大件吊装运输安全技术及案例分析石家庄-罗顶瑞

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运输安全技术及案例分析罗顶瑞2017.12石家庄欢迎各位领导专家同仁参加讨论友情提醒

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内容提纲1、起重作业相关法律法规及技术规范2、施工现场常见违章作业现象3、施工现场事故案例及其原因分析4、起重作业安全技术和操作要求5、起重吊装安全技术方案编审要求6、起重事故应急预案及事故应急处置前言随着经济社会的飞速发展，各行业方兴未艾，特别是石油、化工、冶金、电力、道路和桥梁建设方面，为了追求更高效率和更高效益，整体吊装工程和大型吊装越来越普遍，对吊装技术和吊装机索具的需求也越来越高。大型吊装用的机索具也由原来的手工制作简易型，转型为机械化、规模化、大型化、系列化。国内外常采用的吊装管理模式常用吊装管理模式资质，业绩，资源，一体化，第三方等目前国际流行做法国内吊装行业的特点和情况最佳良好实践做法国内外常采用的标准规范及建议

在工程建设、安装过程中，前期需要用大型吊装机具进行设备吊装，这是一个比较复杂的系统工程，首先需要做技术准备，勘测现场、审阅图纸资料，编写技术文件（如：吊装工程施工组织设计、大型设备吊装技术方案、起重运输安全技术措施等）。一个好的吊装技术方案是工程项目成功的必备支持。1.大型吊装工程施工方案的选择和编制1.1吊装工程施工方案编写内容及方法1.1.1吊装工程施工方案的编写内容1.吊装方案编制依据（1）工程项目的招标文件。（2）大型设备条件图和平面布置图。（3）施工现场地质资料、气象资料和吊装环境。（4）施工机具装备条件和吊装技术能力。（5）施工执行的技术规范标准。（6）工期要求和经济指标。（7）设备供货条件、吊点位置及结构形式。（8）建设单位对大型设备吊装的有关要求。2.吊装方案编制内容（1）工程概况及大型设备吊装工艺的经济分析（包括可行性研究和可靠性分析）。（2）大型设备吊装参数汇总表。（3）大型设备吊装工艺方法及顺序步骤。（4）大型设备吊装进度和劳动力组织计划（包括交叉作业计划）。（5）质量安全技术措施。（6）吊装施工现场平面布置。（7）主要机具选用计划。1.1.2吊装工程施工方案的编写方法1.封面、目录、审批栏表1-1吊装方案封面格式（建设单位名称）（技术文件类型）保密级别（工程项目名称）（技术文件编号）受控编号（建设单位<公司或厂>名称）（工程项目<装置>名称）设备吊装施工方案（施工单位名称）年月日表1-2审批、会签栏格式（a）批准栏格式建设单位×××××××公司（厂）代表（签字）：（公章）年月日监理单位××××监理公司专业工程师（签字）：总监（签字）：（公章）年月日施工单位××××公司总工程师（签字）：经理（签字）：（公章）年月日（b）会签栏格式主管部门意见和签章技术部门负责人（签字）：（公章）年月日安全部门负责人（签字）：（公章）年月日质量部门负责人（签字）：（公章）年月日调度部门负责人（签字）：（公章）年月日人事部门负责人（签字）：（公章）年月日计划部门负责人（签字）：（公章）年月日物资部门负责人（签字）：（公章）年月日审核（签字）：主编（签字）：参加编制人（签字）：目录第1章××××（一级）…………页码1.××××（二级）…………………页码1.1××××（三级）………………页码1.2××××…………页码…………2.××××……………页码…………3.××××……………页码…………第2章××××……页码…………2.工程概况（1）起重作业任务名称。与吊装有关的工程介绍、地理位置等。（2）起重作业范围、作业时间、作业地点、作业特点及难度等。（3）起重作业的规模及内容。（4）吊装结构形式。吊件的材质、结构特征、吊件组成或安装后拼装以及分段吊装或整体吊装的要求。（5）对吊装工艺进行技术可行性研究、安全可靠性分析和经济合理性分析，并比较。（6）吊装方案（工艺方法）主要步骤简述。3.大型设备吊装参数汇总表序号；设备名称及编号；外形尺寸，mm；重量，t；数量；安装高度，m；备注等。4.大型吊装工艺方法及顺序步骤（1）初步选配起重机械。（2）确定起重作业顺序。（3）明确施工方法及步骤。（4）起重吊装工艺计算核算计算机及软件辅助。（5）制定施工工序过程中的质量标准和技术要求。（6）绘制起重吊装作业示意图，平面、立面、分段或整体吊装示意图，如图1-1。5.进度和劳动力组织计划（1）吊装作业进度计划。（2）劳动力组织。表1-5劳动力组织计划表序号；专业工种；2013年；2014年；备注

