石油化工工程起重施工规范SH3536-2011宣贯

石油化工工程起重施工规范 宣贯材料 前言 本规范是根据中华人民共和国国家发展和改革委员会办公厅 关于印发2007年行业标准修订 制订计划的通知 发改办工业 2007 1415号 由中国石化集团第四建设公司组织对原 石油化工工程起重施工规范 SH T3536 2002进行修订而成 本规范由中国石油化工集团公司施工技术宁波站管理 由中国石油化工集团第四建设公司负责解释 本规范的修订自2007年接受任务至2011年6月1日发布历时四年 在规范的管理单位施工技术宁波站的组织下 经08年5月 12月和09年8月三次审查会 其间 对修订稿进行了多次修改 补充和改版 借此机会 谨向施工技术宁波站的领导和工作人员 向参加审查的各位专家 向关心规范编制及提供支持的同行们表示衷心的感谢 本人所作宣贯的内容基于自己的工作经验 也基于对相关规范标准的理解 不一定全面 也可能有偏 甚至错误 欢迎各位同行提出质疑和讨论 前言 起重作业是一个专业的广泛行为 吊装 是起重作业中的一项特定的和主要的工作内容 本规范名为 起重施工规范 其内容应该反映出其普遍性 因此 相对于2002版规范 对原规范术语和定义进行了修改并增加了与修订后内容相关的术语和定义 对原规范的结构进行了调整 重新划分了起重施工等级 增加了起重施工环境保护的要求 增加了塔式起重机 桥式起重机 液压起重设备等起重机械的使用要求 第一章范围 第一章 增加了管式钢制桅杆的选择和要求 补充了无接头钢丝绳圈 平衡梁和拉板式吊具等的使用要求 补充了常用管轴式吊耳和吊盖的结构形式 增加了使用液压起重设备吊装作业和特定条件起重作业的内容 增加了作业场地地基处理及地下设施的保护要求 扩展了装卸与运输的内容 同步增加了8个资料性附录和1个规范性附录 第二章规范性引用文件 根据工作实际需要 本次修订增加了 起重机用钢丝绳检验与报废实用规范 钢结构设计规范 建筑施工临时用电安全技术规范 建筑地基处理技术规范 和 大型设备吊装工程施工工艺标准 等5个规范性引用文件 并将2002版中的两个引用文件 国家质量技术监督局标准 特种设备质量监督与安全监察规定 和 特种设备注册登记与使用管理规则 改为与起重机械的使用具体相关的国家质量监督检验检总局颁布的 起重机械使用管理规则 标准号 TSGQ5001 第三章术语和定义 3 4吊装载荷liftingload工件 吊钩组件 索具 吊具及加强措施等重量的总和首先应说明的是 本定义至少是不确切的 根据国家标准 量和单位 的规定 上述定义混淆了力和质量的概念 严格来说 吊装载荷 的定义应为 在工件 吊钩组件 索具 吊具及加强措施等物件重力作用下吊装机械的荷载 1 吊装方案中常出现的重量和载荷的概念问题起吊重量和吊装载荷 起重机设计规范中称为起升载荷 是不同的概念 起吊重量是对被吊的工件而言 其数值为工件及工件上的附件如吊耳 加强措施等质量的总和 习惯上称为重量 其单位为kg或t 第三章 载荷是对起重机械而言 吊装载荷是指起重机械在起升工件时的受力 在工件全部吊起的工况下 吊装载荷等于其起吊重量加吊钩组件 吊具 吊索的重量 根据起重机设计规范 起升高度小于50米时 起升钢丝绳的重量可以不计 不考虑动载时 但在起吊过程中 在辅助吊车配合下两车抬起离地时 吊车受力就不等于 重量 而是依据工件的起吊重量 重心和受力点 受力方向计算而得的力值与吊钩组件 吊具 吊索重力的和 第三章 在国家技术监督局发布的国家标准 量和单位 GB3100 3102 93中专门有一项 力学的量和单位 明确规定 质量是基本量 单位为千克 公斤 力或重量是导出量 单位为牛顿 N 考虑到人们的习惯 在国标中又加了两条注释 1 人民生活和贸易中 质量习惯称为重量 2 重量 一词按照习惯仍可用于表示质量 但在严密 正规的科技文献和标准中 重量 只能表示 重力 而不能用来表示 质量 第三章 因此严格来说 所谓工件及吊耳 吊具 吊钩等物件的重量应称为 质量 其单位是公斤 kg 或吨 t 实际上 在有的吊装方案中确实也用了 质量 一词 而吊车的载荷应是 重力载荷 施加于吊车的力 抬尾吊车受力则是根据重力载荷计算出来的力 在起重机设计规范中 明确将起重机的起升载荷定义为 起升质量的重力 既然是 力 单位就应是 牛顿 N 或 kN 按照上述规定 则吊装方案中常出现的两个表 设备吊装参数表和吊装机械载荷表应如下表示 第三章 设备吊装参数表 第三章 吊装机械载荷表 第三章 但是在吊车性能表中 一般吊车的额定能力或者称额定载荷 不宜称为额定起重量 都是用 t 表示 上表的吊装机械最大荷载用kN作单位 显然不方便比较 这样用起来 实在不符合习惯 在工程应用中虽然质量和重量 重力 是两个不同的物理量的单位 但都用质量的单位表示 用起来却是较为方便和直观 正如国标注释所说 质量 习惯上可称为 重量 一样 所以 吊装方案中吊装重量和吊装机械的荷载还是以kg或t来表示 但是我们看到 在有的方案中吊装参数表做成以下形式 第三章 吊装参数表 第三章 这种表示法将重量和受力混淆在一起 表达显然不清楚 更不合理 这两个例子 两种表示法 中 虽然都有单位制不对的问题 即重量和重力都以吨表示 但至少第一种表示法将重量和受力区别开来 而第二种表示法不赞成使用 第三章 2 关于载荷计算中的动载和风载问题根据起重机设计规范 