间隔设置，下柱Ⅱ20上卸车吊耳61的安装位置与下柱Ⅰ10的安装位置相同。此外，在下柱Ⅱ20的顶部接口处安装有2个吊装吊耳二622，2个吊装吊耳二622在下柱Ⅱ20的两侧交错设置，参见图5和图6。

本实施例的上柱Ⅲ30设置在下柱Ⅱ20的上端，下柱Ⅱ20的上端面上设有上顶板Ⅱ28上，所述上顶板Ⅱ28后续可以安装行车，因而，在上顶板Ⅱ28的底面上固定安装有多个加筋板27，从而提高上顶板Ⅱ28的承载能力，避免安装时发生变形的问题。

结合图1、图5、图6和图7，本实施例的上柱Ⅲ30包括腹板Ⅲ31和翼缘板Ⅲ32，所述腹板Ⅲ31的两端各设有一翼缘板Ⅲ32，腹板Ⅲ31和两块翼缘板Ⅲ32组成工字型结构；其中一翼缘板Ⅲ32与下柱Ⅱ20的腹板Ⅱ22位置相对应，所述腹板Ⅲ31与翼缘板Ⅲ32所围成的区域中焊接有主肋板Ⅲ33，所述主肋板Ⅲ33设有多个，多个主肋板Ⅲ33沿上柱Ⅲ30的长度方向等间隔设置。

值得说明的是，结合图1，其下柱Ⅱ20的一端的腹板Ⅱ22和翼缘板Ⅱ23的高度高于另一端的腹板Ⅱ和翼缘板Ⅱ，即高于上顶板Ⅱ28，且高出的高度为1/5-1/4的上柱Ⅲ30，优选的，本实施例高出上柱Ⅲ30高度的1/5。通过该结构设计，保证上柱Ⅲ30在安装过程中不会发生倾倒的问题，同时也起到对接过程中的定位作用，从而提高安装精度。

结合图1、图7、图8和图9，本实施例的上柱Ⅳ40设置在上柱Ⅲ30的上顶板Ⅲ34上，该上柱Ⅳ40包括腹板Ⅳ41和翼缘板Ⅳ42，所述腹板Ⅳ41的两端各设有一翼缘板Ⅳ42，腹板Ⅳ41和两块翼缘板Ⅳ42组成工字型结构。

值得说明的是，如图7所示，本实施例上柱Ⅳ40的其中一个翼缘板Ⅳ42与上柱Ⅲ30的其中一个翼缘板Ⅲ32的位置相对应，通过图1可知，上柱Ⅳ40与上柱Ⅲ30所对应的翼缘板Ⅲ32和下柱Ⅱ20的腹板Ⅱ22所对应的翼缘板Ⅲ32为不同的翼缘板Ⅲ32，从而形成交错安装，提高整个钢柱的承载能力。

本实施例在上柱Ⅲ30、上柱Ⅳ40上的对应位置设有多个卸车吊耳61，且多个卸车吊耳61沿对应柱体的长度方向等间隔设置。同时，在对应柱体的顶端对称设有吊装吊耳三623，从而便于柱体的吊装，具***置参见图7、图8和图9。

为了便于后续在安装或使用过程中，人员可以在钢柱上攀爬，沿着下柱Ⅰ10、下柱Ⅱ20、上柱Ⅲ30、上柱Ⅳ40的长度方向上设有临时爬梯80。

本实施例的一种大型炼钢高跨实腹式钢柱的安装方法，其过程为：

步骤一、分段制作

由于钢柱高度高，重量重，根据钢柱图纸相关尺寸及重量和吊车的额定起重量，将下柱双肢实腹式单元和上柱单肢实腹式单元各分两段制作，即下柱Ⅰ10、下柱Ⅱ20、上柱Ⅲ30和上柱Ⅳ40，每段柱体上设置的临时爬梯80、卸车吊耳61、对应的吊装吊耳、对接口定位板等均在制作厂加工完成。

