梁明貴　宋繼勇　中國石化中原油建工程有限公司普光氣田

同步頂升技術(shù)在大型設(shè)備更換中的應(yīng)用

梁明貴宋繼勇
中國石化中原油建工程有限公司普光氣田

同步頂升技術(shù)是將物體在某一水平面切斷，使其與基礎(chǔ)分離變成一個(gè)可移動(dòng)的重物，選取好支點(diǎn)并對應(yīng)放置頂升設(shè)備，緩慢頂起重物。普光氣田天然氣凈化廠采用同步頂升技術(shù)和設(shè)備平移技術(shù)更換末級硫冷凝器，使整個(gè)施工工期縮短20天，節(jié)約安裝費(fèi)用90余萬元。同時(shí)因施工周期縮短，提高了凈化天然氣的產(chǎn)量，20天共增加天然氣產(chǎn)量6 000×104m3，按每立方米天然氣1.5元計(jì)算，普光氣田共提高凈化氣收益9 000萬元。

同步頂升技術(shù)；液壓千斤頂；基礎(chǔ)分離；施工工藝

1　同步頂升技術(shù)的發(fā)展應(yīng)用

同步頂升技術(shù)最早源于大型設(shè)備與建筑物移位（頂升、平移），建筑物移位在國外最早始于20世紀(jì)20年代，尤其在歐美國家應(yīng)用較多。人們對于有繼續(xù)使用價(jià)值或有文物價(jià)值的建筑物都很珍愛，不惜重金運(yùn)用整體移位技術(shù)將其轉(zhuǎn)移到合適位置予以重新利用和保護(hù)。我國掌握移位技術(shù)相對較晚，大約是在20世紀(jì)80年代，但發(fā)展迅速，至目前為止，國外開展的建筑物平移數(shù)量是30余棟，而我國則是136棟。

隨著時(shí)代的不斷發(fā)展，同步頂升技術(shù)的應(yīng)用也越來越廣泛。希臘雅典的奧拉匹克體育場的懸浮屋頂，面積約1萬平方米，采用由2個(gè)液壓泵站、8個(gè)雙作用拉式油缸組成的2套PLC控制滑行導(dǎo)向液壓系統(tǒng)，成功的將屋頂懸掛在兩根80 m高、直徑3.5 m、長304 m的主梁下面。上海音樂廳，采用了1套具有4組共60個(gè)高精度頂升點(diǎn)的計(jì)算機(jī)控制同步頂升和頂推系統(tǒng)，將建筑物同步頂升至預(yù)定高度，然后依靠有姿態(tài)控制能力的四路同步頂推系統(tǒng)，將建筑物推移至需要位置。上海音樂廳平移工程成為上海乃至全國規(guī)模最大、技術(shù)最復(fù)雜的一次古建筑平移工程。除此以外，同步頂升技術(shù)在橋梁頂升、大型設(shè)備與結(jié)構(gòu)吊裝、大型設(shè)備位移中也有廣泛應(yīng)用。

2　技術(shù)原理

同步頂升技術(shù)其技術(shù)含量頗高，它把結(jié)構(gòu)力學(xué)與工程技術(shù)緊密結(jié)合起來，解決了傳統(tǒng)吊裝工藝和大型起重機(jī)械在起重高度、起重質(zhì)量、結(jié)構(gòu)面接、作業(yè)場地等方面無法克服的難題。其主要技術(shù)原理：將物體在某一水平面切斷，使其與基礎(chǔ)分離變成一個(gè)可移動(dòng)的重物，選取好支點(diǎn)并對應(yīng)放置頂升設(shè)備，緩慢頂起重物。

3　施工工藝

此次普光天然氣凈化廠122-E-307設(shè)備更換，成功將重約180 t的設(shè)備頂起0.5 m，再次證明同步頂升技術(shù)在大型設(shè)備更換中應(yīng)用的可行性。

3.1頂升前的準(zhǔn)備

頂升施工方案，必須考慮承載結(jié)構(gòu)和被提升結(jié)構(gòu)或設(shè)備本身的強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性。要進(jìn)行施工狀態(tài)下結(jié)構(gòu)整體受力計(jì)算，并計(jì)算各頂升點(diǎn)的作用力，據(jù)此來配備千斤頂。對于施工支架或下部結(jié)構(gòu)、地基的承載能力應(yīng)進(jìn)行驗(yàn)算和檢測，確保支撐結(jié)構(gòu)的整體穩(wěn)定性，保證在最不利情況下的足夠安全性。

3.1.1加工設(shè)備底部托盤

根據(jù)廠家提供的設(shè)備制造圖紙，否定了千斤頂直接作用在設(shè)備本體上，通過在設(shè)備底部增加兩個(gè)托盤，讓千斤頂直接作用在托盤上，避免了在頂升過程中對設(shè)備造成損壞。為了保證其穩(wěn)定性，在參照原設(shè)備底座結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上最大限度地降低托盤的高度，托盤中心距底部高度僅為0.32 m。按照設(shè)備底座尺寸加工制作，托盤做法見圖1。底座板δ= 50 mm鋼板，加強(qiáng)板δ=30 mm鋼板，托盤δ=30 mm鋼板。

3.1.2加工承重結(jié)構(gòu)

