吸收塔施工方案.docx
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吸收塔施工方案
一.工程概况
华能白杨河电厂位于山东省淄博市博山区，属中国华能集团公司全资企业。
现有装机总量440MW（3×50MW+2×145MW）。
本工程拟在拆除的3×50MW机组的场地上建设2×300MW热电联产机组，不考虑再扩建条件；机组同期建设烟气脱硫装置。
烟气脱硫工艺采用石灰石-石膏湿法脱硫系统，脱硫装置采用一炉一塔。
工艺水系统、石灰石浆液制备系统、压缩空气系统、石膏脱水系统、废水处理系统和排空系统为脱硫装置公用。
每套脱硫装置的烟气处理能力为单台锅炉BMCR工况时的100%烟气量，系统按设计煤质设计，脱硫效率≥97%。
吸收塔是整个排烟脱硫装置中最大、最重要的非标准设备，本工程共计2台，现场采用倒装法进行组对制作安装，焊接主要采用手工焊工艺。
吸收塔主要技术参数
项目
单位
要求
型式
立式圆筒形
数量
台
2
布置位置
室外
总高度
mm
32100
塔入口烟气量（标态，湿态）
Nm3/h
2,207,769
塔出口烟气量（标态，湿态）
Nm3/h
2,276,215
塔体材质（顶板、壁板、底板）
碳钢Q235-B
塔外部加强筋材质
碳钢Q235-A，Q235-B
罐底钢结构
碳钢Q235-A，Q235-B
烟气入口结构
碳钢Q235-A，Q235-B
烟气出口结构
碳钢Q235-A，Q235-B
按管及其余附件
碳钢20、Q235-A、Q235-B
平台、扶梯
碳钢Q235-A、Q235-B
二.编制依据
本施工方案的编制遵循国电电源[2002]849号“火力发电工程施工组织设计导则”，“火力发电工程建设标准”，结合本工程的具体条件以及施工的具体情况和施工经验，根据下列文件编制：
1）本工程相关专业及初步设计文件、图纸；
2）本工程设计文件厂区总平面布置及其有关资料；
3）国家及部颁现行有效版本技术规范、规程、验评标准。
《钢结构工程施工及验收规范》GB50205-2001
《火力发电厂焊接技术规程》DL/T869-2004
《电力建设施工及验收技术规范》（锅炉机组篇）DL/T5047-95
《立式圆筒型钢制焊接油罐施工及验收规范》GBJ50128-2005
《钢制压力容器焊接工艺评定》JB4708-2000
《钢制压力容器焊接规程》JB/T4709-2000
《压力容器无损检测》JB4730-94
《现场设备工业管道焊接工程施工及验收规范》GB50236-1998
《建筑工程质量管理条例》（中华人民共和国国务院令第279号）。
三.工程质量、安全目标：
质量目标：
安装工程项目单位工程优良率100%；
安装工程项目分部工程优良率为100%；
分项工程优良率为100%；
安装工程焊口一次检合格率98%以上。
安全目标：
杜绝人身伤亡事故；
杜绝重大施工机械设备损坏事故；
杜绝环境污染事故；
杜绝重大火灾事故；
杜绝重大坍塌及重大职业卫生伤害事故。
四.施工前的准备和工期要求
4.1施工前的准备
4.1.1组织技术人员、施工人员认真进行图纸初审、会审，编写指导性、可操作性强的作业指导书，对施工人员进行技术交底、安全交底。
4.1.2组织技术人员、施工人员认真学习有关规程、规范、标准。
4.1.3制定本单位的质量保证体系、安全保证体系，及确保体系有效运行的相关办法。
4.2基础验收
基础验收按照GB50202-2002“建筑地基基础工程质量验收规范”的要求对塔
体基础进行验收。
基础中心坐标距标准中心误差±15mm；
基础外形尺寸误差±15mm；
基础上平面标高与设计要求误差±15mm。
预埋件埋设坐标误差±5mm
预埋件埋设标高误差-0~+5mm