所述临时爬梯80采用

圆钢冷弯成U型，U型两端水平留有长度35mm，将钢筋U型水平段沿柱体一侧自下而上焊接牢固；作为作业人员的上下爬梯，顶端配置防坠器。

所述卸车吊耳61、对应的吊装吊耳，根据钢柱的分段、结构型式、重量和重心位置，每段柱体设置不同形状和数量的卸车和吊装用的吊耳，吊耳采用厚度δ60mm～δ36mm的钢板制作，尖角处圆弧过渡，孔径与卸扣直径相匹配。

对接口定位板，分别设置在对应柱体的翼缘板上，定位板规格300mm*150mm*20mm的钢板制作焊接。

步骤二、施工准备

a、对下柱Ⅰ10基础及地脚螺栓的中心、标高进行复测。在下柱Ⅰ10的柱身+1.2处和牛腿下0.300处分别放置柱中心线，中心标记为两个上下排列的红三角；

b、基础50凿毛，采用座浆法设置垫板51，两地脚螺栓之间设置一组，柱脚外侧设置一组；

c、对下柱Ⅰ10的中心及相关尺寸进行复核，并做好相关标识；

d、各柱体间的对接口处临时作业平台70准备到位。

步骤三、下柱双肢实腹式单元吊装

【1】下柱Ⅰ10吊装

a、下柱Ⅰ10采用四点吊装，吊装吊耳一621设置在下柱Ⅰ10的顶端，该吊装吊耳一621采用δ60mm的钢板制作，吊具采用扁担平衡式。所述扁担式平衡式吊具，采用厚度δ50mm的钢板加工成梯形作为吊板，先在吊板上端开设两个吊装孔，作为起重机的吊装孔，孔与吊机的吊钩相匹配，再在吊板的下段对称开设两个圆孔，作为起吊钢柱的卸扣孔，圆孔的直径要大于卸扣的直径，吊板上开设的三个孔内侧均需打磨成圆角过渡，外侧均采用δ20mm的钢板对称焊接加固；

b、起吊时，待下柱Ⅰ10的上端吊至距离地面1m高度时，安装下柱Ⅰ10柱顶对接口处作业平台70和栏杆；安装完成后，缓慢起吊；

c、下柱Ⅰ10吊装到位后，必须使下柱Ⅰ10的中心与基础50的中心准确对中，垂直度控制在20㎜以内。

下柱Ⅰ10垂直度找正：在柱体吊装就位时采用起重机的起重臂回转进行找正，采用两台经纬仪，从两个相互垂直的方向同时对柱体的垂直度进行找正，再另架设一台经纬仪进行监控，以防止柱身扭转。采用一台水平仪对下柱Ⅰ10的底标高进行找正，标高找正利用Q50t螺旋千斤顶和设置在柱脚下的垫板51进行；垂直度和标高找正好后，紧固地脚螺栓后才能松钩，拧紧地脚螺栓再复核垂直偏差，待二次灌浆后才能全部复拧。

d、下柱Ⅰ10找正完毕后，即紧固地脚螺母，并将垫铁之间点焊牢固；柱脚暂不灌浆；待下柱Ⅰ10与下部平台结构形成稳定空间结构体系后进行再进行灌浆，灌浆前对钢柱垂直度进行复测；

【2】下柱Ⅱ20吊装

a、下柱Ⅱ20顶端采用两点吊装，吊装吊耳二622设置在下柱Ⅱ20的顶端，柱两侧交错设置，所述吊装吊耳二622采用δ60mm的钢板制作，吊装时，直接用钢丝绳和卸扣进行吊装。

b、起吊时，待下柱Ⅱ20上端吊至距离地面1m高度时，安装对接口处的作业平台70和栏杆；安装完成后，缓慢起吊；

c、下柱Ⅱ20垂直度找正：在下柱Ⅱ20吊装就位时也采用起重机的起重臂回转进行找正，采用两台经纬仪，从两个相互垂直的方向同时对钢柱的垂直度进行找正，再另架设一台经纬仪进行监控，以防止柱身扭转。