設(shè)備底部距地面2.5 m，設(shè)備托盤高度為0.32 m，需在設(shè)備底部放置的平移軌道高度為0.2 m，而液壓千斤頂本體高度為0.785 m，行程為0.6 m，這樣就需要在千斤頂下面放置承重結(jié)構(gòu)。通過計(jì)算可知承重結(jié)構(gòu)最小高度為1.635 m，考慮足夠的工作余量，承重結(jié)構(gòu)的高度定為1.8 m。用型鋼加工制作2個(gè)放置液壓千斤頂?shù)钠脚_，放置在設(shè)備原底座外側(cè)，緊靠原設(shè)備基礎(chǔ)。平臺承重梁與下鋪鋼板（長3 m、寬2 m、δ=50 mm）滿焊，千斤頂受力座橫梁上加筋板，防止受壓變形。承重結(jié)構(gòu)見圖2。

圖1　設(shè)備托盤

圖2　承重結(jié)構(gòu)

3.1.3地基承載力檢測

委托有資質(zhì)的檢測單位對承重結(jié)構(gòu)處地基的承載能力進(jìn)行檢測，檢測出此區(qū)域的地基承載力必須滿足地基承載要求。為防止局部地基自然沉降，對放置承重平臺的區(qū)域用打夯機(jī)重新進(jìn)行夯實(shí)，并在支座底部鋼板下面鋪設(shè)2 m×3 m的枕木，保證其穩(wěn)定性，確保頂升過程中地基不會(huì)塌陷。

3.1.4同步液壓千斤頂

同步液壓千斤頂廣泛應(yīng)用于橋梁、交通運(yùn)輸和建筑工程的起重作業(yè)，是一種采用柱塞或液壓缸作為剛性頂舉件的千斤頂。在頂升作業(yè)時(shí)要選擇合適噸位的液壓千斤頂，承載能力不可超負(fù)荷，選擇液壓千斤頂?shù)某休d能力需大于重物重力的1.2倍。根據(jù)設(shè)備及承壓結(jié)構(gòu)的重量核算，選用TYZF150/650型液壓同步千斤頂2個(gè)?？紤]到設(shè)備支撐座的剛度及設(shè)備本體的平衡，同時(shí)考慮安全系數(shù)，決定在每個(gè)支座處采用一臺一拖四TYZF150/650型電動(dòng)同步液壓千斤頂。

3.2預(yù)頂

正式頂升前必須預(yù)頂，保證承重結(jié)構(gòu)、千斤頂、設(shè)備托盤等裝置在穩(wěn)定狀態(tài)下工作，對承重結(jié)構(gòu)、支座位置、傳力系統(tǒng)檢查合格后方可進(jìn)行正式頂升。預(yù)頂加力須分級緩慢加力，預(yù)頂須消除臨時(shí)立柱、千斤頂、剛性橫梁等裝置的變形。

3.3分步頂升

按100 mm為一步階進(jìn)行分步頂升，當(dāng)千斤頂起升到指定高度100 mm時(shí)及時(shí)檢查前后2套千斤頂?shù)墓ぷ鳡顩r是否一致，承重結(jié)構(gòu)、設(shè)備托盤、千斤頂?shù)妊b置是否穩(wěn)定無變形，地基是否無沉降，各部分合格后方可進(jìn)行下一步階的頂升工作。頂升中，千斤頂須緩慢加力。

3.4頂升結(jié)束

將設(shè)備頂至預(yù)定高度后，由于放置軌道滾杠周期較長，而液壓千斤頂不能長時(shí)間負(fù)載作業(yè)，所以要及時(shí)用長300 mm、寬150 mm、δ=50 mm鋼板在設(shè)備基礎(chǔ)和底座之間墊起，放置墊板時(shí)兩端要對稱放置。放置完墊板后，將千斤頂緩慢落下，頂升結(jié)束。

4　效益分析

按常規(guī)的施工方式，需要將原鋼結(jié)構(gòu)框架進(jìn)行拆除，由于框架結(jié)構(gòu)上端平臺上仍有其他大型設(shè)備，拆除工作量極大，且拆除完成后還需要大型履帶吊車進(jìn)行設(shè)備吊裝。而采用同步頂升技術(shù)和設(shè)備平移技術(shù)更換末級硫冷凝器，整個(gè)施工工期縮短20天，節(jié)約安裝費(fèi)用90余萬元。同時(shí)因施工周期縮短，提高了凈化天然氣的產(chǎn)量，20天共增加天然氣產(chǎn)量6 000×104m3，按每立方米天然氣1.5元計(jì)算，普光氣田共提高凈化氣收益9 000萬元。

5　結(jié)語

在普光天然氣凈化廠設(shè)備更換中應(yīng)用國際先進(jìn)的同步頂升技術(shù)，不但可以減少施工成本，而且也為下一步同工況的設(shè)備更換提供一些施工經(jīng)驗(yàn)。同步頂升施工技術(shù)在我國發(fā)展日臻成熟，可以在同類施工中大力推廣，它在工程建設(shè)行業(yè)具有廣闊的應(yīng)用前景。

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（欄目主持樊韶華）

10.3969/j.issn.1006-6896.2015.7.038

梁明貴：高級工程師，現(xiàn)為中石化中原油建工程有限公司普光氣田地面工程應(yīng)急搶修中心經(jīng)理，研究方向?yàn)橛蜌馓锏孛婀こ探ㄔO(shè)和腐蝕防護(hù)研究。

2015-03-10