起重机设计载荷包括 a 基本载荷1 起升载荷 指起升质量的重力 起升质量包括允许起升的最大有效物品 吊钩 吊梁 吊索等悬挂桡性件的质量 即我们所说工件吊装离地状态时起重机的最大重力载荷 2 起升冲击系数3 起升动载系数 第三章 4 突然卸载冲击系数5 运行冲击系数6 水平载荷 包括运行惯性力 回转或变幅运行水平力 吊索相对于铅垂线的偏摆角引起的水平分力等 b 附加载荷 如风载荷 包括正常工作情况下的计算风力和非工作情况下的最大计算风力 c 特殊载荷如地震载荷 试验载荷 动载试验载荷为额定载荷的110 与动载系数的乘积 静载试验载荷为额定载荷的125 第三章 可见 起重机在设计时及使用条件已充分考虑到各种载荷及其组合 所以本人以为在使用起重机的吊装方案中不必再考虑动载系数 对于风载 起重机在设计时也充分考虑 但考虑到不同的起重机设计计算风压不一样 所以对于作业风速使用者除遵守本规范第4 3 4条的一般规定外 还应注意和遵守所使用的起重机型特定的规定 第三章 3 5吊装高度liftingheight吊装作业时 工件顶部需起升的最大高度 在2002版规范中 吊装高度定义为吊点起升的最大高度 这个吊点可以认为是吊耳 也可认为是吊索与吊钩的系挂点 比较含混 如果认为是吊耳 这对于吊点在设备顶部的吊装来说还可以形象的表达出吊装状态籍以选择吊装机械的作业参数 但对于设置于设备腰部吊耳的吊装来说就不合适 第三章 本次修改将 吊装高度 定义为工件顶部的起升高度 有以下三层意思 一是表示了较大长度工件的吊装状态 二是指虽然工件不长 但需装在高位基础上或是吊装起升过程中需要超越高位障碍 三是表示了上述的工件吊装的起重机械需要较长的臂杆或是需要采用主臂加副臂的塔式工况以及较大的作业半径 在这种吊装工况下 起重机械作业时倾覆的危险程度较高 这种定义更加明确了 吊装高度 这一概念在起重吊装作业中的重要程度 也较适于吊装机械作业工况和参数的选择 第三章 3 16超级提升Superlift流动式起重机在超级配重 superliftcounterweight 配置下的吊装作业工况 为了充分发挥大型履带起重机的臂架性能 在原有的起重机基础上增加超级配重 可扩大起重机的使用范围 提高起重机的利用率 超级配重的设置包括臂架式超起桅杆 配重小车或配重托盘统称为超起装置 第三章 1超起装置的形式超起是在桅杆 人字架 与臂架之间安有臂架式超起桅杆 以改善臂架与拉索的几何关系 同时超起桅杆与超级配重相连 增加了整机稳定性 从而提高起重机的性能 超起装置较常用的形式有两种 一种是拖车式超起装置 即将所有超级配重放在一个配重小车上 整机的稳定性始终处于最佳状态 工况变化实现简单 配重小车可以在地面上与主机同步行走或回转 第三章 另一种是悬浮式超起装置 超级配重放置在一托盘上 超起托盘在作业过程中要离地 否则主机不能进行行走及回转作业 大型履带起重机的主要生产厂家利渤海尔 LIEBHERR 德马格 DEMAG 马尼托瓦克 MANITOWOC 上述超起装置形式均可提供 但拖车式超起装置价格要高于悬浮式 超起装置的选用与配置 主要依据使用条件及用户的操作习惯 第三章 2超起装置操作拖车式超起装置的超级配重小车具备自行功能 因此起重量与超级配重的匹配关系不必象悬浮式那么严格 既使安装所有超级配重 在起重范围内起重机可以不受限制地起升 变幅 行走及回转 操作简单 国内用大部分起重机配置为悬浮式超起装置 超级配重的变幅与升降有多种形式 操作各有特点 3结论根据超起作业的操作过程 无油缸型超起装置安装简便快捷 但使用过程中注意事项较多 操作技术难度大 水平 垂直油缸型超起装置结构复杂 成本高 组装费时 但使用方便 操作灵活 并且可实现超起配重无级变幅 第三部分 水平油缸型较前者安装简便 成本低 但使用性能与无油缸型差不多 只是在超起配重离地后能够无级变幅 垂直油缸型超起装置相对水平 垂直油缸型结构简单 成本较低 组装时间差不多 使用上也比较方便 中大吨位起重机配置超起装置的性价比是很高的 可以大幅度提升起重机性能 目前国内刚开始能够制造大吨位履带起重机 超起装置的设计还处于摸索阶段 分析研究国外大吨位履带起重机的超起装置及操作对我们的设计开发会很有帮助 下面的图形表示了几种典型的超起装置 第三章 典型的超起装置一 第三章 典型的超起装置二 第三章 典型的超起装置三 悬浮式超起装置 第三部分 3 23试吊正式吊装前 起升工件 使工件离开支撑适当距离时 检查各个部位受力情况的吊装作业 试吊是在吊装准备工作完成后检查吊车的机械运行 吊索具受力状况 地基承载情况等吊装各受力部位在载荷情况下是否安全以及试验协调操作的一个重要手段 在2002版规范中 定义为将工件起升离开支撑100 200毫米 这个概念对于简单的吊装工艺如卧式工件的吊装是可行的 但对于长度较大的采取滑移法吊装的工件 这个距离的概念就不十分清楚 第三部分 就是说 试吊时 工件所需离开支撑的具体距离大小因工件的吊装工艺而异 因此本版规范改为 使工件离开支撑适当距离 总之 应以能检查工件吊装各个受力部位的承载情况为原则 进行试吊的操作并规定试吊时的检查项目 为保证安全 万一受力部位出现异常情况便于停止和处理 试吊起升高度不宜过大 第四章总则 4 1 1起重施工作业划分为重大及一般两个等级 重大等级起重施工作业为符合以下条件之一者 