d、下柱Ⅱ20对接

1)设置引弧板、焊前预热：在焊接前，在柱体之间的翼缘板两侧设置有引弧板，对被焊接头进行除锈、清污，再用氧乙炔火焰对母材进行预热，预热温度为100-150℃；

2)焊接步骤：焊缝对接间隙采用厚度为8mm的钢板，先焊接对应的翼缘板、腹板，其次，焊接主腹板，再焊接主腹板上的T型板，对接焊缝焊接完后，最后，焊接纵向立焊缝。

3)焊接工艺顺序：首先八名焊工同时对称焊接翼缘板和腹板；焊接完后，四名焊工同时对称焊接主腹板；另四名焊工同时对称焊接主腹板上的T型板；所有焊缝均采用反面清根、打磨后对称焊接。整个过程中，其横向对接焊缝全部完成；再完成纵向对接焊缝。

4)焊后保温：焊接完毕之后立即用岩棉板对焊缝进行保温，使其进行缓慢冷却，焊接12～48小时后，对焊缝进行超声波探伤。

步骤四、上柱单肢实腹式单元吊装

【1】上柱Ⅲ30吊装

a、上柱Ⅲ30在吊装前，下柱Ⅰ10、下柱Ⅱ20之间的柱间支撑、框架梁、平台主梁均安装完，使之形成稳固的框架结构体系，方可吊装。

b、上柱Ⅲ30采用两点吊装，吊装吊耳三623设置在上柱Ⅲ30的顶端，所述吊装吊耳三623采用δ40mm的钢板制作；吊装时，直接用钢丝绳和卸扣进行吊装。

c、起吊时，待上柱Ⅲ30上端吊至距离地面1m高度时，安装对接口处的作业平台70和栏杆；安装完成后，缓慢起吊；

d、上柱Ⅲ30垂直度找正：采用两台经纬仪，从两个相互垂直的方向同时对钢柱的垂直度进行找正。

e、上柱Ⅲ30对接

1设置引弧板、焊前预热：在焊接前，在柱体之间的翼缘板两侧设置引弧板，对被焊接头进行除锈、清污，再用氧乙炔火焰对母材进行预热，预热温度为100-150℃；

2焊接步骤：焊缝对接间隙采用厚度为4mm的钢板，两名焊工同时对称施焊翼缘板，反面气刨清根、打磨后焊接；再同时对称焊接腹板，反面气刨清根、打磨后焊接。整个过程中，其横向对接焊缝全部完成；再完成纵向对接焊缝。

4焊后保温：焊接完毕后立即用岩棉板对焊缝进行保温，使其进行缓慢冷却，焊接12～48小时后，对焊缝进行超声波探伤。

【2】上柱Ⅳ40吊装

a、上柱Ⅳ40吊装前，为确保下部柱体的稳定性，与上柱Ⅲ30之间连接的柱间支撑、框架梁、平台主梁均安装完，方可吊装；

b、上柱Ⅳ40采用两点吊装，吊装吊耳三623设置在上柱Ⅳ40的顶端，该吊装吊耳三623采用δ36mm的钢板制作，吊装时直接用钢丝绳和卸扣进行吊装。

c、上柱Ⅳ40垂直度找正：采用两台经纬仪，从两个相互垂直的方向同时对钢柱的垂直度进行找正。

d、上柱Ⅳ40对接

1)设置引弧板、焊前预热：在焊接前，在柱体之间的翼缘板两侧设置引弧板，对被焊接头进行除锈、清污，再用氧乙炔火焰对母材进行预热，预热温度为100-150℃；

2)焊接步骤：焊缝对接间隙采用厚度为4mm的钢板，两名焊工同时对称施焊翼缘板，反面气刨清根、打磨后焊接；再同时对称焊接腹板，反面气刨清根、打磨后焊接。整个过程中，其横向对接焊缝全部完成；再完成纵向对接焊缝。

