摘 要：本文結(jié)合工程實(shí)例，詳細(xì)闡述了狹窄空間條件下采用門式桅桿滑移法整體吊裝大型氧化塔設(shè)備施工技術(shù)，并對其施工計(jì)算及質(zhì)量安全控制措施進(jìn)行了深入探討。

關(guān)鍵詞：狹窄空間；門式桅桿滑移法；吊裝 ；工業(yè)設(shè)備

中圖分類號：TU74

文獻(xiàn)標(biāo)識碼：B

文章編號：1008-0422（2009）06-020703

1引言

近年來石油化工項(xiàng)目工程基本上都是通過增加設(shè)備和改造生產(chǎn)線來提高生產(chǎn)能力，增加的高、重型塔類設(shè)備，由于安裝空間狹窄、位置緊湊等特點(diǎn)，給設(shè)備安裝施工造成一定的難度。隨著設(shè)備吊裝技術(shù)的日臻完善，在吸收同類設(shè)備吊裝技術(shù)的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步完善其吊裝技術(shù)而形成本工法。

2工程概況

湖南某大型化工企業(yè)技改工程，有8臺氧化塔須吊裝，最大氧化塔高34.6m，組裝后總重35.6t，由于吊裝作業(yè)現(xiàn)場位于兩廠房之間，布置相對集中，空間塔基礎(chǔ)相隔間距3.6m左右，基礎(chǔ)邊線距建筑物外墻僅約2.5m，空間較為有限，且周圍路面松軟，呈一線型分布，見圖1 。

3安裝施工方案的選擇

由于受吊裝場地限制，經(jīng)對可行的三種吊裝方法所需的施工機(jī)械、技術(shù)條件、工期、勞動(dòng)力等比較，如下表1。

從表1中可以看出：在可選擇的施工方案中，利用門式桅桿使設(shè)備滑移吊裝法，比較適合現(xiàn)場的實(shí)際情況，且操作簡單易行，整體移動(dòng)方便，更適合現(xiàn)場場地狹小，小范圍連續(xù)作業(yè)，故選用此方案施工。

3門式桅桿吊裝工藝原理及施工參數(shù)

3.1吊裝原理

根據(jù)塔類設(shè)備重量和外形尺寸制作門式桅桿，并選擇相應(yīng)的吊索、鋼絲繩、滑輪和卷揚(yáng)機(jī)，設(shè)備在現(xiàn)場組對平臺上組對好后使用滾杠和鋼排子移至基礎(chǔ)附近，利用門式桅桿起吊設(shè)備并不斷調(diào)整后引卷揚(yáng)機(jī)，最終使設(shè)備就位。

門式桅桿吊裝工藝的優(yōu)點(diǎn)是狹窄空間安裝高重型塔類設(shè)備吊裝技術(shù)成套化，安全可靠、技術(shù)可行、吊裝工藝簡單、方便操作。

3.2主要施工參數(shù)

3.2.1門式桅桿

本工程選用兩根高度36m、管徑Φ426mm×12mm、截面采用4L 100mm×10mm角鋼加強(qiáng)、單根額定起重量為25t的管式桅桿，頂部采用136c工字鋼。連接組成的間距為3.4m的門式桅桿見圖2 。

說明：以上門式桅桿用于化工廠8臺塔的吊裝；桅桿的纜風(fēng)繩按方案中要求布置；總數(shù)不少于8根；筋板1- 3的尺寸在現(xiàn)場按實(shí)際下料焊接；桅桿制作各部位焊接應(yīng)符合有關(guān)焊接規(guī)范要求；φ159管支撐與工字鋼連接應(yīng)以不妨礙桅桿頂部索具布置的跨距為宜；導(dǎo)向滑輪位置現(xiàn)場確定。

3.2.2起重滑輪組、鋼絲繩、卷揚(yáng)機(jī)

選用額定起重量為32t、型號為：H32×4D的輪滑輪組4個(gè)：選用6×37 +1d= 19.5；σ= 140kg/mm2的鋼絲繩；選用2臺5t卷揚(yáng)機(jī)。

3.2.3纜風(fēng)繩及地錨

選用6×19 +1d= 23；σ= 140kg/mm2的鋼絲繩做纜風(fēng)繩：查表選用承載能力為100KN的臥式地錨，見圖3。

3.2.4吊點(diǎn)捆扎

吊點(diǎn)捆扎選用6×37+ 1d= 28；σ= 140kg/mm2鋼絲繩，見圖4。在桅桿頂部固定滑輪組的鋼絲繩6×37+ 1d；σ= 140kg/mm2；d≥24mm。