a 工件的质量在100t及以上 b 工件长度在60m及以上 c 施工单位规定为重大等级的起重施工项目 近年来 随着大型起重机械的引进和使用 大型工件的吊装已不再是什么难事 不会再像以前那样想方设法 采取各种技术措施甚至 以小吊大 在那种情况下 大吨位设备的吊装技术难度较大 风险程度也高 按工件吊装的重量划分为等级 确实很有必要 第四章 当前 以吊装重量作为等级划分的标准 一方面也是一种行业习惯 还有一层更重要的意义 就是说发生事故后对业主及本企业和对社会的影响和经济损失程度 国家建设部将危险性较大的分部分项工程定义为 施工过程中 可能导致作业人员群死群伤或造成重大不良社会影响的分部分项工程 也是这层意思 显然 重量大的吊装其风险程度 损失程度和影响程度比重量小的吊装要大 第四章 某些企业对重大吊装等级划分的定义就是 指存在重大安全风险 有可能给公司带来重大经济损失或重大影响的吊装作业 因此 综合来讲 起重施工作业等级按吊装重量划分还是较实际和客观的标准 实际上 某些工件并不算大型 但作业难度却很大或者对安全的要求很严格 而实际上某些重大的起重作业又不限于大型工件的吊装 比如 吊装高度和高负荷率的因素以及某些特殊起重作业对于施工安全和施工难度就有着重要的影响 第四章 在划分等级的条件上 将施工单位规定的各类特殊的作业也列入重大施工作业等级 本规范的这种划分方法较符合当前石化行业各施工单位对于起重施工的技术管理习惯和模式 专业技术人员都知道 吊装无小事 事实告诉我们 出事的并不都是重大等级的吊装作业 相反大多是小的作业过程 因此 凡是起重施工作业 无论什么等级都应充分重视 第四章 4 1 2起重机械的使用 注册登记 维护保养应执行TSGQ5001 起重机械使用管理规则 的规定 TSGQ5001 起重机械使用管理规则 是特种设备安全技术规范系列的一部分 T表示特种 S表示设备 G表示规范 Q表示起重机械 序号5表示使用类 001表示规范序列号 特种设备安全技术规范系列共有综合类1个 TSGQ0002 起重机械安全技术监察规程 检验检测类16个 分别为 TSGQ7001 起重机械制造监督检验规则 TSGQ7002 桥式起重机型式试验规则 TSGQ7003 门式起重机型式试验规则 TSGQ7004 塔式起重机型式试验规则 TSGQ7005 流动式起重机型式试验规则 第四章 TSGQ7006 铁路起重机型式试验规则 TSGQ7007 门座式起重机型式试验规则 TSGQ7008 升降机型式试验规则 TSGQ7009 缆索起重机型式试验规则 TSGQ7010 桅杆起重机型式试验规则 TSGQ7011 悬臂式起重机型式试验规则 TSGQ7012 轻小型起重机型式试验规则 TSGQ7013 机械是停车设备试验规则 TSGQ7014 起重机械安全保护装置试验规则 TSGQ7015 起重机械定期检验规则 TSGQ7016 起重机械安装改造重大维修监督检验规则 第四章 使用类1个 TSGQ5001 起重机械使用管理规则 作业人员类1个 TSGQ6001 起重机械安全管理人员和作业人员考试大纲 TSGQ5001 起重机械使用管理规则 根据 特种设备安全监察条例 和 起重机械安全监察规定 制定 适用于 特种设备安全监察条例 规定范围内的起重机械的使用管理 起重机械使用管理规则是继 特种设备安全监察条例 颁布实施之后在 起重机安全监察规定 的基础上 近一步在使用环节上对起重机械的安全监察工作进行了细化 明确了相关规定和要求 其中 对安全管理工作的基本要求 使用等级和变更 日常维护保养和自行检查和全面检查等方面做出了具体规定和要求 第四章 起重机械使用管理规则 主要从以下几个方面进行规定 1 规范起重机械使用环节的管理工作 2 使用单位应履行的义务 3 登记机关职责 4 登记的办理 第四章 起重机械使用单位的执行要点是 1 使用单位应根据起重机械的载荷状态选择起重机械及其作业工况参数 如果选型错误 由使用单位负责 2 起重机械的安装 维修和拆除 通称为施工 应由具有相应资格的单位进行 并应按照 起重机械安装 改造 重大维修监督检验规则 接受监督检验 使用单位负责组织塔式起重机在使用过程中的顶升 并对其安全性能负责 3 起重机械使用前 使用单位应当监督施工单位依法履行安装告知 监督检验等义务 并且在施工结束后要求施工单位及时提供施工资料存入安全档案 第四章 4 使用单位的起重机械安全管理人员和作业人员 应当按照 特种设备作业人员监督管理办法 起重机械安全管理人员和作业人员考核大纲 的规定和要求 经考核合格 取得质量技术监督部门颁发的 特种设备作业人员证 方可从事相应的安全管理和作业工作 5 起重机械出租单位应当与承租单位签订协议 明确出租和承租单位各自的安全责任 承租单位在承租期间应当对其中机械地使用安全负责 第四章 禁止承租使用以下起重机械 1 未进行使用登记的 2 没有完整的安全技术档案的 3 未经检验 包括需要实施的监督检验或者投入使用前的首次检验 以及定期检验 或者检验不合格的 6 流动作业的起重机械跨原登记机关行政区域使用时 使用单位应当在使用前书面告知使用所在地的质监部门并且接受其监督检查 起重机械安装 包括移装 使用 使用单位应当监督施工单位办理安装告知 并且向施工所在地的检验检测机构申请施工监督检验 第二章使用安全管理 第十八条 第四章 7 