1起重2630

2机械2426

3司机1213

4铆工810

5架工2030

6钳工610

7电工68

8焊工56

9辅助4060

10管理1220合计（3）网络计划中劳动力的比重。（4）交叉作业计划。6.保证质量，落实安全措施（1）质量措施。（2）安全措施。（3）特殊措施。人数时间图1-3劳动力比重表7.施工现场平面布置（1）施工用场地、道路。（2）水、电铺设与吊装的影响。（3）临时暂设。（4）现场建构筑物可能对吊装作业有影响。（5）吊装指挥系统及吊装禁区。8.吊装机索具及施工手段用料计划（1）吊装机索具计划表。（2）施工手段用料计划表。1.1.3吊装工程施工方案的编审资质及职责一、吊装技术方案编审人员资质表1-6编审人员资质方案级别A级特殊方案B级重要方案C级一般方案级别标准1.设备重量大于300t2.设备塔架高度大于60m3.设备结构特殊4.新工艺设备重量100～300t设备重量40～100t最低岗位资质编制工程师助理工程师助工或技术员审核高级工程师责任工程师责任工程师批准企业总工程师工程技术负责人工程技术负责人二、吊装技术方案编审人员职责1.编制①提出吊装技术方案报审稿和吊装计算书；②向所有参加吊装作业人员进行吊装工艺及安全技术交底；③负责做好方案实施的技术指导；④提出吊装技术方案的修改意见。2.审核①审核工艺技术可行性与合理性；②检查依据是否充分，核算、计算是否准确；③审核机具选择及布置是否合理；④审核质量、安全及特殊措施是否可靠；⑤对技术经济分析进行审核。3.批准①对以下内容进行审批：②工艺技术合理性；③进度及交叉作业计划；④劳动力及大型机具的组织；⑤质量、安全标准及特殊措施的可靠性；⑥结论性意见。1.1.4吊装方案中安全技术措施的编制1.对工程施工方案编制人员的要求2.安全技术措施编制的主要内容及注意事项(1)从施工工程整体考虑(2)季节性工程施工的安全技术措施(3)技术措施指的是为保证人员安全施工和设备安全运行，从技术上对设备和人员操作采取的措施(4)安全措施应从人员教育、危险点预控、措施落实、安全管理等方面进行详细的安排，尤其要进行深入的危险点分析3.认真做好安全技术交底和检查落实2.国内外大型吊装行业特点和现状2.1大型吊装特点2.1.1石化大型塔器设备2.1.2火炬、排气筒等高柔结构2.1.3核电穹顶、储罐等薄壳结构2.1.4大型风电设备2.1.5冶金用重型设备2.1.6大型桥梁结构2.1.7海上钻井平台2.2国内外通用吊装运输安全技术与发展趋势2.2.1分体吊装运输由于受工作空间、场地及吊装能力限制，以往常采用分体吊装技术。对于薄壳结构，如核电站用安全壳钢衬里穹顶，通常采用水平剖分或垂直剖分方式吊装。由于壁薄、刚度小，分段吊装时极易产生无法恢复的变形，因此吊点数量和吊点位置的选择非常重要。2.2.2整体吊装运输整体吊装工艺相对简单，对吊装设备结构影响小，整体吊装成为当前吊装技术的重要发展趋势。随着科学技术的进步与推广应用，起重设备起重能力和起升高度幅度得到了不断提高，也使大件整体吊装成为可能。2.3吊索具受力平衡控制2.3.1抬吊细高设备的不均衡状况分析（1）不均衡的概念G——

