一、施工前准备
1. 方案设计与参数规划
设计依据:遵循《钢结构设计标准》(GB 50017)、《建筑施工高处作业安全技术规范》(JGJ 80),结合烟囱外径(D)、高度(H)确定螺旋参数:
螺旋角度:30°-45°(兼顾省力与空间效率),螺距(每圈高度)1.5-2m;
踏步尺寸:踏板宽度≥300mm,高度 150-200mm,防滑纹深度≥3mm;
支架间距:水平方向 1.2-1.5m / 组,垂直方向 0.8-1m / 层,确保每延米承重≥300kg。
现场勘测:激光扫描烟囱表面弧度,标记检修口、法兰等障碍物位置,绘制 1:1 螺旋轨迹放样图。
2. 材料选型与加工
主体材料:Q235B 热镀锌槽钢([10#)作梯梁,∠63×6 角钢作支架,4mm 花纹钢板作踏板,热镀锌层厚度≥85μm;
连接件:10.9 级高强螺栓(M16)、M20 化学锚栓(混凝土烟囱用,拉拔力≥60kN);
预制工艺:数控切割梯梁弧度(误差≤2mm),平台休息区(每 10-15m 设 1 处)预焊护栏底座(高度 1.2m)。
二、基础支架安装
▶ 混凝土烟囱
定位放线:
沿烟囱外壁弹出螺旋中心线,每 2m 标记支架安装点,水平误差≤3mm,垂直误差≤5mm;
用电锤钻 Φ20mm 孔(深度 180mm),植入 M20 化学锚栓,静置 24 小时后测试拉拔力(≥60kN)。
支架固定:
安装 L 型支架(∠63×6 角钢焊接而成),支架面与烟囱切线垂直,用双螺母固定,扭矩扳手检测螺栓紧固力(100-120N・m)。
▶ 钢烟囱
表面处理:
打磨支架安装位置至金属光泽(直径 150mm 区域),清除防腐层及锈迹;
满焊 δ=12mm 钢板底座(尺寸 200×200mm),焊缝高度≥10mm,做 100% 磁粉探伤检测。
防腐补涂:
焊接区域涂刷环氧富锌底漆(60μm)+ 聚氨酯面漆(80μm),与原烟囱防腐层搭接≥50mm。
三、螺旋梯段安装
1. 地面预制与分段
将爬梯按 3-5 米 / 段预制,梯梁与踏板满焊(焊缝高度 6mm),每段两端预留连接法兰(厚度 16mm,螺栓孔间距误差≤1.5mm);
预拼装检查螺旋轨迹贴合度,梯梁与烟囱外壁间隙≤10mm,弧度误差≤3mm/m。
2. 高空吊装与校准
吊装工具:25 吨吊车(高度≤50m)或高空作业吊篮(高度>50m),使用尼龙吊带保护梯段防腐层;
定位安装:
首段梯段底部与基础支架螺栓临时固定,用经纬仪监测垂直度(偏差≤0.2% H);
以上各段通过法兰螺栓连接,每安装 2 段用激光测距仪检测螺距(误差≤20mm),调整螺旋角度至设计值;
休息平台处增设三角加强支架(∠75×8 角钢),平台与梯段焊接后铺设花纹钢板(焊点做防腐处理)。
3. 螺栓与焊接工艺
法兰连接使用 10.9 级高强螺栓,按 "十字对称法" 分初拧(50% 扭矩)、终拧(100% 扭矩,误差 ±10%);
支架与梯梁连接处采用满焊,焊渣清理后补涂两道面漆,涂层厚度≥200μm。
四、安全防护系统安装
1. 护栏与踢脚板
沿梯段外侧焊接 φ48×3.5mm 热镀锌钢管护栏,立杆间距≤1.5m,顶部扶手高度 1.2m,中间加设两道横杆(间距≤600mm);
踏板边缘焊接 150mm 高踢脚板(δ=3mm 钢板),与梯梁满焊连接,防止工具坠落。
2. 防坠落装置
梯梁内侧安装连续式防坠落导轨(材质 304 不锈钢),导轨与梯段同步螺旋上升,间距≤300mm;
每 5m 设置 1 个防坠落锚点,配备自锁器(锁止距离≤1.5m),符合 GB 6095 安全带标准。
3. 防雷接地
爬梯支架与烟囱防雷带用 40×4mm 镀锌扁钢焊接(焊接长度≥100mm),接地电阻测试≤4Ω;
金属构件连接处做跨接处理(编织铜线截面积≥4mm²),避免静电积累。
五、检测与验收
1. 结构性能检测
垂直度与螺旋精度:经纬仪测量整体垂直度(偏差≤0.3% H),螺旋轨迹半径误差≤5mm;
承重测试:在踏板施加 1.5 倍设计荷载(450kg/m),持续 30 分钟无变形,焊缝无开裂;
螺栓扭矩抽检:随机抽取 20% 螺栓,用扭矩扳手检测,不合格率≤5%(否则全检)。
2. 防腐与安全验收
涂层厚度仪扫描:热镀锌层≥85μm,补涂区域底漆 + 面漆总厚度≥200μm;
安全设施检查:护栏高度、踢脚板完整性、防坠落装置灵活性符合 JGJ 80 规范,出具第三方检测报告。
3. 资料移交
提供材料合格证、焊缝探伤报告、接地电阻测试记录、高空作业人员资质等文件;
绘制爬梯竣工图,标注支架坐标、螺栓规格及检测数据,归档备查。
六、注意事项
高空作业安全:
风速>10.8m/s(6 级风)、能见度<10m 时暂停施工,作业人员必须双钩安全带 "高挂低用";
平台下方设置半径 5m 警戒区,专人监护并禁止无关人员进入。
复杂烟囱处理:
双曲线型烟囱需 3D 建模后数控切割梯梁,每段安装前现场放样调整;
高温烟囱(>150℃)支架与烟囱间增设隔热垫块(硅酸铝纤维板,厚度 50mm)。
后期维护:
每年检查螺栓紧固度、防腐层破损情况,每 5 年进行一次全面荷载检测;
冬季施工时,化学锚栓需在≥5℃环境下固化,必要时采用加热措施。