对于流动作业的起重机械 使用单位应当向使用所在地的检验检测机构申请定期检验 并且将定期检验报告报原负责使用登记的质监部门 8 起重机械发生事故应按照 特种设备事故报告和调查处理规定 总局第115号令 的规定及时上报 详见 起重机械使用管理规则 的相关规定 第四章 4 1 4索具和吊具产品应有质量证明文件 起重施工中 用得较多的是钢丝绳吊索和合成纤维吊装带 近年来 一种较大能力的钢丝绳吊索 无接头绳圈也逐渐进入吊装施工市场 钢丝绳吊索常用挠性较好的钢丝绳插制或压制 以前 作为吊装捆绑用的绳扣一般都是由施工单位自行插制 随着设备的大型化 使用的绳径也越来越大 插制的方法也逐渐由手工插制进步为采用插绳机插制 如今 除小型绳扣比如用于材料捆绑用等小型起重作业的绳扣外 几乎都采用专业厂家制造的钢丝绳产品 在绳扣的结构方面 基本上都采用了压制绳扣 第四章 钢丝绳吊索的使用方法一般两种 一种是用来作缠绕捆绑 例如 用作无吊耳的工件的捆绑 另一种用得较多 作系挂承载用 作为起重作业中重要的受力部件 为了安全和责任起见 在委托设计 制造或购买吊 索具产品时 厂家应同时提供相应的质量保证文件 必要时还要有试验证明 在产品标记和技术参数中均应提供 额定载荷 及性能数据 第四章 4 1 5碳钢材料 焊接连接及普通螺栓 高强螺栓连接件的许用应力 承载能力及安全系数等取值参见附录A 结构设计是起重施工方案中的一项重要技术措施 结构设计的一个重要出发点就是要实现其可靠性与经济性的最佳平衡 与目前起重机的设计计算采用许用应力法一样 在起重施工方案有关构件 吊具 起重机具等 材料及尺寸选择或对钢结构工件作核算时 基本方法也是采用许用应力法 所谓许用应力法 也叫容许应力法 是以线性弹性理论为基础 在规定的标准荷载下 以构件危险截面的某一点或某一局部的计算应力小于或等于材料的容许应力为准则 其计算表达式为 在强度计算中以材料的屈服极限 在稳定计算中以稳定临界应力除以安全系数分别得到强度和稳定性的许用应力 结构构件截面的最大计算应力不得超过其许用应力 第四章 强度条件是满足以下不等式 max Rel n式中 max 构件内的计算应力 构件所用材料的容许应力也称为许用应力Rel 材料的下屈服点 n 安全系数 许用应力法的优点是简单实用 把所有影响结构安全的不利因素用大于1的安全系数表示 缺点是缺乏明确的结构可靠度概念 没有反映材料的塑性特征 在应力分布不均匀的情况下 如受弯构件 受扭构件或静不定结构 用这种设计方法比较保守 第四章 本规范附录A中给出的各类许用应力的数值均是以使用材料的许用应力 为基本数据的 而决定 的公式是Rel n 式中 n为安全系数 安全系数的选择既要确保安全 又要充分利用材料能力 做到技术先进 经济合理 安全系数的值应根据国家和有关部门的设计规范或规程中的规定选用 同时 还必须考虑使用情况和材料强度 载荷性质和应力计算中的一些不确定因素来确定 下面列出典型的安全系数选择的大致范围供参考 第四章 1 对于可靠性很强的材料 如常用的中低强度高韧性结构钢 强度分散性小 载荷较恒定 设计时以减轻结构重量为主要出发点 取n 1 25 1 5 2 对于常用塑性材料 在稳定的环境和载荷下工作的构件 取n 1 5 2 3 对于较少经过试验的材料或脆性材料 在通常环境和载荷下工作的构件 取n 3 4 参考起重机的设计计算 本规范推荐结构设计计算或强度核算的安全系数取值一般为1 5 参见 起重机设计规范 第3 4节 材料及其许用应力 第四章 对于塑性材料 通常以屈服极限 s为极限强度 对于脆性材料则取强度极限 b为极限强度 本规范附录中屈服极限标记为Rel 抗拉强度为Rm 在进行承重结构的设计时 为保证承重结构的承载能力应根据结构的重要程度 荷载特性 结构形式 应力状态 连接方法 钢材厚度等因素综合考虑选用合适的钢材牌号和材料性能 承重结构的钢材宜采用Q235钢 Q345钢 Q390钢和Q420钢 其质量应分别符合现行国家标准的规定 第四部分 材料屈服强度应根据材料的合格证取值 承重结构采用的钢材除应有抗拉 屈服强度和伸长率的保证值外还应有硫 磷含量的合格保证 对焊接结构尚应具有碳含量的合格保证 当设计的承重结构可能有层状撕裂倾向时 其采用的钢材宜采用Z向钢 且符合现行国家标准 厚度方向性能钢板 GB T5313的规定 结构件和连接的强度计算可参考 起重机设计规范 3 5节的内容 第四章 4 2 2建设工程项目的起重施工应编制起重施工技术方案 按本单位质量管理程序文件的规定审核和批准 并报送建设单位和监理单位 起重施工技术方案编制大纲参见附录B 各单位对起重施工方案编制的格式 内容不尽相同 各有其特点和各自的规定 本规范在附录中给出了一个编制大纲 供参考 目前 在中石化系统工程项目建设中 对于大型设备的吊装推行一体化的承包模式 例如在海南炼油项目 福建一体化项目 天津一体化项目 正在建设的武汉乙烯等 大型设备的吊装工程都分别编制了吊装总体方案和单台设备的吊装方案 总体方案包含了所承包的全部大型设备的吊装方法及吊装机械的运行计划 突出了总体的吊装规划和总平面布置 第四章 单台设备的吊装方案出自总体方案 主要是突出和详细描述了吊装的具体技术措施 本人认为 对于一个项目是这样 对于一个装置也应是这样 这种编制方法有利于施工总平面的管理 有利于提高吊装机械的使用效率 