圖4說明：捆扎點(diǎn)露出鋼絲繩；捆扎鋼絲繩采用6×37+ 1d= 28；σ= 140kg/mm2鋼絲繩繞設(shè)備捆綁8圈并在鋼絲繩與設(shè)備間墊方木防滑；捆扎前應(yīng)注意捆扎點(diǎn)鋼絲繩頭引出位置與底座螺栓孔及塔體安裝方位相對應(yīng)。

3.3主要材料

其它安裝施工的主要材料及機(jī)具規(guī)格、數(shù)量詳見下表2、表3。

4門式桅桿滑移吊裝施工技術(shù)

4.1吊裝時(shí)主要受力計(jì)算及校核

4.1.1臨界角計(jì)算

在吊裝過程中，當(dāng)塔體進(jìn)入鉛垂位置前，塔裙座與鋼拖排處于接觸升離開的臨界位置時(shí)鋼拖排對塔體的支力為零，此時(shí)，如不用制動(dòng)卷揚(yáng)機(jī)制動(dòng)，塔體在自重作用下，將繞吊耳自行回轉(zhuǎn)，此時(shí)塔體中心線與水平面的夾角稱為臨界角，臨界角及計(jì)算簡圖如圖5：

臨界角α為：α1=arctg()=87.47o

4.1.2塔體處于水平位置時(shí)各受力值計(jì)算

經(jīng)計(jì)算，塔體處于水平位置時(shí)各受力值計(jì)算如下表4，計(jì)算簡圖見圖6。吊裝中塔體所受的最大應(yīng)力出現(xiàn)在水平起吊時(shí)，最大應(yīng)力為：

σmax = 65＜[σ]137MPa ( 塔體安全)

4.1.3門式桅桿主要技術(shù)校核

1）吊裝重量校核 ：經(jīng)分析受力設(shè)備離排達(dá)到臨界角時(shí)桅桿受力最大，其計(jì)算載荷為：

Q計(jì)= K動(dòng)（Q + q ）= 1.1×（35.6+ 3）= 42.46 t

Q雙= 25×2 = 50t

由于Q雙>Q計(jì)，所以門式桅桿，滿足吊裝需要。

2）滑輪組校核：

荷載計(jì)算：P = ( Q + g ) K動(dòng)= ( 35.6+ 3)×1.1=42.6t

式中：P——滑輪計(jì)算荷載；

Q——起吊工作物重量；g——索具重量；

K動(dòng)——?jiǎng)虞d系數(shù)( 查表)P/2= 42.6/2=21.3t < 32 t ( 滿足要求)

4.1.4卷揚(yáng)機(jī)牽引力校核

Sn=PS=42.6／2×0.15=3.19 < 45 t ( 滿足使用要求)

式中：

Sn——牽引力( N)

P——滑輪計(jì)算荷載( N)

S——起吊時(shí)所需拉力(查表)

4.1.5鋼絲繩校核

吊裝所選用的6×37+1d=19.5，σ=140 Kg/mm2 的鋼絲繩， P破 =K×S=5×3.19=15.95t (式中K為安全系數(shù))，其中 P1=19.75 t×0.86=

16.985 t > P破(滿足需要)

此外，纜風(fēng)繩計(jì)算過程略，能滿足要求地錨、卷揚(yáng)機(jī)不再校核，能滿足要求。

4.2吊裝主要施工技術(shù)

整體吊裝示意如圖7所示，具體吊裝施工技術(shù)步驟如下：

1）設(shè)備現(xiàn)場組對在基礎(chǔ)附近預(yù)制的組對平臺上進(jìn)行，將分期到貨的設(shè)備移至平臺上組對焊接，并將裙座放置在拖排上。

2）進(jìn)行設(shè)備基礎(chǔ)驗(yàn)收和對施工機(jī)具作全面檢查、試驗(yàn)。

3）布置地面的滑道、地錨、卷揚(yáng)機(jī)、滑輪組，穿繞鋼絲繩，做好吊裝前的技術(shù)交底。

4）吊裝時(shí)，兩臺5t主卷揚(yáng)機(jī)同時(shí)起吊，使塔身緩慢上升，為保證吊點(diǎn)在規(guī)定的位置垂直升高，應(yīng)注意牽引卷揚(yáng)機(jī)的操作配合，使塔的底裙座隨吊耳的升高而靠近基礎(chǔ)的中心位置。