4)焊后保温：焊接完毕后立即用岩棉板对焊缝进行保温，使其进行缓慢冷却，焊接12～48小时后，对焊缝进行超声波探伤。

本实施例的一种大型炼钢高跨实腹式钢柱的安装方法，不仅安全可靠，有效提高钢柱的安装效率和安装精度，而且保证了安装焊接工序交叉进行，扩大了安装作业面，缩短了工期，降低了成本。

以上示意性的对本发明及其实施方式进行了描述，该描述没有限制性，附图中所示的也只是本发明的实施方式之一，实际的结构并不局限于此。所以，如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本发明创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种大型炼钢高跨实腹式钢柱，其特征在于：包括下柱双肢实腹式单元和上柱单肢实腹式单元，所述下柱双肢实腹式单元分为下柱Ⅰ(10)和下柱Ⅱ(20)；所述上柱单肢实腹式单元分为上柱Ⅲ(30)和上柱Ⅳ(40)，所述下柱Ⅰ(10)的高度是下柱Ⅱ(20)的1.25-1.35倍，且下柱Ⅰ(10)和下柱Ⅱ(20)的长度相等，所述上柱Ⅲ(30)的长度是下柱Ⅱ(20)长度的1/2，所述上柱Ⅳ(40)的长度是上柱Ⅲ(30)长度的1/2。

2.根据权利要求1所述的一种大型炼钢高跨实腹式钢柱，其特征在于：所述上柱Ⅲ(30)设置在下柱Ⅱ(20)的一侧，上柱Ⅳ(40)设置在上柱Ⅲ(30)的另一侧。

3.根据权利要求2所述的一种大型炼钢高跨实腹式钢柱，其特征在于：所述下柱Ⅰ(10)包括主腹板Ⅰ(11)、腹板Ⅰ(12)和翼缘板Ⅰ(13)，所述主腹板Ⅰ(11)的两端各安装有一腹板Ⅰ(12)，主腹板Ⅰ(11)和两块腹板Ⅰ(12)组成工字型结构；所述腹板Ⅰ(12)的两端各安装有一翼缘板Ⅰ(13)，所述腹板Ⅰ(12)与安装在该腹板Ⅰ(12)两端的翼缘板Ⅰ(13)组成工字型结构。

4.根据权利要求3所述的一种大型炼钢高跨实腹式钢柱，其特征在于：所述主腹板Ⅰ(11)的中部两侧面各固定安装有一T型板Ⅰ(14)，该T型板Ⅰ(14)垂直的一端与主腹板Ⅰ(11)的侧面相连，且所述T型板Ⅰ(14)的高度与主腹板Ⅰ(11)的高度相同；所述T型板Ⅰ(14)、主腹板Ⅰ(11)、腹板Ⅰ(12)以及翼缘板Ⅰ(13)所围成的区域中焊接有主肋板Ⅰ(16)，所述主肋板Ⅰ(16)设有多个，多个主肋板Ⅰ(16)沿下柱Ⅰ(10)的长度方向等间隔设置；位于同一块腹板Ⅰ(12)上的两块翼缘板Ⅰ(13)之间焊接有一侧肋板Ⅰ(15)，所述侧肋板Ⅰ(15)设有多个，多个侧肋板Ⅰ(15)沿下柱Ⅰ(10)的长度方向等间隔设置，所述侧肋板Ⅰ(15)位于远离T型板Ⅰ(14)的一端。

5.根据权利要求4所述的一种大型炼钢高跨实腹式钢柱，其特征在于：所述下柱Ⅱ(20)包括主腹板Ⅱ(21)、腹板Ⅱ(22)、翼缘板Ⅱ(23)，所述主腹板Ⅱ(21)的两端各安装有一腹板Ⅱ(22)，主腹板Ⅱ(21)和两块腹板Ⅱ(22)组成工字型结构；所述腹板Ⅱ(22)的两端各安装有一翼缘板Ⅱ(23)，所述腹板Ⅱ(22)与安装在该腹板Ⅱ(22)两端的翼缘板Ⅱ(23)组成工字型结构。