有利于大型设备的吊装进度 也就有利于提高总体经济效益 某些单位的大型设备吊装只编制单台设备的吊装方案 无论是对一个项目还是一个装置 都没有总体方案的概念 甚至没有吊装总平面布置 因此在工程实际中出现了很多问题 第四章 4 3 3起重施工准备工作完成后 施工单位应组织检查 重大等级的起重作业还应有建设 监理及总承包单位参加 重要的起重作业包括大型设备的运输 重大的吊装作业 大型罐顶的起升等 作业准备工作完成后 施工单位都应组织技术 安全及施工管理部门的联合检查 检查时一般分为技术检查和现场检查两个组进行 技术组主要听取施工技术人员关于方案的汇报 检查施工方案的审批程序 检查方案中有关计算的依据及其正确性 检查起重机械 吊 索具的质量证明文件 技术交底记录等 现场组主要检查现场布置 吊索具使用等与方案的符合性 施工准备与起重操作规程的符合性 吊装岗位设置及人员到岗情况等 第四章 大型设备吊装前试吊时还应在整个吊装系统受力状态下进行检查确认 滑移法和扳转法吊装工艺在设备抬头 离开支撑状态 一次离地吊装工艺则应在工件全部离开支撑时 试吊检查的内容为吊装系统受力各部位 各部件的状态 用吊车吊装时则应重点检查吊车的受载大小是否基本与方案相符 检查吊车地基的稳定情况等 如果吊车载荷显示与方案中的数据相差过大且超过吊车额定起重能力 必须立即停止作业 分析原因 采取措施后再决定是否继续吊装 第四章 必须提到的是 有些作业是不易检查的 比如设备的拆除吊装作业 在设备的约束完全解除前 起重机械不处于完全承载状态 可是一旦约束完全解除 例如焊缝的切割就是典型的例子 由于预计不到的原因或其他原因 吊车的能力可能会突然超过其许用载荷 这种情况下就很不好办了 所以 吊装方案的正确程度非常关键 成功的吊装来源于正确的载荷计算 适当裕量的起重机械及其作业参数选择等因素 第四章 4 3 4风速大于或等于10 8m s 雷雨 大雪天气和在吊装范围内视觉不可及距离等环境下不得进行吊装作业 本条所规定的风速是根据起重机设计规范对于风压载荷的规定得来的 起重机械设计计算中 结构计算风压规定为按空旷地区离地10m高处的计算风俗确定 工作状态的计算风速按阵风风速 即瞬时风速 考虑 非工作状态的计算风速按2分钟时距平均风速考虑 载荷试验时按风速不超过8 3m s考虑 据此 本条规定亦是指空旷地区10m高度处的风速 实际作业时还应注意检查和遵守所选用的起重机本身的相关规定以及依据作业环境的特点决定作业时的风速状态 第四章 4 3 6起重作业人员应遵守附录C中 十不吊 的规定 a 指挥信号不明或违章指挥不吊 b 超载不吊c 工件捆绑不牢不吊 d 被吊工件上面有人不吊 e 安全装置不灵不吊 f 光线阴暗视线不清不吊 g 棱角物件无防护措施不吊 h 埋在地下的工件不吊 i 斜拉工件不吊 j 起重机支垫不牢不吊 第四章 十不吊源自 起重机司机培训讲义 本条结合工程实际作了修改并将责任人扩展至起重作业人员 取消了原十不吊中的 氧气瓶 乙炔等爆炸物品不吊 增加为 起重机支垫不牢不吊 将原条文中的 干部违章指挥不吊 改为 违章指挥不吊 指挥者不一定是干部 十不吊 表示了使用吊车起重作业安全控制的最后一道关口 控制权限属于参加起重作业的全体人员 第五章起重机械 5 5 4流动式起重机作业区域应设置警戒标志 起重机吊臂下及起重机部件旋转范围内不得有人员停留或走动 个人认为所谓 警戒标志 这只是起一种警示作用 具体警戒区域多大 不易界定 比如当使用主 副臂杆都较长的塔式工况时 某工程的总监理就提出要在臂杆长度范围内设置警戒区域 实际上这是不可能的 因此本人认为这仅是起到一种警示作用 提醒人们的注意和自我防护意识 需要特别注意的是起重作业人员因工作需要是无法受此条款限制的 一是靠自己的意识 二是靠参加作业人员的相互监督和关照 三是专职安全人员的作用 第五章起重机械 关于 起重机吊臂下及起重机部件旋转范围内不得有人员停留或走动 1 起重机部件 主要是指起重机配重 超起配重及其小车或悬挂盘及支撑杆等部件 在这些部件的旋转范围内禁止任何人停留 2 至于 吊臂下不得有人员停留或走动 的要求不大适当 实际上 起重人员和设备的安装人员不可能不在吊臂下工作 本条语言应为 不得有非工作人员停留 吊臂下的工作应当设监护人员 较合适 有待以后修订 在此仅做一说明 第五章 5 5 2流动式起重机作业场地应平整坚实 承载能力应满足产品技术文件的规定 汽车或轮胎式吊车作业时应在支腿下垫以路基板或道木 而履带式起重机则靠履带板的支承 必要时履带下垫以刚度较大的箱形结构路基板以减小对地面的压力 当地面承载力不足时 会造成起重机械倾覆的危险 所以起重机的站位以及行驶场地一定要坚实平整 有一定的承载能力 流动式起重机作业时的接地压力 也称接地比压 一般在起重机的技术文件中给出 大多起重机也都有各作业工况下履带接地压力计算软件 下图为一起重机由于履带下支撑不牢发生倾倒的照片 第五章 第五章 5 5 6两台或两台以上流动式起重机主吊抬吊同一工件 每台起重机的吊装载荷不得超过其额定起重能力的75 本条款是从安全的角度对多台起重机械联合作业时其负荷率的限制 所限制的对象包括流动式起重机 塔式起重机 桥式 门式起重机等移动式起重机械 所谓 负荷率 就是起重机械作业时的起升的最大载荷与其作业工况下起重能力 额定载荷 的比值 