張書騰

摘 ?要：在機(jī)電安裝行業(yè)中，大型模塊化設(shè)備吊裝的比重日益增大，在該公司承接的南通王子造紙項(xiàng)目中，堆垛式取料機(jī)的安裝曾多次使用模塊化吊裝工藝并取得成功，該文就南通王子造紙項(xiàng)目堆垛式取料機(jī)的中心立柱、懸臂堆料機(jī)、取料及回轉(zhuǎn)俯仰裝置和刮板取料機(jī)等4個(gè)部分分析了對于模塊化安裝的應(yīng)用，為今后同類型的施工提供借鑒和參考。

關(guān)鍵詞：模塊化;結(jié)構(gòu)分析;吊裝

中圖分類號： TH24 ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

0 引言

堆垛式取料機(jī)發(fā)展的空間不斷擴(kuò)大，對于模塊化的吊裝在此的應(yīng)用，充分整合施工工序，既降低工程項(xiàng)目成本，同時(shí)進(jìn)一步規(guī)避風(fēng)險(xiǎn)，創(chuàng)造實(shí)用價(jià)值。對于堆垛式取料機(jī)的工廠化模塊制造有待進(jìn)一步發(fā)展，更好的將模塊化安裝應(yīng)用其中。

堆垛式取料機(jī)設(shè)備結(jié)構(gòu)主要分為中心立柱、懸臂堆料機(jī)、取料及回轉(zhuǎn)俯仰裝置、刮板取料機(jī)等四部分，其中懸臂堆料機(jī)為長74 400 mm，寬4 300 mm，高為4 030 mm的鋼結(jié)構(gòu)絎架，總重量78t，吊裝高度37 m，取料及回轉(zhuǎn)俯仰裝置為長73 067 mm，高4 268 mm，寬2 400 mm的鋼結(jié)構(gòu)箱體，總重94 t，吊裝高度為3 m。該設(shè)備構(gòu)件組裝銜接性較強(qiáng)，但經(jīng)過認(rèn)真地結(jié)構(gòu)分析、校核和反復(fù)的論證，得出采用兩臺350 T汽車吊作為主吊機(jī)進(jìn)行抬吊的吊裝法比較合理。下面詳細(xì)闡述設(shè)備結(jié)構(gòu)分析、設(shè)備部件安裝重點(diǎn)、模塊化建造技術(shù)、設(shè)備抬吊方法、設(shè)備吊裝重心計(jì)算等施工工藝和技術(shù)要求[1]。

1 設(shè)備結(jié)構(gòu)分析

堆垛式取料機(jī)主要有12個(gè)子模塊，包括旋轉(zhuǎn)底座、中心立柱框架、懸臂堆料機(jī)框架、堆料機(jī)皮帶機(jī)、懸臂堆料機(jī)框架斜撐、配重、取料機(jī)箱體、末端支撐、螺旋桿、回轉(zhuǎn)俯仰裝置、刮板支撐、耙子，各個(gè)子模塊通過工廠制作，部分子模塊進(jìn)行工廠組裝，如中心立柱框架、懸臂堆料機(jī)框架、懸臂堆料機(jī)框架斜撐和耙子等。

各個(gè)子模塊形成較大的單元，主要有4個(gè)部分，旋轉(zhuǎn)底座、中心立柱框架組成中心塔模塊，臂堆料機(jī)框架、堆料機(jī)皮帶機(jī)、懸臂堆料機(jī)框架斜撐、配重組成懸臂堆料機(jī)，取料機(jī)箱體、末端支撐、螺旋桿組成取料及回轉(zhuǎn)俯仰裝置，刮板支撐、耙子組成刮板取料機(jī)。4部分結(jié)構(gòu)特點(diǎn)差異較大，其中懸臂堆料機(jī)、取料及回轉(zhuǎn)俯仰裝置結(jié)構(gòu)最為復(fù)雜，長度、寬度及重量各方面參數(shù)最大，如圖1所示。

2 設(shè)備部件安裝重點(diǎn)

2.1 中心塔安裝重點(diǎn)

中心塔的旋轉(zhuǎn)底座為整個(gè)設(shè)備的基礎(chǔ)，底座的安裝水平度要求需達(dá)到0.3 mm/m，由于底座尺寸大，安裝調(diào)整非常困難，所以調(diào)整工作需連續(xù)性作業(yè)，來保證底座的精度要求。

2.2 懸臂堆料機(jī)安裝重點(diǎn)