吊装计算荷载,N；P1、P2——主吊滑轮组受力,N；Ｒ——吊点至重心的横向距离,mm；Ｈ——吊点至重心的纵向距离,mm；φ——吊点与重心连线的夹角；θ——设备轴线与竖直方向夹角；（2）不均衡系数Ｋ的判断与取值1)当θ＝０（吊件呈垂直状态）：

tgθ=０，则：Ｋ1＝Ｋ2=Ｋ2)当θ＞０（吊件呈右倾状态）：

tgθ＞０，则：Ｋ1＞Ｋ2，取Ｋ=Ｋ13)当θ＜０（吊件呈左倾状态）：

tgθ＜０，则：│Ｋ2│＞Ｋ１，取Ｋ=│Ｋ2│4)当Ф=０（两吊点重合）：则：Ｋ=１5)当Ф＞０（重心低于吊点）：

ctgФ/2＞０，则：Ｋ1＞Ｋ2，取Ｋ=Ｋ１6)当Ф＜０（重心高于吊点）：ctgФ/2＜０，│Ｋ2│＞Ｋ１，取Ｋ=│Ｋ2│（3）常用设备吊装Ｋ的定值通过上述典型吊装例子的分析和不均衡系数的推导计算可知：在计算时重点考虑不均衡系数，而且还应在设置吊装机具索具时尽量减少或消除不均衡因素。2.3.2主、辅吊车吊装不均衡分析（1）不均衡荷载的产生（2）不均衡系数的计算（3）不均衡系数的定值（4）主、辅吊车吊装速度不均衡分析

tg

=VA/VBVB=VA/tg

式中：VA——主吊车提升速度，m/s；VB——辅助吊车前送速度，m/s；

——设备仰角。2.3.3核电穹顶吊具平衡案例（1）八边形平衡吊架设计刚度较大。（2）平衡吊架下短吊索制造长度误差。（3）短吊索不均衡系数的讨论与确定。2.4大型液压提升吊装技术及应用随着生产工艺和要求及设备制造业的发展，出现了大型甚至超大型的设备或部件，由于现场条件的局限，设备的重量远远超出了常规起重设备的额定承载能力，因此液压提升装置在这方面突显优势，占据了吊装市场的主导地位。液压提升设备是双桅杆或龙门桅杆系统的延续和发展。双桅杆和龙门桅杆系统的主吊以滑车和卷扬机组成，液压提升设备的主吊以大吨位液压千斤顶组成，比双桅杆或龙门桅杆系统技术更先进，是超高超重设备吊装的重要工具之一。

液压提升设备的能力可达数万吨级，常用于超重、超高、大跨度的结构安装。其主要工作特点：(1)起重量不受限制，通过液压提升系统的扩展组，能满足千吨级甚至万吨级构件的吊装。(2)同步控制，安全受控，可手动控制和完全自动控制。(3)可操作性好，液压提升系统体积小，重量轻。(4)吊装过程平稳，无明显附加冲击载荷。