预埋件埋设平面度误差2mm
基础应设有：
基础中心、0°90°180°和270°四个方向的永久性测量标志。
4.3设备、材料准备
向监理及业主提交设备供货计划，组织原材料（辅助材料）进场，及时向监理和业主申报检验。
并对到货设备、材料进行外观质量检查和材料跟踪记录。
4.4倒装提升装置材料准备
塔壁安装采用倒装法（从顶层向下层安装）。
配置提升抱杆装置两套（4m长Φ219×8钢管抱杆共24根），型钢胀圈两套。
材料需求如下表：
名称
规格
数量
备注
钢管
Φ273×8
16支×14米
倒装提升用抱杆立柱224米
钢管
Φ108×4
500米
抱杆斜支撑
钢管
Φ219×5
1支14米
圆心抱杆
钢板
δ=20mm
29平方米
提升限位牛腿及吊耳
钢板
δ=14mm
16平方米
抱杆底板
钢管
DN40
380米
倒装提升拉杆2
圆钢
Φ20
260米
倒装提升拉杆1
钢丝绳
Φ38
16支×10米
一端插编成扣
花兰螺丝
500mm
25套
倒装提升拉撑1
槽钢
25#
85米
倒装提升胀圈
手拉葫芦
20吨
26台
倒装提升工具
千斤顶
10吨
6台
螺旋式
4.5力能准备
吸收塔附近配置两只电源配电箱，负荷以满足18台电焊机、20台角磨机及照明同时使用。
4.6工期要求
根据本项目业主、监理、总包的工期要求，结合工程的具体情况、现场的施工环境及我单位的施工能力，本吸收塔施工的工期为80天。
施工内容包括：
环板和底板支撑梁安装；底板安装；塔体壁板及塔顶安装；外部加劲环肋及支撑安装；楼梯平台安装。
五.作业人员及主要施工机具配备
5.1作业人员配置、资格
5.1.1作业人员配置、资格：
序号
作业人员工种
数量
资格要求
资质
1
技术员
2
能够审清本项目施工图纸，领会设计思想，掌握施工工艺，熟悉施工质量和安环要求。
助工以上
2
班组长
2
熟悉本项目施工的工艺流程，能有效组织好施工人员按照组装方案的要求施工，熟悉施工质量和安环要求。
高级工
3
安装工
40
熟悉掌握本项目的技术工艺要求，知道施工质量、安全要求。
中、初级工
4
焊工
12
熟悉焊接工艺及相关要求，具有相符合的焊工合格证书。
持证
5
起重工
2
熟悉掌握吊装技术要求，了解设备吊装特点，具有现场设备吊装施工的作业能力和经验。
有安监局颁发证书
6
安全员
1
熟悉安全规范要求、施工特点及吊装安全防护知识、安全预见性较强。
持证
7
吊车司机
2
熟悉机械性能、技术熟练、责任心强。
持证
8
架子工
2
专业技术熟练，了解吸收塔安装的施工特点和施工环境要求。
持证
5.1.2作业人员职责分工和权限：
序号
人员
职责和权限
1
技术员
1、全面负责吸收塔安装的技术工作，参加相关图纸会审，处理设计变更，编制施工作业指导书、技术、安全措施，并主持技术交底工作。
2、深入现场指导施工，及时发现和解决施工中的技术、质量隐患，按照组装方案的要求指导施工。
3、配合班组长进行施工验收的自检工作。
4、记录、整理施工记录和验收记录。
5、对违章操作，有权制止，严重者可令其停工，并及时向有关领导汇报。
2
班组长
1、负责组织安排施工人力，物力。
严格按照作业指导书的施工工艺要求，质量要求和安全环境要求进行施工。
全面负责质量、安全工作。
2、做好设备安装的质量自检和工序交接工作。
3、施工过程中，图纸不清不施工，材料不合格不施工，技术、安全不交底不施工，上一级工序验收不合格不施工。
4、发生质量、安全事故立即上报，同时组织本班组职工按照“三不放过”的原则认真分析。
3
作业人员
1、严格按照施工方案的施工工艺要求、质量要求和安全环境要求进行施工。
2、爱护施工所用工器具，严格按照操作规程作业。
3、发生质量、安全事故应保护好现场，并迅速告知有关领导，做好处理工作。
