本發(fā)明涉及焦?fàn)t施工工程，更具體地，涉及一種焦?fàn)t集氣系統(tǒng)的模塊化設(shè)計(jì)施工方法。

背景技術(shù)：

1、焦?fàn)t是用于煤炭化以生產(chǎn)焦炭的設(shè)備，屬于煉焦的主要熱工設(shè)備。焦?fàn)t的建造過(guò)程涉及土建基礎(chǔ)、筑爐耐材本體、鋼結(jié)構(gòu)安裝、管線(xiàn)安裝、電氣電儀設(shè)備等各個(gè)建筑專(zhuān)業(yè)和工序，其中焦?fàn)t頂集氣系統(tǒng)的建造施工是焦?fàn)t管線(xiàn)安裝專(zhuān)業(yè)中的一個(gè)重要施工環(huán)節(jié)。

2、焦?fàn)t建造過(guò)程中將安裝一座臨時(shí)的焦?fàn)t砌筑大棚，大棚內(nèi)頂部安裝有2～3臺(tái)行車(chē)，行車(chē)與砌筑完成的焦?fàn)t頂有一定高度的運(yùn)行空間。傳統(tǒng)施工方式多采用僅將集氣管在爐頂分段組裝焊接為數(shù)段，利用砌筑大棚內(nèi)行車(chē)吊裝就位后，再焊接成整體，之后在集氣管上散拼方式組裝鋼結(jié)構(gòu)操作平臺(tái)、管道支架、工藝管道、機(jī)電橋架等。傳統(tǒng)建造方式有諸多不足：建造質(zhì)量不易保證、高空施工風(fēng)險(xiǎn)大效率低、勞動(dòng)用工多成本高、環(huán)境污染重、工期長(zhǎng)。此外，根據(jù)生產(chǎn)工藝的多元化，爐型也呈現(xiàn)多樣化態(tài)勢(shì)，由于砌筑大棚加工制作成本高，不能根據(jù)不同的爐型儲(chǔ)備多座大棚。當(dāng)建造一些較大的爐型時(shí)，再利用大棚行車(chē)安裝集氣管、操作平臺(tái)和工藝管線(xiàn)就相當(dāng)困難或不能使用。

3、現(xiàn)有的中國(guó)專(zhuān)利cn?203212208提出了一種適用于管道模塊化施工的組裝、吊裝胎模架，該胎模架由縱、橫梁，支撐腿，懸吊臂，平臺(tái)，定位塊，斜撐組成，旨在此架上將管道加以固定，然后起吊至安裝部位，再將架體上管道安裝固定于建筑體上，之后降落胎模架，胎模架實(shí)現(xiàn)輔助安裝管道的作用。

4、現(xiàn)有的中國(guó)專(zhuān)利cn?114382951?a提出了一種模塊化的管道安裝方法，步驟和設(shè)備如下：確定管道尺寸，根據(jù)管道尺寸調(diào)整?？騼?nèi)支撐環(huán)位置，同時(shí)調(diào)整支撐環(huán)張口尺寸，保證支撐環(huán)與管道適配；固定兩個(gè)支撐環(huán)，通過(guò)對(duì)拉螺栓的固定方式將兩個(gè)支撐環(huán)進(jìn)行固定；安裝膠圈，在管道插口位置放置帶膠水的膠圈袋，膠圈袋為一圈設(shè)置且粘接于管道插口內(nèi)壁；安裝管道，將兩個(gè)?？?qū)庸潭?，兩個(gè)管道采用管道插接的方式固定，膠圈破裂后膠水分布于管道連接位置。該專(zhuān)利旨在將兩段管道對(duì)接連接。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、由于現(xiàn)有技術(shù)存在上述缺陷，本發(fā)明提供了一種焦?fàn)t集氣系統(tǒng)的模塊化設(shè)計(jì)施工方法，通過(guò)對(duì)集氣系統(tǒng)的模塊化分段進(jìn)行基于bim的正向結(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì)，保證集氣系統(tǒng)的建造滿(mǎn)足模塊化的制作和安裝要求，從而減少對(duì)焦?fàn)t砌筑大棚內(nèi)行車(chē)的依賴(lài)。

2、為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種焦?fàn)t集氣系統(tǒng)的模塊化設(shè)計(jì)施工方法，所述集氣系統(tǒng)包括集氣管、所述集氣管上的操作平臺(tái)、工藝管線(xiàn)及其管線(xiàn)支架；所述操作平臺(tái)通過(guò)所述集氣管兩側(cè)的立柱以及頂部的橫梁搭建；其特征在于，所述模塊化設(shè)計(jì)施工方法包括以下步驟：

3、步驟s1、將集氣系統(tǒng)進(jìn)行模塊化分段，確定模塊化分段長(zhǎng)度；分段標(biāo)準(zhǔn)是基于整個(gè)系統(tǒng)的重量、場(chǎng)地條件對(duì)模塊加工的限制、模塊重量對(duì)吊裝設(shè)備的要求是否滿(mǎn)足場(chǎng)地條件；