液压提升装置的关键技术是同步控制技术，其发展经历了液压同步顶升、液压同步提升、液压同步滑移及间歇式同步提升滑移阶段，目前发展成为连续式同步提升滑移控制技术。当前液压动力系统不仅有电液比例调速系统，还有变频系统；计算机同步控制的通讯由有线发展成为无线网络化通讯，通过人机界面实施监测构件的位置及同步情况。计算机系统实现完全自动同步控制，负载均衡，姿态校正，操作闭锁，过程显示和故障报警等工作，大大提高了工程实施的安全可靠性，保证工程质量。这类装置不仅在石化、冶金、电力建设工程中，而且在国内著名市政工程建设中也发挥着至关重要的作用。该技术采用“柔性钢绞线承重、液压油缸集群、计算机控制同步提升”的原理，集机械、液压、计算机控制、传感器监测等技术于一体，解决了传统吊装工艺和大型起重机械在起重高度、起重重量、结构面接、作业场地等方面无法克服的难题。采用该技术施工安全可靠、工艺成熟、技术先进、经济效益显著等优势。应用的典型工程：国家图书馆主体钢结构（10800t）整体提升、首都国际机场A380飞机维修库屋盖钢结构（10500t）整体提升，深圳市民中心大屋盖、广州新电视塔、东方锅炉厂130mm×4200mm数控液压卷板机安装、海洋石油工程（青岛）有限公司800t×185m龙门起重机（4750t）整体提升等。3.国内大型吊装安全技术管理现状3.1起重吊装安全监督管理方面问题3.2起重吊具技术质量研发的建议3.3吊索具制造质量及合理使用（1）钢丝绳扣制造长度误差（2）钢丝绳绕过销轴时强度能力的变化1.计算绳索的比例系数按下面公式计算绳索的比例系数：R=D/d式中：D——销轴或滑轮直径，mm；d——绳索的公称直径，mm；R——绳索比例系数。2.按图查出或按公式计算绳索效率系数E（见上图）。当R≤6时：E=（100－60/R0.734）%当R＞6时：E=（100－76/R0.734）%式中：E——绳索效率系数。3.按下面公式计算绳索的强度能力：Pn=n×P×E式中：n——绳索经弯曲股数；P——绳索单股破断力；Pn——绳索弯曲后的破断力。例：如图示，φ25的钢丝绳扣绕过φ100的轴后，确定绳扣经弯曲后其两股的有效破断力，设φ25钢丝绳单股的破断力为35t。解：（1）计算绳索的比例系数：R=D/d=100/25=4（2）从图的横坐标4往上查到与曲线的交点，向左看纵坐标得绳索效率系数：E=0.75（也可以查表）；或由公式计算绳索效率系数：E=（100－60/R0.734）%=（100－60/40.734）%=0.75；（3）绳扣经弯曲后其两股有效破断力计算为Pn=n×P×E=2×35×0.75=52.5（t）4.崇启大桥特大钢箱梁吊装关键技术与计算根据国务院令（第393号）《建设工程安全生产管理条例》和建设部《危险性较大工程安全专项施工方案编制及专家论证审查办法》》建质[2004]213号以及中华人民共和国安全法和建筑法以及国家有关大型吊装工程吊装技术方案专家评审分析的相关规定要求，对崇启大桥箱梁吊装陆运进行安全技术评审。4.1码头陆地运输部分运输车辆能力核算为满足2592t大节段（包括支架）的厂内转运及滚装装船，平板车组合参数如下：主动模块：4轴线，16个轮子，6200mm长，共4个；从动模块：4轴线，32个轮子，6200mm长，共22个；按最重大节段配制：前排2个主动模块，12个从动模块；后排2个主动模块，10个从动模块；每轴线设计承重34t，运输车辆装载示意图见图1-1，运输车辆承重表见表1-1。图1-1运输车辆装载示意图表1-1运输车辆承重表（t）承重t/轴1920283034行驶速度km/h604515101～3m/min100075025016633尼古拉斯（NICOLAS）大型液压平板车理论承重能力：G=n×N×Q-qG=26×34×4-356.2=3179.8t式中：G--承重能力（t）；n--模块总数（个）；N--理论承重（t/轴）；Q—承载轮数（个）；q--车辆自重（t）。4.2吊装部分4.2.1浮吊吊装负荷率核算钢箱梁大节段最大吊重约2600t（自重+施工荷载），最大吊高约44m（吊装时水位高程0m）。根椐梁段的最大起吊重量、吊幅及吊高等要求，选用2200t+1600t2艘起重船抬吊。采用1600t+2200t起重船组合抬吊，梁段重心至起重船距离、起吊载荷和起重船额定载荷如表1-2所示。表1-2起重船载荷表梁段起重船类型梁段重心至吊钩（m）分配荷载（t）折减后荷载（t）185m振浮6号（1600t）52.812761280.0振浮5号（2200t）45.314881760.0