4、有疑难问题有权向技术人员、班组长请示解决办法，对自己的施工质量全面负责，对不正确、不明确的指挥有权不执行。
4
安全员
1、全面负责吸收塔组装安装工作的安全。
2、参加对指导书的审核工作，参加安全交底双签字工作，在工作中认真检查指导书的执行情况。
3、深入现场施工一线，及时发现事故隐患和不安全因素，督促采取防患措施，有权责令先停止工作，并立即研究处理。
4、做好事故的调查，分析和处理工作。
5
吊车司机
严格遵守安全规则及十不吊要求，有权拒绝违章指挥。
6
质检人员
1、熟悉相关图纸内容和有关质量标准，参加图纸会审，技术交底。
2、深入施工现场，掌握工程进度及质量情况，按照质量标准进行二级质量验收工作，配合项目部质检师、监理完成三级、四级质量验收。
对工作要一丝不苟，不徇私情。
3、对不能保证施工质量的方案提出否决建议，请有关领导部门处理。
4、整理、汇总质量验收记录。
5.2施工用工机具配备
施工作业工机具一览表
序号
名称、规格、型号
单位
数量
备注
1
汽车式起重机50t
台
1
2
汽车式起重机25t
台
1
3
平板拖车10t
辆
1
预制件运输
4
直流电焊机AX-50型
台
18
5
交流电焊机BX3-300型
台
8
6
电动空压机ZY-0.6/7-C
台
1
7
焊条烘干箱YGCH-1005000C
台
1
8
焊条保温筒
个
30
9
管道泵540m3/h72m
台
1
试水用
10
角向磨光机φ150
个
30
11
倒链20t
个
28
12
超声波探伤仪
台
1
检验、测量设备一览表
序号
名称、规格、型号
单位
数量
备注
1
经纬仪J2
台
1
经检验合格
2
水准仪S3
台
1
经检验合格
3
钢板尺500mm、1000mm
只
4
经检验合格
4
直角尺250×500
只
4
经检验合格
5
钢卷尺2.5m、5m、20m
只
20
经检验合格
6
盘尺50m
只
2
经检验合格
7
水平尺500mm
只
8
经检验合格
5.3施工安全用具统计表
序号
名称
规格
单位
数量
备注
1
安全帽
顶
64
经检验合格
2
安全带
条
64
经检验合格
3
防护眼镜
副
30
经检验合格
4
安全网
片
20
经检验合格
六.施工方法及施工步骤
6.1倒装法操作原理
本工程吸收塔本体部分采用倒链提升倒装法进行安装。
既在吸收塔底板铺设施工完后，在底板上安装提升抱杆装置，随后在底板上放出塔壁基准线，依据塔壁基准线组装塔体最上部第十三圈壁板并焊接，正装最上第十四、十五圈壁板、加强筋，同时在吸收塔周围的空地上搭建平台组合塔顶。
等第十五圈完后，利用50T汽车吊将组合好的塔顶放置在壁板上，找正后与第十五圈壁板焊接，并完成焊接检验工作。
然后安装塔内提升装置，将已完成的壁板连同锥顶整体提升至1米高度后，在外侧围下一圈即第十二圈壁板，待第十二圈壁板全部放置到位后继续提升已完成的壁板连同锥顶至第十二圈壁板高度，按图纸要求对口找正，焊接完成且检验合格后，继续提升已完成的壁板连同锥顶。
按同样方法依次逐层提升直至塔体全部组装完毕。
壁板提升过程中应同步完成塔体加强筋的安装。
待塔体全部组装完毕后再在塔内外搭设脚手架由上至下依次完成塔内件、出口烟道和塔平台钢结构的安装。
6.2倒装法工艺优越性
倒链提升倒装工艺提升平稳，安全可靠，减少高空作业，可以全天候施工，施工时无噪音、飞尘，作业环境好，有利于施工质量高，施工工期短。
其工艺特点如下：
用倒链和专用提升装置逐带进行倒装，减少高空作业和脚手架材料。
如采用正装，带板需要高空组对，大大增加人工、机械、材料的投入，并且增大安全费用投入。
工序安排更合理，顶升过程不受时间限制、能更好的保证工期。
6.3计算数据
