周 春 邱德斌

中國化學(xué)工程第七建設(shè)有限公司 四川成都 610100

尼日利亞丹格特?zé)捰脱b置是非洲最大的單體煉油項目，擁有3250 萬t/ a 煉油能力。其中原油蒸餾裝置- 升降機框架等都是大型鋼結(jié)構(gòu)框架，其特點是單件重量大，框架整體高度大。升降機框架長×寬為10m×10m，總高度118.1m，共分10 段模塊，單模塊重量達119t，總重量980t。以下著重對大型鋼結(jié)構(gòu)框架模塊化施工的技術(shù)、安全、質(zhì)量和效益進行分析。

充分利用大型吊車的吊裝能力，把大型鋼結(jié)構(gòu)框架在地面組裝后進行模塊化吊裝。模塊化施工的理念就是將建筑結(jié)構(gòu)分成多個板塊，將柱、梁、樓板、跑梯等，并將涉及的機電系統(tǒng)等提前布置于各板塊內(nèi)，形成一個安裝單元，現(xiàn)場采用大型起重機械吊裝。

1 施工技術(shù)及質(zhì)量控制要點

1.1 吊裝施工技術(shù)

第一階段：平臺搭設(shè)。組裝場地面積為50m×60m。中間留出主吊車組裝及行走通道140m×25m，該通道亦為模塊組裝時吊車用場地。鋼平臺尺寸12m×24m，鋪鋼板δ=25，能滿足2 個模塊同時組裝。平臺鋼板下采用300mm×300mm 的方木鋪設(shè)的條形基礎(chǔ)，間距為1.2m，木方與鋼平臺板間用薄鋼板調(diào)平。鋼平臺水平度需控制在≤1‰或≤5mm（取較小值）。由于模塊重量大，經(jīng)計算地面承載力＜5t/ m2。平臺上精確設(shè)置定位軸線和柱中心線，焊接定位塊，尺寸偏差控制在±2mm。

第二階段：在平臺上用XGC300（300t 履帶吊）和SCC900A（90t 履帶吊）組裝模塊，組裝好的模塊用XGC300 吊到旁邊放置，在平臺上繼續(xù)組裝下段模塊。

第一段模塊在基礎(chǔ)上安裝，吊裝是從第二段到第十段。分段數(shù)據(jù)見表1。

表1 分段吊裝參數(shù)一覽表

1.2 吊裝計算

1.2.1 起重機負荷計算

起重機選用XGC16000 型1250t 履帶式起重機，根據(jù)選擇的工況，此起重機的額定吊裝能力為159t。此次吊裝載荷最大為電梯間第4 段（103.3t），因此負荷計算以此段吊裝為例，其他計算過程類同。圖1 為吊裝立面圖。

圖1 吊裝立面圖

最大載荷= 結(jié)構(gòu)+ 吊鉤+ 索具

=103309+15000+2500=120809kg

主吊起重機負荷率=120809/ 159000=76%

可見，XGC16000 型1250t 履帶式起重機負荷滿足要求。

1.2.2 吊索具負荷計算

主吊索上部采用2 根φ76mm×20m 的鋼絲繩扣；下部吊索采用4 根φ42mm×18m 的鋼絲繩扣。系掛連接方式：上部鋼絲繩對折彎曲部分懸掛吊鉤，單根鋼絲繩的2 個繩圈與相鄰2 根立柱兜吊鋼絲繩扣采用卸扣連接。圖2 為吊裝設(shè)置示意圖。

圖2 吊裝設(shè)置示意圖

第四框鋼結(jié)構(gòu)重量G=103.309t

單根鋼絲繩扣φ76mm ×20m 的破斷拉力Pn=325t，φ42mm×18m 的破斷拉力Pn=81t。

K=P破×n℃sin74.5°/ G=12≥6

n——鋼絲繩股數(shù)量；

74.5°——鋼絲繩與水平夾角；

P破——鋼絲繩破斷拉力。

可見，主吊鋼絲繩安全。

1.3 吊裝地基處理

為吊裝101- CC- 1001，荷蘭Mamoet 公司為3500t 環(huán)軌吊處理地坪，面積為75m×75m。主要采用攪拌水泥土換填1m 厚度分層碾壓，濕潤養(yǎng)護28d，承載力≥25t/ m2。該場地用于吊裝及組裝模塊滿足要求。

2 鋼結(jié)構(gòu)組裝質(zhì)量控制

2.1 模塊組對精度控制

（1）首層柱頂和其他節(jié)柱兩端用相對標(biāo)高控制安裝。

（2）單模塊標(biāo)高調(diào)整：柱子的定位決不允許以下節(jié)柱的定位軸線為基準(zhǔn)，應(yīng)從地面控制軸線引到高空，以保證每節(jié)柱子安裝精度，避免產(chǎn)生過大的累積偏差。柱頂標(biāo)高允許偏差為±5mm。