根据浮吊工作性能表及相关吊装规定，对双机抬吊箱梁作业时的吊装负荷率进行计算和对方案中的数据进行复核，主要是考虑防止双机抬吊箱梁作业的不同步状态（如：不均衡系数，冲击载荷，波涛对浮吊上下浮动的量，双浮吊之间前后左右的相对偏差等）下，有多少安全富余量，是否满足规范和安全的要求。

吊装选用参数为：吊臂倾斜角度60°以上；允许吊重1600t；船首到吊钩中心距50m以内；起升高度（水面以上）105m以上。钢箱梁最大起吊节段总重约2700t（含吊索具），负荷率计算F={W/([T1]+[T2])}×100%=[2700/(2200+1600)]×100%=(2700/3800)×100%=0.71×100%=71%式中F--负荷率（%）；W--钢箱梁吊装总重（t）；[T1]—1#浮吊允许吊重（t）；[T2]—2#浮吊允许吊重（t）。F=71%＜[T1]+[T2]=80%4.2.2吊点平衡装置受力分析及核算大节段钢箱梁抬吊时，吊钩存在不同步性，造成各吊点受力不均衡，影响吊装安全，为了消除安全隐患，在吊架与吊耳连接的吊索间设置滑车组，通过吊索的自动滑移，保证各吊点均衡受力，根据吊装要求的需要也可进行少量的纵倾角度的调整（调整值不得大于200mm）。自平衡吊索具系统主要包括：吊索、吊架、滑车及拉板等。1600t起重船吊索力为90.83t，2200t起重船吊索力为105.3t。对吊点平衡装置中的梁、滑轮组、钢丝绳、卸扣、绳卡、吊耳本体等部位，在最不利的作业状态下，是否能起到自动平衡分配受力，平衡分配受力是否合理，假设的超静定边界条件是否与现场情况符合，有多少安全富余量，是否满足规范和安全的要求。

由于采用吊索通过滑轮组的穿绕方式，滑轮组的摩擦阻力可以忽略不计，可以达到吊索串动、自调整平衡受力目的。吊索安全倍数核算：1600t浮吊,吊点K=钢丝绳破断拉力/实际受力：K=P破/T≥[K]=287.4/45.4=6.33＞[K]=6；2200t浮吊,吊点K=钢丝绳破断拉力/实际受力：K=P破/T≥[K]=333.6/52.4=6.36＞[K]=6；[K]=6，钢丝绳做吊装绳扣时的许用安全倍数。式中：K--钢丝绳做吊装绳扣时的安全倍数；P破--钢丝绳破断拉力（t）；T--钢丝绳实际受力（t）；[K]--钢丝绳做吊装绳扣时的许用安全倍数。4.2.3调位拉索受力分析及核算调位系统的设计原则是先粗后精。在钢箱梁吊装过程中，为了减少精确调位的工程量，在墩顶及钢箱梁底设置了纵、横向初调位吊耳，同时在箱梁顶也设置了纵、横调位耳板。当钢箱梁吊装到距墩顶达到指定要求时，通过10t的手拉葫芦将其进行纵、横向调位，就位后落梁至临时支座上，进行精确调位。对方案中提及到的“调位拉索”系统，即：“当梁段落至离墩顶支座0.5m左右时，安装引导调整设施，起重船缓慢落钩，当梁段距支座顶5cm时，停止落钩，利用手拉葫芦调整轴线及里程。

当梁段其轴线、里程偏差在3cm以内，起重船继续落钩，使梁段依托墩顶的限位装置以及对位十字线平稳地落于墩顶支座或临时支座上。逐步进行卸载，当起重船卸载50％时，停止落钩，进行初定位检查，确认梁段定位准确，支座及梁段无异常情况后，继续落钩，直至完全卸载，卸吊索，即完成一榀梁段的吊装”进行受力分析计算及机索具选用的安全富余量核算。（注：波涛对浮吊上下浮动量的大小对调位拉索有一定的影响，反之，调位拉索受力过大会影响浮吊的负荷率，也就是安全度）。调位拉索系统见图。