反映了起重机械作业时其起重能力的安全裕量 表明起重机受载的轻重程度 是起重机作业中一个重要的载荷状态 第五章 这个数值的作用和选择 主要针对使用流动式起重机的起重作业 经验告诉我们 负荷率一般以90 左右较合适 负荷率低并不代表就安全 而且负荷率过低限制了起重机械的使用效率 不经济 对于带有超起功能的起重机械来说 作业起来还会十分不便 负荷率设计过高 吊装余量过小 万一实际重量高于计算重量就不好应付 确实感到不安全 所以 负荷率应符合吊装实际且选择合适 对于高负荷率的吊装从各方面应有充分的重视 第五章 为了保证安全 有些单位对负荷率有规定 例如赛科项目聘请的吊装专家就认定不能大于90 在多数的项目建设中 业主也规定吊装作业中吊车负荷率不得大于90 与警戒标志的作用一样 个人认为在吊装方案中突出负荷率的概念 主要也是一种警示作用 工程实践中不泛有高负荷率吊装的案例 也不泛有负荷率并不高而发生事故的情况 保证安全的关键要靠正确的 充分的技术措施和起重机操作人员的技术水平 个人认为负荷率需要表达但不能因此而限制吊装机械的合理使用 所以本规范中没有对负荷率作出规定 第五章 关于对于采用两台或多台起重机抬吊作业时 每台起重机负荷不大于其额定能力的75 的规定主要是考虑到其作业的不平衡 这个不平衡可能来自机械的工作性能不一致 也可能来自操作人员的动作不可能一致 还有工作环境的问题 本人建议 在可能的条件下尽量不要选择多车抬吊的吊装方法 特别是在吊装过程中还要有转杆 变幅等动作的吊装 对于不同起重能力的起重机联合作业应按起重能力低的起重机选择吊装参数 为了充分利用起重机的吊装能力 可利用吊装平衡梁进行载荷分配 在这种情况下 建议也应遵循每台起重机的负荷不大于额定起重量的75 的规定 本规定不适用于一台吊车主吊 一台吊车溜尾 抬尾 配合的作业 第六章桅杆 桅杆又名抱杆 抱子 扒杆 是一种承载的结构形式 在起重行业中 需要和卷扬机 滑轮组等机索具配套使用 桅杆作为一种传统的起重工具 它应用面广 起重吨位幅度较大 成本低廉 多年来 在石油化工装置建设的吊装工程中起到了重大的作用 桅杆按制造材料分有钢制桅杆和木制桅杆 按使用方法分有单桅杆 双桅杆 人字桅杆 回转桅杆和门式桅杆等组合使用方式 根据对起重机械的定义 本人认为 桅杆不属于起重机械系列 但当前开发和使用的门式桅杆液压吊装系统 由于其将支撑系统 动力系统 控制系统和安全保护系统集于一身 几乎符合起重机械的所有特性 将其归纳为起重机械系列并接受有关起重机械包括设计 制造和使用的全部监督和检验规定 并遵守关于起重机械的相关规定是必要的 下图为两种桅杆吊装的工作照 第六章 第七章地锚 7 1地锚结构形式应根据受力条件和施工地区的地质条件设计和设置 7 2每个地锚均应编号并以受力点为基准在平面布置图中给出坐标 埋设及回填时应保证其位置 方向符合设计文件的要求 7 3地锚基坑的前方 即拖拉绳受力方向坑深2 5倍的平面范围内 不得有地沟 线缆 地下管道等 7 4地锚的制作和设置应按起重施工技术方案的规定进行 埋入式地锚在回填时 应使用净土分层夯实或压实 回填高度应高出基坑周围地面 并做好隐蔽工程记录 第七章 7 5地锚设置后 受力拖拉绳应以不小于100KN的拉力进行预拉伸 7 6主地锚应设置许用工作拉力标志 不得超载使用 7 7地锚埋设区域四周坑深2 5倍的平面范围内不得挖掘沟槽 且不得浸水 地锚是起重吊装作业中的一个重要技术措施 和相应的索具配套使用 承受作业中的锚固受力 如桅杆吊装系统中用于承受吊装载荷产生的吊装力 溜尾力 起搬力 吊装滑轮组的张力等 和风载作用下桅杆的稳定 水平和垂直运输中 承受牵引力和牵引机械的稳固等 第七章 在石油化工施工行业中 目前常用的地锚类型有全埋式 半埋式 重力式和利用建 构筑物等数种 用作地锚的埋件有钢管加压木 挡木的和混凝土块两种方法 混凝土块又有预制和现浇两种 考虑到计算较合理 当前以埋设混凝土块的方法居多 全埋式地锚可以承受较大的拉力 适合于重型吊装 强度计算时应根据土质情况 埋设深度和埋件大小验算其垂直稳定性和水平稳定性 重力式又称活动式地锚 承受的能力相对较小 适合于工程现场不宜土方开挖及土质较差的软土地区使用 地锚的插座钢架和压重物应按地锚承受的最大拉力设计和设置 强度计算时需根据其重量及其与附着处的摩擦力计算其垂直稳定性和水平稳定性 第七章 本章的几项规定是根据地锚稳定计算的基本理论所做出的要求 在施工中应严格遵守 对于需桅杆移动使用的地锚特别是要注意地锚设计的受力方向 必要时需对地锚的稳定性重新核算 对于重复利用的地锚要注意检查其设计文件和使用记录 保证受力条件 大小和方向 使用环境在其有效范围内 第八章索具 索具包括钢丝绳 钢丝绳产品 合成纤维吊装带 无接头绳圈等绳具 也包括与相应绳具配套使用的滑轮及滑轮组 卸扣 绳卡 护绳轮等 8 3合成纤维吊装带合成纤维吊带是以聚酰胺 聚脂 聚丙烯长丝为原料制成的绳带 作为柔性吊索 它比钢丝绳吊索相对轻便 柔软 清洁 并减少了使用钢丝绳吊索可能对人身的反向碰撞伤害 在使用过程中有减震 不导电 对吊装件表面无磨损 在易燃易爆环境中无火花等特点 是近年来使用越来越多的产品 较多的使用于有特殊保护要求的工件的吊装 8 3合成纤维吊装带合成纤维吊带是以聚酰胺 聚脂 聚丙烯长丝为原料制成的绳带 作为柔性吊索 它比钢丝绳吊索相对轻便 柔软 