懸臂堆料機(jī)的整體長度為74.4 m，吊裝高度37 m，為保證模塊中的皮帶機(jī)正常行走，需保證整個(gè)堆料機(jī)在安裝完成后到達(dá)整個(gè)長度方向上不得出現(xiàn)10 mm偏差，所以中心立柱與堆料機(jī)框架連接點(diǎn)處需及時(shí)增加調(diào)整墊片，通過兩端垂直測量桁架的水平度。

2.3 取料及回轉(zhuǎn)俯仰裝置安裝重點(diǎn)

取料機(jī)回轉(zhuǎn)俯仰裝置中的取料機(jī)箱體、末端支撐、螺旋桿需分別組成3個(gè)大的子模塊進(jìn)行整體吊裝，其中末端支撐與中心立柱底座中間連接的取料機(jī)箱體必須保證其直線度（長度75 m），3個(gè)子模塊的吊裝順序如下。1）吊裝末端支撐。2）吊裝箱體。3）吊裝螺旋桿，其中前2部分的吊裝工作尤為重要，直接影響螺旋桿的直線度。

3 模塊化建造技術(shù)

針對施工周期及施工安全性的考慮，本項(xiàng)目將模塊化建造技術(shù)應(yīng)用到施工過程中，首先模塊化建造是在建造場地上直接進(jìn)行，大大減少資源。下面描述整個(gè)模塊化建造技術(shù)的實(shí)施過程。

3.1 懸臂堆料機(jī)模塊拼裝

3.1.1 懸臂堆料機(jī)施工步驟

懸臂堆料機(jī)施工步驟如圖2所示。

3.1.2 工裝制作

工裝共制作12個(gè)，底部橫梁為H型鋼（300×300×10×15），立柱為方鋼（150×150），中部用方鋼（80×80）進(jìn)行支撐，具體如圖3所示。

3.1.3 ?絎架模塊預(yù)拼裝

將工裝放置在絎架長度的端頭，把每節(jié)絎架按照圖紙進(jìn)行吊裝，擺放在事先放置的工裝上。

3.1.4 現(xiàn)場測量定位并進(jìn)行精調(diào)

絎架擺放完畢后，用千斤頂和水準(zhǔn)儀調(diào)節(jié)每段的標(biāo)高（先調(diào)節(jié)D段絎架，再調(diào)節(jié)E、F、C、B，最終調(diào)節(jié)A段），用墊鐵進(jìn)行調(diào)平，并用連接螺桿固定;待全部絎架調(diào)平、調(diào)直后，經(jīng)驗(yàn)收合格后才可以焊接，焊接要求嚴(yán)格按照GB 50205—2001鋼結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范。

3.1.5 中間進(jìn)料口附件安裝

進(jìn)料口附件安裝時(shí)，應(yīng)保證整個(gè)附件組裝后的中心線與棧式存儲器絎架的中心線在一條直線上。

3.1.6 皮帶機(jī)的安裝

首先安裝皮帶機(jī)軌道，并根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙進(jìn)行調(diào)平。

皮帶機(jī)本體按照GB 50270—2010及設(shè)計(jì)說明進(jìn)行安裝。

3.2 取料及回轉(zhuǎn)俯仰模塊拼裝

3.2.1 取料及回轉(zhuǎn)俯仰模塊的施工步驟

取料及回轉(zhuǎn)俯仰模塊的施工步驟如圖4所示。

3.2.2 工裝制作

工裝共制作16個(gè)，底部橫梁為H型鋼（300×300×10×15），立柱為方鋼（150×150），頂部橫梁為H型鋼（200×200×8×12），具體如圖5所示。

3.2.3 取料機(jī)箱體預(yù)拼裝

根據(jù)每節(jié)箱體的尺寸將工裝放置在指定位置，通過水準(zhǔn)儀將每個(gè)工裝的高度調(diào)整在一個(gè)平面上，將箱體吊至工裝上，進(jìn)行預(yù)拼裝。

3.2.4 末端支撐拼裝

末端支撐由4個(gè)輪子、一個(gè)支撐架組成，此子模塊拼裝需在整個(gè)堆場的最外圓進(jìn)行拼裝，且拼裝是前后兩組輪子的中心連線必須與堆場圓相切，保證取料及回轉(zhuǎn)俯仰模塊拼裝完畢后能夠繞著圓周運(yùn)轉(zhuǎn)。