6.3.1吸收塔壳体安装过程中手拉葫芦所需承载最大重量：
Ｇ＝160T
采用12只20T手拉葫芦（每个最大起重量可达20T）
在塔体安装到顶后实际每只葫芦承载为：
N=160/12=13.33T
则:
每只葫芦的负载率为：
a=13.33\20=66.7%
所以手拉葫芦的起重能力能满足本工程需要。
6.3.2风载作用对塔体施工的影响程度
为保证塔体再起升过程中的安全，在塔体第十四圈板圆周均布4个稳定吊耳，每个吊耳上预设一根揽风绳，长度45m，规格Φ25，在吸收塔顶部高度达到吸收塔直径2倍时，将四根揽风绳固定在对应的地锚上，随着塔体的升高释放揽风绳。
主要应对非正常天气状况下的强风对塔体产生的倾覆作用。
a、地面横风对塔体的作用力
根据国家标准，地面低空风压的计算：
P=1/2ρcv
其中：
P---单位面积压力（kg）
ρ---空气密度（STP=1.168kg/m³，以标准四周温度25°C，100KPa）
c---风力系数（弧面c=0.7）
v---风速m/s（按50年一遇最大风速33.0m/s计）
P=1/2ρcv
=1/2*1.168*0.7*33
=13.5kg/m²
塔体最大迎风面积S=D*H
=12.5*32.1
=401.25m²
则迎风面最大风力F=P*S=13.5*401.25=5416.88kg
b、塔体倾覆的条件：
风力产生的弯距大于塔体自重相对于转点的弯距
实际，风力弯距：
W1=F*H/2=5416.88*32.1/2=86940.93kgm
自重弯距：
W2=G*D/2=160000*12.5/2=1000000kgm
两着相比，W2：
W1=11.5，可得，W2远大于W1。
故在外在辅助措施的情况下，塔体的提升过程是安全的。
为进一步加强施工的安全性，另外增设四根揽风绳作更彻底的保障措施。
6.4主要施工工艺流程
塔壁加强筋组装焊接及质量检验
最上三层壁板及塔顶焊接及质量检验
提升装置安装及调试
塔底环板的铺设、焊接及质量检验、二次灌浆。
现场平面布置
施工技术交底
基础验收
半成品构件验收、质量检验
依次提升塔体各带板并完成检验工作直至塔体安装完毕
最上两层带板及锥顶提升，下层带板安装
除雾器支撑梁、喷淋管主管接口等须与塔壁焊接件安装
塔体塔壁检修人孔、接管和平台支架的安装
进、出口烟道安装
水压试验
楼子平台等附件安装
防腐、保温
剩余塔内配件安装
七．吸收塔筒体加工工艺
7.1顶盖加工流程：
最上节筒整圆组焊→顶板下料→卷圆→上第一层锥体→焊接→上第二层锥体→焊接→上第三层锥体→上角钢圈并焊接→焊接→上出口烟道→焊接。
7.2、壁板加工流程：
板材取方→压弧→运输吊放到底板边→组对竖缝（留1道不组）→提升上节→组合环缝→修组最后竖缝→竖缝焊接→环缝焊接→下一节安装。
7.3、下料：
7.3.1、顶盖板的放样、下料：
箱罐顶盖板是圆锥台形，放样前根据设计尺寸、要求进行下料尺寸计算放样排板图（经设计方确认）下料。
（排板图见附页）
7.3.2、壁板的下料、压弧：
根据设计直径、周长尺寸、及接管开口位置，设计排板图（经设计方确认）（排板图见附页），壁板的下料应以设计排板图按组装工艺程序自上而下进行，下料前应确认板材的规格尺寸，下料用20米卷尺必须有检验合格证，采用半自动火焰切割机切割，并环缝、纵缝按要求进行坡口按图纸要求打好加工，壁板下料尺寸误差应满足以下要求：
（测量位置见下图）
壁板长度AE、CF尺寸公差：
±2mm；
壁板对角线长度AF、AF公差：
±3mm；
壁板宽度AC、EF尺寸公差：
±2mm；
7.4、壁板卷制
（1）壁板卷制前应制作好样板和直线样板，样板应采用1mm厚白铁皮制作，弧形样板弦长为2m，直线样板长度为1m。
为防止运输过程中发生曲率变化，还须按吸收塔的曲率制作壁板运输胎具，胎具具体形式见下图：