4、步驟s2、利用bim軟件對(duì)集氣管與操作平臺(tái)進(jìn)行整體化設(shè)計(jì)和施工；

5、步驟s3、利用bim軟件正向設(shè)計(jì)確定各工藝管線(xiàn)及其管線(xiàn)支架相對(duì)于集氣管中心的位置，相對(duì)位置關(guān)系包含水平和豎向方向位置；

6、步驟s4、根據(jù)模塊化分段長(zhǎng)度和所述步驟s3確定的相對(duì)位置建立集氣系統(tǒng)的bim分段模型；

7、步驟s5、利用bim分段模型將系統(tǒng)模塊分解成加工構(gòu)件，導(dǎo)出構(gòu)件數(shù)據(jù)并進(jìn)行編號(hào)，形成材料表和加工圖，加工獲得安裝構(gòu)件；

8、步驟s6、根據(jù)確定的相對(duì)位置組裝集氣管、操作平臺(tái)和管線(xiàn)支架；

9、步驟s7、根據(jù)確定的相對(duì)位置在管線(xiàn)支架上焊接管線(xiàn)定位箍；

10、步驟s8、在所述管線(xiàn)定位箍上安裝工藝管線(xiàn)，完成一段分段模塊的施工；

11、步驟s9、完成全部分段模塊的施工后，以所述集氣管作為吊裝受力結(jié)構(gòu)吊裝分段模塊至焦?fàn)t爐頂集成，完成集氣系統(tǒng)組裝。

12、進(jìn)一步地，所述步驟s2中，所述立柱與所述集氣管之間通過(guò)橫向帶孔鋼板及其配合的第一螺栓組件可拆卸地固定連接；所述橫梁與所述集氣管之間通過(guò)縱向帶孔鋼板及其配合的第二螺栓組件可拆卸地固定連接；所述橫向帶孔鋼板或縱向帶孔鋼板的一個(gè)側(cè)面貼合連接物的表面；所述橫向帶孔鋼板和縱向帶孔鋼板尺寸和螺栓組件規(guī)格的選取滿(mǎn)足所述集氣管作為吊裝受力結(jié)構(gòu)，承載分段模塊的全部重量的要求；帶孔鋼板的抗剪承載力f大于分段模塊的全部重量對(duì)所述帶孔鋼板的分配力g；帶孔鋼板的受壓方向長(zhǎng)度尺寸與板厚的比值不大于20。

13、進(jìn)一步地，兩塊所述橫向帶孔鋼板分別焊接在所述立柱和集氣管的中部相對(duì)側(cè)，配合螺栓組件進(jìn)行立柱與所述集氣管之間的一處連接；兩塊所述縱向帶孔鋼板分別焊接在所述橫梁和集氣管的中部相對(duì)側(cè)，配合螺栓組件進(jìn)行橫梁與所述集氣管之間的一處連接。

14、進(jìn)一步地，所述橫向帶孔鋼板和縱向帶孔鋼板的厚度分別為10mm，所述第一螺栓組件包括5根間距為100mm的m20螺栓；所述第二螺栓組件包括3根間距為100mm的m20螺栓。

15、進(jìn)一步地，所述管線(xiàn)支架包括支架立柱和支架橫梁。

16、進(jìn)一步地，所述步驟s3中，根據(jù)工藝管線(xiàn)的設(shè)計(jì)路線(xiàn)，所述管線(xiàn)支架安裝于所述操作平臺(tái)的頂部或側(cè)部；所述管線(xiàn)支架(8)的具體位置設(shè)計(jì)滿(mǎn)足現(xiàn)場(chǎng)工藝管線(xiàn)布置和生產(chǎn)要求。

17、與現(xiàn)有技術(shù)相比，上述發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn)或者有益效果：

18、(1)本發(fā)明的模塊化設(shè)計(jì)方法通過(guò)對(duì)集氣系統(tǒng)的模塊化分段進(jìn)行基于bim的正向結(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì)，保證集氣系統(tǒng)的建造滿(mǎn)足模塊化的制作和安裝要求，同時(shí)規(guī)避管線(xiàn)間的沖突矛盾，保證各分段的集氣管和工藝管線(xiàn)位置準(zhǔn)確、統(tǒng)一，將各分段組裝為整體時(shí)達(dá)到精準(zhǔn)對(duì)接，確保質(zhì)量?jī)?yōu)良。

19、(2)本發(fā)明的模塊化設(shè)計(jì)施工方法解決傳統(tǒng)的集氣系統(tǒng)需要利用砌筑大棚內(nèi)行車(chē)進(jìn)行散拼的問(wèn)題，使得能夠適時(shí)開(kāi)始焦?fàn)t集氣系統(tǒng)和操作平臺(tái)的制作，保證集氣管和工藝管線(xiàn)有充足的加工制作時(shí)間，減少對(duì)焦?fàn)t砌筑大棚內(nèi)行車(chē)的依賴(lài)。