3.2.5 底部螺旋桿安裝

底部螺旋桿由16部分組成，每個(gè)構(gòu)件通過支撐架及軸承連接，拼裝需從頭部依次向尾部連接，保證連接的直線度。

3.3 ?各模塊整體吊裝順序

各模塊整體吊裝順序如圖6所示。

4 設(shè)備抬吊方法及設(shè)備吊裝重心計(jì)算

4.1 設(shè)備抬吊方法

根據(jù)設(shè)備重量，外形尺寸，安裝位置以及現(xiàn)場實(shí)際情況，綜合考慮進(jìn)度、費(fèi)用、安全等因素，最終決定采用如下方案：第一天吊裝中心塔模塊及懸臂堆料機(jī)，第二天吊裝取料及回轉(zhuǎn)俯仰裝置及刮板取料機(jī)。其中中心塔模塊采用350 t汽車吊單獨(dú)吊裝，50 t汽車吊溜尾;懸臂堆料機(jī)采用兩臺350 t汽車吊進(jìn)行抬吊。取料及回轉(zhuǎn)俯仰裝置采用2臺220 t吊車進(jìn)行抬吊。

4.2 設(shè)備吊裝重心計(jì)算

在4個(gè)模塊的吊裝過程中，懸臂堆料機(jī)的吊裝最難，由于其長度長，吊裝高度高，且內(nèi)部移動(dòng)皮帶機(jī)的擺放位置決定2臺350 t吊車的吊裝重量分配，下面介紹懸臂堆料機(jī)確定吊裝重心的計(jì)算要求[2]。

設(shè)定吊點(diǎn)1距離Stacker下料斗中心10 m，吊重48 t，吊點(diǎn)2距離懸臂堆料機(jī)下料斗中心30 m，吊重30 t。

分配式皮帶機(jī)重量17.3 t，整機(jī)重量78 t，絎架重量60.7 t。

重心位置的計(jì)算如圖7所示。

30a=48（40-a） ? 解得a=24.6 m

絎架的重心計(jì)算可得重心距離下料口中心6.14 m。

分配式皮帶機(jī)本身重心距離皮帶機(jī)機(jī)頭20.8 m。

17.3b=60.7（6.14-5.4） ? ? 解得b=2.6 m

由于分配式皮帶機(jī)可移動(dòng)，下面討論皮帶機(jī)移動(dòng)時(shí)，重心及兩側(cè)起重量的變化。

設(shè)皮帶機(jī)重心為原點(diǎn)，向中心移動(dòng)時(shí)為負(fù)，向相反移動(dòng)時(shí)為正，移動(dòng)量設(shè)為c，絎架重心距離整個(gè)重心距離為y。

60.7y=17.3（6.14-2.6-c）

解得y=1.01-0.285c

根據(jù)重心的移動(dòng)，重新計(jì)算兩側(cè)起重量的變化量。

設(shè)吊點(diǎn)1的起重量為F1，吊點(diǎn)2處的起重量為F2。

F1（10+6.14-y）=F2（30-6.14+y）

解得F2=28.78+0.5415c ? ? ? ? ?-7.8≤c≤18.7

所以24.56t

當(dāng)F2=30時(shí) c值為2.25 m，也就是皮帶機(jī)重心距離中心塔下料口中心4.85 m。

（注：未標(biāo)注單位的數(shù)字及字母，統(tǒng)一單位為m）。

a—吊點(diǎn)至整機(jī)中心距離。

b—皮帶機(jī)重心至整機(jī)重心距離。

c—皮帶機(jī)重心移動(dòng)量。

y-絎架重心至整機(jī)重心距離。

根據(jù)以上計(jì)算，可以準(zhǔn)確地定位2臺350 t吊車在各自額定起重量范圍內(nèi)的起吊點(diǎn)位置。

6 結(jié)論

作為大型設(shè)備吊裝，由于在施工前對設(shè)備、吊機(jī)、氣候和人員配備等諸多方面做了周密部署，事先正確編制了切實(shí)可行的施工方案。在吊裝領(lǐng)導(dǎo)小組的正確領(lǐng)導(dǎo)和合理組織下，有條不紊且成功地完成了該次吊裝，整體施工效果良好。

參考文獻(xiàn)

[1]國家經(jīng)濟(jì)貿(mào)易委員會.石油化工工程起重施工規(guī)范，SH/T 3536—2002[S].中石化集團(tuán)第四建設(shè)公司，2003：16.

[2]中華人民共和國國家發(fā)展和改革委員會.大型設(shè)備吊裝工程施工工藝標(biāo)準(zhǔn)，SH/T 3515—2003[S].中石化集團(tuán)第十建設(shè)公司，2004：9.