（2）因现场使用的是三辊卷板机，卷制时板的两头300mm范围内无法卷制成型，应使用带头板，带头板应选用20毫米厚的碳钢板，宽度应比壁板宽度稍大，先将带头板按曲率卷好，壁板卷制时先将带头板放在下面，将壁板两头400mm范围内压制成型后去除带头板然后进行壁板中间部分的卷制，每块壁板卷制过程中应使用样板检查卷板的曲率和直线度，垂直方向上用直线样板检查，水平方向用弧形样板检查，卷制成型后将卷好的壁板垂直放置在平台上用弧形样板和直线样板进行复查，圆弧方向上与样板之间的间隙不得大于4mm，直线方向上与样板之间的间隙不得大于1mm；
（3）壁板卷制成型后应在内壁明显标注规格、厚度、材质、壁板号，并依次直立摆放整齐。
八.吸收塔安装工艺
吸收塔塔体安装内容：
环板和底板支撑梁安装；底板安装；塔体壁板及塔顶安装；外部加劲环肋及支撑安装；楼梯平台安装。
8.1环板、底板安装
8.1.1土建基础检查
8.1.1.1环板及地脚螺栓安装是吸收塔安装的关键环节，必须保证标高、水平度、圆度符合规范和设计要求，在确保安装牢固稳定后才能进行二次灌浆作业。
首先对土建一次浇筑的塔基础主体进行复查，复查环基标高、直径、纵横轴线、水平度（坡度）等，符合质量要求后，在环形基础上划定圆心，放出环形板安装基准线，放置板拼接，依次安装地脚螺栓并调节标高达到设计标高，临时固定牢固，安装角钢支撑梁。
调整轴线和标高与设计一致后，按照图纸要求进行环板和底板支撑梁、垫板的整体焊接。
焊接工序结束后，立即进行质量检验。
土建进行二次浇灌作业。
8.1.1.2二次浇灌作业要保证各平面的平整度，符合安装要求后，进行底板安装。
8.1.2底部角钢支架的制作、安装
8.1.2.1根据图纸WX-L0461S-B0205-02上的要求和土建基础相关尺寸，先下竖向角钢支撑的材料，等竖向角钢安装固定后，再依据现场实际下横向和纵向角钢支撑的材料。
8.1.2.2等底部角钢支架安装完毕后，开始安装底部环板。
利用半自动切割机，根据图纸尺寸和现场实际预制底部环板。
底环板的下表面涂环氧沥青漆两道，底部环板分12等分组成一个整圆，底环板的对接焊缝采用下加垫板的全溶透焊，对接焊缝应在二次浇灌混凝土前进行100%的超声检测。
8.1.2.3底部角钢支架在安装焊接时，应注意控制角钢表面的平整度，每10m弧长内任意两点高差不得大于6mm，整个圆周长度内任意两点高差不得大于12mm。
8.1.3底板制作、安装
8.1.3.1根据图纸尺寸和现场实际，利用半自动切割机下底板材料，整个底板分24等份，两两焊接后组成整圆。
底板安装前下表面涂环氧沥青漆两道，每块底板边缘50mm范围内不刷。
8.1.3.2底板安装前先检查角钢支撑梁倾角（坡度）和等份轴线，符合要求后在基础理论环形板四周水平位置标出0°、90°、180°、270°底板方位尺寸。
8.1.3.3底板铺设前，检查所有设备底板料，若有不平或变形，用机械或手工矫正平，消除凸凹及波浪变形，以减少焊接变形，铺设底板时，由基础中心开始，向周边辐射铺开，依次交叉，直至整个底板铺完。
8.1.3.4底板的焊接顺序严格按照安装图中所给的焊接顺序进行。
为了减少焊接变形，施焊时要有意识地缩短时间，按照顺序跳跃施焊，减少热应力集中，延长整体焊接时间，焊缝要求饱满，焊接完毕后，用砂轮机将凸出底板部分打磨平整。
8.1.3.5根据图纸要求，底板应在中心线与横向角钢支撑交点处开直径为20mm的小孔共计48个，在底板安装焊接时塞焊小孔并打磨平整，使底板与角钢支撑更贴紧。
8.1.4焊接工艺
底板焊接：
底板焊接过程中，电焊工均布在底板四周。