清洁 并减少了使用钢丝绳吊索可能对人身的反向碰撞伤害 在使用过程中有减震 不导电 对吊装件表面无磨损 在易燃易爆环境中无火花等特点 是近年来使用越来越多的产品 较多的使用于有特殊保护要求的工件的吊装 下图为使用吊装带吊装铝料仓的照片 合成纤维吊带应由专业厂生产制造 在产品上标记有极限工作载荷 为防止吊带极限工作载荷标记磨损不清发生错用 还以颜色标示其载荷能力 详见产品说明书 吊装带的使用 1 不允许栓结使用 2 不要使吊带打结 在承载时 不允许使之打拧 3 与吊带接触处不得有任何尖锐边缘 4 移动吊带时 不得拖拽 第八章 5 当吊带出现下列情况之一时 应报废 织带 含保护套 严重磨损 穿孔 切口 撕断 承载接缝绽开 缝线磨断 吊带纤维软化 老化 弹性变小 强度减弱 纤维表面粗糙易于剥落 吊带出现死结 吊带表面有过多的点状疏松 腐蚀 酸碱烧损以及热熔化或烧焦 带有红色警戒线吊带的警戒线裸露 第八章 8 4 1钢丝绳及钢丝绳扣在绕过不同尺寸的销轴或滑轮使用时 应根据不同的弯曲半径按下述程序确定其强度能力 钢丝绳及钢丝绳扣在绕过吊耳管轴或绕过卸扣吊轴使用时 钢丝绳由于受到弯曲 挤压和拉伸的作用 强度能力有不同程度的降低 其降低的程度及影响在各种有关的资料中都有描述 钢丝绳在弯曲使用时 据有关资料 苏联 火力发电厂起重计算手册 介绍 钢丝绳在有弯曲时的工作状态下 其最大应力可由以下公式计算得出 第八章 max P F 3 8 E d D式中 P 钢丝绳工作拉力 F 钢丝绳有效截面积 D 钢丝绳绕过物的直径 d 钢丝的直径E 钢丝材料的弹性模量 取2 105MPa 式中第二项表示了钢丝绳工作状态下的最大弯曲应力 由式可见钢丝绳的弯曲应力与钢丝与绕过物直径的比值成正比 第八章 算例 当选用 43 37的钢丝绳在绕过25吨卸扣吊轴时 外层钢丝的最大弯曲应力试计算如下 作为参考 钢丝直径 2 0mm卸扣吊轴直径 50mm则 wmax 3 8 2 0 105 2 50 3000MPa 已大大超过其最大公称抗拉强度 1870MPa 可见 钢丝绳中钢丝在绕过较小弯曲半径使用时受到的弯曲应力是相当可观的 第八章 下面再根据本规范推荐的钢丝绳在绕过销轴使用时其强度能力的公式计算同样钢丝绳弯曲后的强度能力 钢丝绳的比例系数R D 50 43 1 16钢丝绳的效率系数E 100 50 R0 5 53 6 就是说该钢丝绳经上述弯曲后 破断力将降低为96236kg 0 536 51582kg使用 第八章 上述结果与中石化第二建设公司提供的南京市劳动局关于钢丝绳弯曲使用的资料中 见8 4 1条文说明 当钢丝绳径与绕过物直径几乎相等时 其效率系数为50 的近似结果基本一致 8 4 1的条文说明 一般认为 钢丝绳内周曲率半径大于6倍绳径以上 起重能力不受影响 钢丝绳内周曲率半径只有绳径的3倍时 其起重能力降至原起重能力的75 当钢丝绳内周曲率半径与绳径相等时 起重能力要降低50 第八章 钢丝绳弯曲使用破断实例 某装置吊装一条带弯管的管线 该工件重量只有5吨 使用两根 17 5的钢丝绳扣捆绑起吊 见下图 17 5钢丝绳破断力约18吨 两根绳扣安全承载拉力能达到7 2吨 应该说吊装这条管线是没有问题的 但由于捆绑方式不妥 又未采取相应措施 吊装过程中 管线突然发生翻转 以致产生动载 作用在绳扣弯曲部位并发生断裂 管线掉落 这是一起典型的拉应力 包括由冲击力附加的拉应力 和弯曲应力联合作用超过钢丝绳的破断强度致使钢丝绳破断的案例 第八章 第八章 下面 根据公式 max P F 3 8 E d D计算钢丝绳钢丝的最大弯曲应力说明此案例 由于冲击力无法计算 上式中的第一项暂不考虑 先计算第二项 弯曲应力 弯 3 8 E d D式中 D 钢丝绳绕过物的直径 25mmd 外层钢丝的直径 0 8mmE 钢丝材料的弹性模量 取2 105MPa 弯 2400MPa 第八章 显然 在该弯曲状态下 钢丝绳外层钢丝的最大弯曲应力已超过钢丝的最大公称抗拉强度 这种应力状态 在附加冲击载荷下 钢丝绳的破断完全可能 在实际工作中也注意到 由于钢丝绳制造技术的进步 绳径越来越大 承载能力越来越强 而配套使用的卸扣却趋于小型化 例如 同是25吨能力的卸扣 现在的产品其轴径仅为47mm 如此计算 钢丝绳的效率系数只有50 左右 第八章 因此 在钢丝绳弯曲使用 因其钢丝绳的强度能力的折减 其强度能力降低很大 这是个矛盾 正因为如此 一些厂家推出了一种 宽体卸扣 使用这种卸扣 在一定的程度上对这个矛盾有所缓解 这种宽体卸扣的扣顶底部设计成大圆弧形状 使得吊索与扣体的接触面积增大55 左右 有利于改善绕过其扣体部位的钢丝绳的弯曲状况 据厂家介绍 由于接触面积的增加和曲率半径的增大 可与使用同等级普通卸扣的吊索相比提高13 的承载力 第八章 需要说明的是 钢丝绳在弯曲状态下的使用对其强度能力的折减 与钢丝绳使用的安全系数是两个概念 是不能等同看待的 从上述的计算实例可看出 钢丝绳的弯曲应力随比例系数的增加而明显加大 因此 对于钢丝绳弯曲使用应有足够的重视 起重作业中 绳扣用于捆绑非常普遍 一弯两股挂在吊钩上使用时 宜将绳扣部位套在卸扣轴上 而绳索部位挂于吊钩上 以利增加其弯曲半径 提高使用安全性 第八章 8 4 3钢丝绳使用安全系数应符合下列要求 a 作拖拉绳时 K 3 8 4 4钢丝绳扣的安全系数K应符合下列要求 