5）當(dāng)鋼拖排接近塔基礎(chǔ)時(shí)，用提升力和后牽引力的角度使塔底的裙座緩慢地離開鋼排直至塔體垂直地吊在基礎(chǔ)的正上方。

6）拆除塔底部吊具，使塔體豎直下降，將底部底裙座安裝在基礎(chǔ)地腳螺栓上，找正、找平后，緊固基礎(chǔ)螺栓。

7）安裝塔體內(nèi)部的塔盤等配件并連接工藝管道。

4.3安裝質(zhì)量要求

1）按照吊裝平面布置圖布置錨點(diǎn)、卷揚(yáng)機(jī)、桅桿及組對操作平臺。

2）門式桅桿及組對平臺制作要全部滿焊，桅桿的焊接要根據(jù)要求實(shí)施100%探傷。地錨位置誤差≤5，門式桅桿位置誤差﹤100mm。纜風(fēng)繩對地面夾角為300，誤差﹤5°，卷揚(yáng)機(jī)位置誤差< l m，朝向誤差< 2°，纜風(fēng)繩預(yù)張力達(dá)到規(guī)范規(guī)定。

3）桅桿直立，垂直度誤差小于桅桿高度的2/1000。吊裝中調(diào)整用2臺經(jīng)緯儀測量調(diào)整。

4）起重量必須由專職工程技術(shù)人員計(jì)算，重量誤差<10％，并由專職工程技術(shù)人員簽字認(rèn)可。

4.4施工安全措施

用管式龍門架滑移式法整體吊裝氧化塔，須保證多臺起升卷揚(yáng)機(jī)協(xié)同配合，并嚴(yán)格控制起重機(jī)吊索吊具的垂線角度，使其不超過規(guī)定的范圍，根據(jù)具體情況，施工中采取相應(yīng)的措施：

1）校正施工機(jī)具及塔體的起吊位置所有施工機(jī)具均應(yīng)按施工方案要求安裝在施工平面布置圖所標(biāo)定的位置安裝后進(jìn)行測量校正。吊裝前對設(shè)備基礎(chǔ)、地腳螺栓中心距，塔體方位、底部法蘭、吊耳捆扎的位置等都應(yīng)嚴(yán)格校正。各項(xiàng)檢查必須有專人負(fù)責(zé)，逐項(xiàng)填表記錄，直至全部合格后，才能吊裝。

2）所有施工機(jī)具的檢查所有施工機(jī)具均應(yīng)嚴(yán)格檢查、養(yǎng)護(hù)，試吊或正式吊裝前，所有受力鋼絲繩均應(yīng)預(yù)緊，吊裝時(shí)卷揚(yáng)機(jī)采用慢速。

3）對參加吊裝的人員應(yīng)認(rèn)真進(jìn)行有關(guān)吊裝方法、施工程序等安全技術(shù)交底。

4）在帶電的電線下作業(yè)時(shí)，工作的安全條件應(yīng)事先取得有關(guān)部門的同意，要嚴(yán)格注意安全，不得使吊桿、吊鉤、鋼絲繩、纜風(fēng)繩等碰到電線上，其相隔間距不得小于2m

5）起吊過程中，起升或下降要平穩(wěn)，不得有急動(dòng)或沖突現(xiàn)象；

6）用經(jīng)緯儀監(jiān)測吊裝過程中塔體及門式桅桿的變化情況，其各項(xiàng)狀態(tài)參數(shù)不得超過有關(guān)規(guī)定。

5結(jié)語

本工程門式桅桿滑移吊裝氧化塔取得了圓滿成功，由于運(yùn)用門式桅桿滑移吊裝法，大大節(jié)約了租賃吊裝機(jī)械的費(fèi)用，所制作的門式桅桿又可作為固定資產(chǎn)再利用，結(jié)合設(shè)備安裝預(yù)算，經(jīng)與其它吊裝方法對比測算，該項(xiàng)可降低成本10.2萬元，取得了較好的經(jīng)濟(jì)效益，可為類似工程提供借鑒。

參考文獻(xiàn)：

[1] 石油化工機(jī)器設(shè)備安裝工程施工及驗(yàn)收通用規(guī)范（SH/T3538-2005）.[S].北京，中國石化出版社，2005.

[2] 石油化工施工安全技術(shù)規(guī)程（SH 3505-1999）[S].

[3] 楊深波.焦炭塔頂部更換吊裝難點(diǎn)及對策.施工技術(shù)，2008，8.