底板中间对接焊缝焊接原则是先将短焊缝焊完后再焊长焊缝，长焊缝焊接时，焊工应均匀对称分布，从中心向外分段退焊，底板与底圈壁板的环形角焊缝焊接顺序是在底圈壁板对接纵缝焊完后施焊，焊工对称分布在罐内和罐外，沿同一方向分段退焊。
为防止单面焊接引起的鼓起变形，焊前将所有钢板点焊成一个整体。
正式焊采用四人对称分段施焊，焊工从中心向四周先焊环向短缝，后焊径向长缝。
每段焊缝长度为300mm。
附底板焊接顺序示意图
吸收塔底板焊接顺序示意图
8.2塔体壁板安装
塔体壁板由十五层环带组成，塔壁纵向环向焊缝呈对接形式。
因受场地限制，对吸收塔本体采取自上而下安装顺序，倒装法施工，塔体分段组合，在吊装过程中使用专用的起吊工具，即抱杆及支撑、提升环梁（胀圈）、平衡拉杆等。
8.2.1抱杆设置：
抱杆竖立在底板上，（将其端板与底板段焊，安装结束用角向磨光机磨掉焊缝），以内径边缘往中心350mm处，圆周向均布12根，要求顶部水平，偏差不超过10mm，抱杆三侧向焊钢斜支撑。
按塔体设计内径，在塔底环板划出内壁圆周线，并沿圆周线下方，均布30个钢支墩，间隔约1300mm，支墩高400mm，要求上平面在同一水平面。
每根抱杆上挂合格的20吨倒链，用以提升每段环带壁板。
圆心处的抱杆顶板为一块Φ500mm厚度10mm的钢板，与圆周均布的抱杆用20根拉撑杆焊接连接，以保证抱杆结构整体性；中部设置一活动圆盘，比钢支墩高350mm，圆周均布14套花兰螺栓，用Φ16钢筋做拉杆与下层壁板圆周均布焊接，提升时花兰螺栓胀紧适度，用以确保提升平稳，防止倾斜，同时可作为上下段组合对口时校圆措施。
8.2.2倒装起升：
在每段塔体内侧下端口以内400mm处圆周均布焊接24块提升限位装置，其下平面水平，提升时胀圈卡紧限位装置。
胀圈上平面均布焊接12个吊耳与抱杆对应，分三段，每段长13.083m，胀圈之间用10吨千斤顶胀紧（放置千斤顶的上下两边用10mm钢板将胀圈临时连接），用以起吊提升和环缝焊接反变形措施。
塔体起升用倒链悬挂提升环梁。
顶紧限位装置，开始提升上层壁板，提升至设定高度，将下层壁板围在钢支墩平台上，进行组合焊接，归后将两层壁板的环缝进行焊接。
提升时，设专人指挥,要求施工人员体能基本一致，以保证起升的高度和速度同步。
垂直起升中心抱杆上设置的花螺栓拉盘，随壁板的起升而起升，以调节平衡，并防止局部拉力过大产生变形、晃动和倾斜。
在筒体组合时，各段均须在上下端口外侧标明圆周0°、90°、180°、270°线，筒体环缝对时以此为基准进行调整。
塔体安装过程中垂直度通过光学测量仪器进行测量、调整，环缝组合焊接完毕后，其下段筒体加固支撑方可拆除。
筒体下层壁板安装的同时上层壁板焊缝表面的打磨及无损检测工作同时进行。
8.3塔体壁板锥体安装
塔体上部直筒段安装完成以后，开始锥体部分安装。
塔体锥体段安装包括：
抱杆增加、锥体板安装和整体提升三个步骤。
1、抱杆增加：
在原有抱杆基础上增加数量到总需要量16根，沿同一圆周均布。
高度增加到14米，此高度确定由锥体及以下壁板垂直高度确定，还需要加上一圈壁板高度，还要加入20T葫芦所需高度、支座高度，适量增加富裕量。
抱杆安装必须保证垂直度，安装采用小型卷扬机安装。
相邻抱杆接口应尽量错开，抱杆对接处焊接使用J507焊条满焊，每个接口外用宽50㎜，长500㎜，厚14㎜钢板条8个均布，满焊加固。
圆心处抱杆用ø219×4无缝钢管，高度为14米，顶板为一块Φ500mm厚度10mm的钢板，与圆周均布的抱杆用16根拉撑杆焊接连接，以保证抱杆结构整体性；
所有抱杆用三圈支撑管依次连接起来，并与圆心处抱杆分三层连接，三层支撑件距地面高度分别为4米、9米和14米，相邻抱杆之间安装之字形斜撑三根，相邻两组斜撑组成棱形支撑框。
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