6.根据权利要求5所述的一种大型炼钢高跨实腹式钢柱，其特征在于：所述主腹板Ⅱ(21)的中部两侧面各固定安装有一T型板Ⅱ(24)，该T型板Ⅱ(24)垂直的一端与主腹板Ⅱ(21)的侧面相连，且所述T型板Ⅱ(24)的高度与主腹板Ⅱ(21)的高度相同；所述T型板Ⅱ(24)、主腹板Ⅱ(21)、腹板Ⅱ(22)以及翼缘板Ⅱ(23)所围成的区域中焊接有主肋板Ⅱ(26)，所述主肋板Ⅱ(26)设有多个，多个主肋板Ⅱ(26)沿下柱Ⅱ(20)的长度方向等间隔设置；位于同一块腹板Ⅱ(22)上的两块翼缘板Ⅱ(23)之间焊接有一侧肋板Ⅱ(25)，所述侧肋板Ⅱ(25)设有多个，多个侧肋板Ⅱ(25)沿下柱Ⅱ(20)的长度方向等间隔设置，所述侧肋板Ⅱ(25)位于远离T型板Ⅱ(24)的一端。

7.根据权利要求6所述的一种大型炼钢高跨实腹式钢柱，其特征在于：所述上柱Ⅲ(30)设置在下柱Ⅱ(20)的上端，该上柱Ⅲ(30)包括腹板Ⅲ(31)和翼缘板Ⅲ(32)，所述腹板Ⅲ(31)的两端各设有一翼缘板Ⅲ(32)，腹板Ⅲ(31)和两块翼缘板Ⅲ(32)组成工字型结构；其中一翼缘板Ⅲ(32)与下柱Ⅱ(20)的腹板Ⅱ(22)相对应，所述腹板Ⅲ(31)与翼缘板Ⅲ(32)所围成的区域中焊接有主肋板Ⅲ(33)，所述主肋板Ⅲ(33)设有多个，多个主肋板Ⅲ(33)沿上柱Ⅲ(30)的长度方向等间隔设置。

8.根据权利要求7所述的一种大型炼钢高跨实腹式钢柱，其特征在于：所述下柱Ⅱ(20)的一端的腹板Ⅱ(22)和翼缘板Ⅱ(23)的高度高于上顶板Ⅱ(28)，且高出的高度为1/5-1/4的上柱Ⅲ(30)。

9.根据权利要求8所述的一种大型炼钢高跨实腹式钢柱，其特征在于：所述上柱Ⅳ(40)设置在上柱Ⅲ(30)的上端，该上柱Ⅳ(40)包括腹板Ⅳ(41)和翼缘板Ⅳ(42)，所述腹板Ⅳ(41)的两端各设有一翼缘板Ⅳ(42)，腹板Ⅳ(41)和两块翼缘板Ⅳ(42)组成工字型结构。

10.根据权利要求9所述的一种大型炼钢高跨实腹式钢柱，其安装方法为，其特征在于，该过程为：步骤a，对基础(50)进行复测，并在相应位置上设置垫板(51)；

步骤b，下柱Ⅰ(10)在基础(50)找正合格后，紧固地脚螺栓；

步骤c，在下柱Ⅰ(10)的上端安装下柱Ⅱ(20)；

步骤d，对下柱双肢实腹式单元的柱体之间的柱间支撑、框架梁、平台梁进行安装，使其形成稳定空间结构体系后；之后对下柱Ⅰ(10)与基础(50)之间进行灌浆；

步骤e，在下柱Ⅱ(20)的上端安装上柱Ⅲ(30)；

步骤f，对与上柱Ⅲ(30)连接的框架梁、平台梁进行安装，使其形成稳定空间结构体系；

步骤g，在上柱Ⅲ(30)的上端安装上柱Ⅳ(40)。

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