桥箱横向调位拉索对浮吊的作业半径有影响，所以在此重点考虑，调位拉索间距为3300mm+3050mm=6350mm，高差为1354mm，拉索与水平线夹角为β=arctg(1354/6350)=12°,拉索垂直分力为：F=Psinβ式中：β--调位拉索与水平线夹角（°）；F--调位拉索垂直分力（t）；P--调位拉索力（t）。F=Psinβ=Psin12°=0.2P设初始拉索力P为3t（浮吊正对吊件方向的水平分力不大于3t），则：拉索垂直分力：F=0.2P=0.2×3=0.6t，4.2.4问题及建议1、提供吊索（钢丝绳）的破断拉力数据，补充完善吊索安全倍数的核算。2、原方案中“a——动载系数，取1.05”应取1.1。3、为了保证吊装作业的绝对安全，吊索自平衡系统中滑车组及拉板部分在吊装施工前需进行1.25倍载荷的试验，并经有关部门人员确认签字。4、原方案中“其他未知载荷（油漆、平台、除湿机等）G6按100t考虑”，应明确位置，以免对某一台浮吊产生不均匀受力，并且严格控制施工附加荷载，最大吊装总重控制在2700t以内。5、在实施过程中应对调位拉索系统进行受力监控。4.2.5其它方面的建议1作业前安全技术培训制订安全技术培训计划，并对参加施工全体人员进行考核。2安全技术交底制订安全技术交底计划和制度，接受安全技术交底的操作人员必须签字。3运输和吊装演练部分吊装演练中增加演练吊装高度的同步性监控。明确吊装指挥信号（起重吊运指挥信号GB5082-1985）。制订指挥系统示意图并将大图板挂置在主要指挥和操作位置。5.神华煤化工大型吊装关键技术与计算

神华煤化工项目是国内以及世界尚属首次采用年处理煤炭4600万吨、年产油品760万吨的世界最大煤制油工厂技术。神华煤直接液化项目总建设规模为年产成品油500万吨，分二期建设，于2004年8月25日开工，是国内开工建设的第一条生产线、煤直接液化示范工程。该生产线总投资123亿元，年用煤量345万吨，年产各种油品108万吨，预计于2007年底全面建成。吊装的煤液化反应器每台重量2250t，直径5．5m，高度65m。由中国制造，是当时世界上最大、最重的反应器。

这台设备当时是世界上最重的煤直接液化反应器吊装被誉为神州第一吊。反应器采用MSG-80环梁式吊装，吊车配置85m主臂，吊装能力为2300t，配重2500t，回转半径32m。容器从起吊到全部吊起就位用时9小时。反应器总重量达2250t吊装采用提升滑移法此次吊装的煤液化反应器，是神华煤直接液化工程中全部14套主要生产装置（煤液化、加氢稳定、加氢改质、煤制氢、催化剂制备等）中的核心装置--煤液化装置的核心设备。在该反应器内，煤浆和氢气在高温、高压以及催化剂作用下进行反应，生成液化油。通常所说的“煤变油”就是在该反应器内完成的。6.百万吨/年乙烯及其配套项目安装施工与起重吊装技术7.典型大件吊装事故案例7.1大型龙门起重机大梁吊装倒塌事故[事故概况]2001年7月17日上午8时许，在上海某造船公司船坞工地，由上海某公司等单位承担安装的600t×170m龙门起重机在吊装主梁过程中发生倒塌，造成36人死亡，3人受伤，直接经济损失8000多万元的特大事故。[事故经过][专家点评]7.2吊车环轨基础问题导致大型吊装事故[事故概况]2002年3月15日10时35分，上海某炼油厂140×104t/a延迟焦化装置扩能改造项目工地，由上海某公司第二分公司，租赁上海某公司机械化施工处的680t吊机，在吊装总重为261.749t的焦碳塔的过程中，发生吊机臂架系统倾倒事故。造成6人死亡，2人重伤，7人轻伤，直接经济损失