a 做系挂绳扣使用时 K 5 b 作捆绑绳扣使用时 K 6 在规范稿审查讨论过程中 曾经考虑过将绳扣无弯曲受拉单根使用的安全系数降低为3 原因是绳扣单根受拉时的受力状态同拖拉绳的受力状态是一样的 用作拖拉绳使用时钢丝绳的安全系数采用3 那么绳扣无弯曲受拉时的安全系数也可为3 第八章 最终考虑到 钢丝绳扣使用的安全系数由5降低为3 对吊装工程的经济效益影响不大 但其安全性却降低了不少 最后大家还是认定同意缘用原来的标准 仍然为K 5 但绳扣多股缠绕使用时 缠绕后有可能出现受力不均的现象 不可能每股都能平均受力 因此只有提高其安全系数来保证吊装作业的安全性 目前钢丝绳的直径和强度能力都在提高 以前那种靠多股钢丝绳承重较大载荷的情况已不多见而代之以使用大直径的钢丝绳吊索 单股或较少的股数承载 其承载的均匀性已大大提高 为此 在2002版中已将安全系数由历史上采用的8改为了6 本次修订维持上版标准 第八章 8 4 14起重施工用钢丝绳及钢丝绳产品的检验与报废还应执行GB T5972 起重机用钢丝绳检验和报废实用规范 的规定 钢丝绳及钢丝绳扣是重要的起重作业受力元件之一 也是起重作业中重要的安全因素之一 对于施工单位很微薄的利润来说 特别是大型的钢丝绳扣其价格也是举足轻重的 一般来说 钢丝绳扣往往是重复使用的 从安全出发 一方面在使用前必须经过认真细致地检查 确保无缺陷使用 另一方面 对于有缺陷的钢丝绳又要进行慎重的判断是降级使用还是不能使用 第八章 根据有关资料 钢丝绳报废的几项标准是 1 断丝的数量超过下表规定的数量 2 断丝紧靠一起形成局部聚集 比如聚集在小于6d的长度范围内 d为钢丝绳直径 或集中在任一支绳股里 钢丝绳应报废 3 当出现整股绳股断裂时 应立即报废 4 当钢丝绳的纤维芯损坏或钢芯 或多层结构中的内部绳股 断裂而造成绳径显著减小时 钢丝绳应报废 5 当外层钢丝磨损达到其直径的40 时钢丝绳应报废 当钢丝绳直径相对公称直径减小7 或更大时未发现断丝也应报废 6 由于腐蚀 钢丝绳表面出现深坑 钢丝之间松弛 应报废 7 变形 钢丝绳报废的断丝数量表 第八章 钢丝绳的变形从外观上分 主要有以下几种 波浪形变形 当出现波浪形变形时 在钢丝绳长度不大于25d的范围内若d1 4 3d则钢丝绳应报废 d 钢丝绳公称直径 d1 钢丝绳变形后包络的直径 笼形畸变 笼形畸变的钢丝绳应立即报废 绳股挤出 绳股挤出的钢丝绳应立即报废 钢丝挤出 钢丝挤出严重的钢丝绳应报废 绳径局部增大 绳径局部严重增大的钢丝绳应报废 第八章 扭结 严重扭结的钢丝绳应立即报废 绳径局部减小 绳径局部严重减小的钢丝绳应报废 部分被压扁 由机械事故造成的钢丝绳局部被压扁 严重的则钢丝绳应报废 弯折 产生弯折的钢丝绳应报废 由于热或电弧作用而引起的损坏 以上钢丝绳破坏的形式在GB T5972 起重机用钢丝绳检验和报废实用规范 中都有照片实例可参照 第八章 某工程中实际在用的钢丝绳实例照片 该钢丝绳的情况明显符合 起重机用钢丝绳检验和报废实用规范 中钢丝绳应报废的多项标准 建议停止使用 第八章 8 5 2无接头钢丝绳圈使用时 其内圈曲率半径不应小于该绳圈绳径的2倍 无接头钢丝绳圈是一种使用较方便的特制的钢丝绳吊索 用一根母绳绕制而成 该产品的安全系数相对于母绳的破断力来说为6 因此可按产品出厂的承载能力使用 产品的承载能力在绳圈上应有标记 无接头钢丝绳圈一般是单圈使用 其承载能力即为单圈使用的载荷 也可双圈使用 因该产品规定 绳圈上的禁吊点部位 在绳圈上有标记 不得绕在吊钩或吊耳上 且根据其结构 不便多圈使用 第八章 至于无接头钢丝绳圈弯曲使用 套在管轴吊耳或起重机械吊钩上时 时是否也像钢丝绳弯曲使用那样需要考虑弯曲应力折减 经询问该产品的制造单位巨力集团技术部门 他们有时说弯曲直径不能小于绳圈直径的2倍 有时又说是1倍 目前尚没有标准 从安全出发 本规范推荐为2倍 具体使用时可参考该型产品的使用技术要求 第九章吊具 9 1 2吊具使用前应同时核查其产品质量证明文件和产品技术文件并进行外观检查 使用方式应符合产品技术文件的要求 使用载荷不得超过其额定值 按行业习惯 我们把用于起重吊运作业的刚性取物装置称为吊具 把系结物品的挠性工具称为索具或吊索 统称为吊索具 第九章 吊具包括平衡梁 拉板式吊具 地锚专用的夹板式受力件 夹持式吊具等用于起重作业中的钢结构受力构件 此类受力构件通常都是由施工单位根据工程需要自行设计 自行制造 随着安全施工要求的提高 重要的吊具比如大型的平衡梁或特殊构造的平衡梁逐渐委托专业厂家或大学的研究机构进行设计 专业厂家制造 如巨力集团 徐工集团等 凡是如此设计及制造的吊具应按国家标准规定生产 检验 具有合格证和维护 保养说明书的产品 并由制造单位提供产品质量文件包括材质证明等 第九章 在产品明显处必须有不易磨损的额定起重量 生产编号 制造日期 生产厂名等标志 使用单位应根据说明书和使用环境特点编制安全使用规程和维护保养制度 自行设计 制造的吊具其设计图纸应作为施工方案的一部分通过相关单位审批 其材料应具有材料的质量证明文件 必要或业主有要求时 应按其额定起重量的1 25倍进行载荷试验合格 第九章 平衡梁也称吊梁 俗称 扁担 用于吊装过程中力的分配或调整工件的受力点 本规范附录中给出了平衡梁的几种形式 平衡梁的设计计算建议采用 钢结构设计