20、(3)本發(fā)明可減少高空作業(yè)，降低安全風(fēng)險(xiǎn)；施工條件更良好，提升工程質(zhì)量；施工效率提高，節(jié)約人工成本；利于環(huán)境保護(hù)措施的實(shí)施。

技術(shù)特征：

1.一種焦?fàn)t集氣系統(tǒng)的模塊化設(shè)計(jì)施工方法，所述集氣系統(tǒng)包括集氣管(3)、所述集氣管(3)上的操作平臺(tái)(10)、工藝管線(xiàn)(7)及其管線(xiàn)支架(8)；所述操作平臺(tái)(10)通過(guò)所述集氣管(3)兩側(cè)的立柱(1)以及頂部的橫梁(2)搭建；其特征在于，所述模塊化設(shè)計(jì)施工方法包括以下步驟：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的焦?fàn)t集氣系統(tǒng)的模塊化設(shè)計(jì)施工方法，其特征在于，所述步驟s2中，所述立柱(1)與所述集氣管(3)之間通過(guò)橫向帶孔鋼板及其配合的第一螺栓組件可拆卸地固定連接；所述橫梁(2)與所述集氣管(3)之間通過(guò)縱向帶孔鋼板及其配合的第二螺栓組件可拆卸地固定連接；所述橫向帶孔鋼板或縱向帶孔鋼板的一個(gè)側(cè)面貼合連接物的表面；所述橫向帶孔鋼板和縱向帶孔鋼板尺寸和螺栓組件規(guī)格的選取滿(mǎn)足所述集氣管(3)作為吊裝受力結(jié)構(gòu)，承載分段模塊的全部重量的要求；帶孔鋼板的抗剪承載力f大于分段模塊的全部重量對(duì)所述帶孔鋼板的分配力g；帶孔鋼板的受壓方向長(zhǎng)度尺寸與板厚的比值不大于20。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的焦?fàn)t集氣系統(tǒng)的模塊化設(shè)計(jì)施工方法，其特征在于，兩塊所述橫向帶孔鋼板分別焊接在所述立柱(1)和集氣管(3)的中部相對(duì)側(cè)，配合螺栓組件進(jìn)行立柱(1)與所述集氣管(3)之間的一處連接；兩塊所述縱向帶孔鋼板分別焊接在所述橫梁(2)和集氣管(3)的中部相對(duì)側(cè)，配合螺栓組件進(jìn)行橫梁(2)與所述集氣管(3)之間的一處連接。

4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的焦?fàn)t集氣系統(tǒng)的模塊化設(shè)計(jì)施工方法，其特征在于，所述橫向帶孔鋼板和縱向帶孔鋼板的厚度分別為10mm，所述第一螺栓組件包括5根間距為100mm的m20螺栓；所述第二螺栓組件包括3根間距為100mm的m20螺栓。

5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的焦?fàn)t集氣系統(tǒng)的模塊化設(shè)計(jì)施工方法，其特征在于，所述管線(xiàn)支架(8)包括支架立柱(8-1)和支架橫梁(8-2)。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的焦?fàn)t集氣系統(tǒng)的模塊化設(shè)計(jì)施工方法，其特征在于，所述步驟s3中，根據(jù)工藝管線(xiàn)的設(shè)計(jì)路線(xiàn)，所述管線(xiàn)支架(8)安裝于所述操作平臺(tái)(10)的頂部或側(cè)部；所述管線(xiàn)支架(8)的具體位置設(shè)計(jì)滿(mǎn)足現(xiàn)場(chǎng)工藝管線(xiàn)布置和生產(chǎn)要求。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開(kāi)了一種焦?fàn)t集氣系統(tǒng)的模塊化設(shè)計(jì)施工方法，包括根據(jù)分段標(biāo)準(zhǔn)確定模塊化分段長(zhǎng)度、利用BIM軟件對(duì)集氣管與操作平臺(tái)進(jìn)行整體化設(shè)計(jì)和施工、利用BIM軟件正向設(shè)計(jì)確定各工藝管線(xiàn)及其管線(xiàn)支架相對(duì)于集氣管中心的位置、建立集氣系統(tǒng)的BIM分段模型、根據(jù)設(shè)計(jì)模型加工構(gòu)件和組裝、以所述集氣管作為吊裝受力結(jié)構(gòu)吊裝分段模塊至焦?fàn)t爐頂集成等步驟。本發(fā)明通過(guò)對(duì)集氣系統(tǒng)的模塊化分段進(jìn)行基于BIM的正向結(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì)，保證集氣系統(tǒng)的建造滿(mǎn)足模塊化的制作和安裝要求，從而減少對(duì)焦?fàn)t砌筑大棚內(nèi)行車(chē)的依賴(lài)。

技術(shù)研發(fā)人員：陳實(shí)平,吳鵬民,魏星亮
受保護(hù)的技術(shù)使用者：五冶集團(tuán)上海有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/10/21