（3）底層柱柱底軸線對定位軸線偏移，允許偏差±3mm。

（4）框架整體垂直度校正：在頂部測量柱垂直度偏差，高度（H）超過30m 為±H/ 1200 或±35mm，取較小值。

（5）柱縱向和橫向平面沿高度任意點直線度的偏差為±H‰或±10mm，取較小值。

（6）任意橫梁水平度允許偏差為±5mm。

（7）主體結(jié)構(gòu)總高度允許偏差為H/ 1000，且≤30.0mm。

2.2 螺栓擰緊技術(shù)要求

用電動數(shù)顯扭矩扳手進行螺栓擰緊。分兩個步驟：第一步，初擰，擰緊力為60%～80%設(shè)計扭矩值；第二步，全部螺栓對稱初擰一遍后進行終擰，擰緊力為設(shè)計扭矩值。

3 安全施工關(guān)鍵控制技術(shù)

3.1 模塊柱頂搭設(shè)井字架平臺

為模塊間螺栓連接、找正的作業(yè)平臺為井字架作業(yè)平臺，見圖3。平臺寬度800mm，鋪設(shè)的鋼跳板用鐵絲綁扎牢固。作業(yè)人員通過鋼筋焊接的掛梯上到井字架作業(yè)平臺。

圖3 井字架作業(yè)平臺

3.2 與模塊安裝同步安裝跑梯

地面模塊組裝時，同時安裝跑梯、平臺和欄桿。隨每個模塊的安裝，同時將模塊間跑梯和欄桿連接。這樣可方便作業(yè)人員上下，提高效率，保證安全施工。

3.3 吊裝鋼絲繩保護措施

模塊4 個角柱及橫梁近端系鋼絲繩位置用鐵絲綁扎6" 對剖碳鋼管，以保護吊裝鋼絲繩。

3.4 角柱間移動的安全保證措施

由于跑梯在模塊內(nèi)，非常便于工人上到柱頂。柱頂間張拉生命繩，系掛安全帶，通過柱間橫梁移動到其他柱頂平臺上。

3.5 吊裝起升要點

吊裝時，將工件吊離地面200～500mm 時停止提升，檢查吊車的穩(wěn)定性、承載地基的可靠性、工件的平穩(wěn)性和綁扎的牢固性等，尤其是要確保模塊處于水平狀態(tài)。確認(rèn)無誤后方可繼續(xù)提升。

3.6 合理設(shè)置溜繩

為避免模塊在空中大幅度擺動，必須設(shè)置溜繩，溜繩數(shù)量至少2 根。

3.7 做好安全應(yīng)急預(yù)案和技術(shù)交底

編制和批準(zhǔn)安全應(yīng)急預(yù)案，明確人員職責(zé)，協(xié)調(diào)社會應(yīng)急資源，確保疏散通道暢通。并要對參與指揮、作業(yè)人員進行安全培訓(xùn)和安全技術(shù)交底。

4 經(jīng)濟效益分析

統(tǒng)計使用的人工、材料、機具，對比常規(guī)單件安裝和模塊化吊裝兩種方法，進行經(jīng)濟效益分析，詳見表2。

表2 常規(guī)單件安裝和模塊化施工經(jīng)濟效益對比

由表可見，采用常規(guī)安裝方法，2 個鉚工班組需要6 個月安裝完成。前期使用55t 履帶吊散料轉(zhuǎn)料，150t履帶吊安裝，后期使用650t 履帶吊安裝。

采用模塊化安裝，前期組裝模塊大約用了70d，使用55t 履帶吊散料轉(zhuǎn)料，90t 履帶吊組裝，300t 履帶吊轉(zhuǎn)移模塊。后期安裝模塊使用1250t 履帶，大約20d 即全部安裝完成。

由統(tǒng)計數(shù)據(jù)可知，模塊化安裝比常規(guī)安裝方法節(jié)約115 萬元，達38%，具有明顯的經(jīng)濟效益。

5 結(jié)語

與常規(guī)的單件吊裝/ 空中組對相對，模塊化吊裝具有功效高，人力投入少，以及可有效控制安全、質(zhì)量的優(yōu)點。因此，在類似大型框架、大型管廊結(jié)構(gòu)、大型廠房等可以批量預(yù)制組裝成模塊的鋼構(gòu)安裝工程中推廣應(yīng)用模塊化吊裝，將產(chǎn)生可觀的經(jīng)濟和社會效益，大大提高市場競爭力。