塔类设备机械化整体偏吊工法.doc

1 塔类设备机械化整体偏吊工法 目 录 1 前言前言 2 2 特点特点 2 3 适用范围适用范围 2 4 施工准备施工准备 2 5 吊装工艺吊装工艺 4 6 安全技术措施安全技术措施 7 7 劳动力组织劳动力组织 8 8 主要机具主要机具 8 9 经济效益分析经济效益分析 8 10 工程实例工程实例 9 2 1 前言 在石油 化工 冶金等行业 塔类设备一般都属于高大设备 它的突出特点是 外形 简单 直立高大 设备重量也大 一般吊装方法多采用倾斜单桅杆直吊法和双桅杆抬吊法 但受吊装工具和设备高度及安装地点 周围环境的限制 施工中有时不能满足以上两种方 法的吊装要求 近几年来国内采用单桅杆偏吊夺立方法 但此种吊装方法适用于先安装塔 后施工土建框架 由于有时塔到货迟于土建框架的施工 安装不能按先立设备 后框架施 工的程序 增加了塔安装的施工难度 为了实现吊装工作的合理性和经济性 根据实际情 况 尽可能的采用先进又切实可行的吊装方案 我公司近年来吊装塔类采用自行式起重机 机械化整体偏吊方法 此种方法准备工作少 生产效率高 劳动强度低 具有一定的经济 效益 这是吊装工艺的必然发展趋势 我公司在抚顺睛纶化工厂及秦皇岛睛纶厂溶剂回收 塔安装中均采用此种吊装方法 使施工工艺向机械化方向又迈出了一大步 2 特点 2 1 吊装塔类设备 用偏心抬吊法比正中抬吊法所需吊车的吊载能力要小 因为吊 塔就位时偏心抬吊法的吊臂回转半径 见图 2 1 示 要比正中抬吊法的吊臂回转半径 图 2 1 中之 4 示 小 注 履带吊起重臂回转半径实线表示用平衡梁偏心抬吊 虚线表示两侧正中抬吊 由 图 2 l 可见偏心单面抬吊吊车起重臂回转半径小 吊重能力大 2 2 偏心吊时 主吊耳距离设备的重心距离较近 这样就可以缩短吊车臂的高度 增加吊车的负载能力 2 3 设备吊点 吊耳 设在设备重心以上壳体的一侧 塔类设备离开地面呈倾斜状 态 就位时需要依靠辅助吊点 通常称为夺点 拉正就位 一般采用卷扬机滑车组作牵引 2 4 吊点位置高于重心距离小 塔体越出吊车顶部较多这就给设备附件 塔类的平 台梯子等 的安装创造了条件 加深了预组装的深度 提高了一次吊装的能力 减少了高 空作业量 3 适用范围 3 l 塔分两段由制造厂节体供货 在安装现场组对焊接后整体吊装 3 2 施工条件由于土建框架已施工 仅留一面吊装孔 塔的基础在砼框架内 三面 封闭仅留一面砼梁未施工 后装钢梁封闭 3 3 此种机械化吊装方法也适用没有砼框架等障碍物的塔类吊装 如工期要求紧而 只吊一台时 塔设立桅杆就不合算 3 4 施工准备 4 l 总平面布置 l 塔类设备堆放位置场地及预组装位置场地及吊车行走路线场地都应根据塔的基础 位置为基点 布置设备组装及吊装运输场地应清除一切有碍起吊操作的障碍物 作到干净 整洁 场地应平整 坚实 否则应回填土 用推土机压实 2 辅助机具如辅助卷扬机 滑车组 转向滑轮及锚点等的位置应根据工艺要求及操 作方便选择好位置 3 临时现场用电 应按用电负荷计算 电焊机小型电动工具以及照明用电 卷扬机 动力用电等根据电源负荷提出临时电源线的规格 走向 闸箱安放位置 4 2 现场准备工作 1 设备基础的准备 设备基础应做好验收 清理 放线 铲麻面 放垫铁等工作 设备基础砼的强度应达到设计强度 周围土方已回填整平 预埋地脚螺栓应进行检查 中 心线位置 螺栓顶面标高应符合 HGJ2ll 85 化工塔类设备施工及验收规范 地脚螺栓与 螺母应配套 松紧应适度 丝扣有缺陷应进行修整 2 塔的验收 清点 检查应符合 HGJ2ll 85 规范 应附有出厂合格证明书及安 装说明书等技术文件 3 安装前应检查塔的纵向中心线是否清晰正确 应在上 中 下三点有明显标记 检查塔的方位标记 重心标记及吊挂点 吊耳 4 核对塔裙底座环上的地脚螺栓孔距离尺寸与基础上预埋地脚螺栓相符 可用样板 或预埋地脚螺栓用的上模板检查 5 塔的现场组装 a 将塔身的两段分别水平放置在几个枕木垛上 中心高度以能安装平台梯子及保温 时操作便利为准 筒体方向应将吊耳侧向上 b 准备 4 个 50t 千斤顶 塔身的两段的端头分别支设 1 个千斤顶 下面也搭设适当 高度的枕木 以作为调整水平对中之用 c 用水准仪和经纬仪测量塔身的直线度 调整塔身 使之达到规定的直线度 筒体不 直度允许偏差按图纸样要求或塔类设备施工验收规范 d 接口处应符合规范要求的允差 外圆周长允差 钝边间隙错边量允差 坡口角度 等按图纸要求或施工验收规范要求见 HGJ2ll 85 及 GBJ236 82 要求 e 点焊及焊接 筒体两端对正找直达到要求后 先进行点固焊 点焊后再进行复验 检查 即可进行焊接 焊接用全位置固定焊或者转动筒体采用平焊 筒体转动的方法可利 用钢丝绳绕在塔体外面从切线方向用一吊车拉 使塔体旋转 也可用千斤顶顶塔体上的筋 条支脚 使塔体绕其自身轴线旋转 6 水压试验 按图纸要求的试验压力进行 首先检查所有法兰堵板 紧固螺栓 然 后充水 排气 缓慢升压至试验压力 保持 30 分钟再降至工作压力保持 30 分钟 检查所 有焊缝 接部位无异常变形 无渗漏 不降压为合格 排净塔内水 用压缩空气吹干或用 棉纱将筒体内部擦干净 填写试压记录 如果是不锈钢塔体 所用试压水氧离子含量应小 于 25ppm 7 梯子平台的安装 首先对平台进行检查 然后安装牛腿及平台梯子 对阻碍吊装 的平台 牛腿暂不装 待塔立起来后用一台 20t 带付杆的吊车吊装 8 保温 保温工作在水压试验后进行 塔体支撑点的局部不能操作处待塔身直立后 再进行保温 保温层要保证设计厚度 不得有间隙 铁皮保护层应压边 自攻螺丝应坚固 外观平直美观 4 5 吊装工艺 5 l 吊装程序 以某溶剂回收塔为例 1 溶剂回收塔的主要参数 吊装重量 50t 塔高 H 40m 塔筒体直径 1 6m 塔裙最大直径 3 365m 平台直径 4m 共 6 层 材质 S034 保温层厚度 100mm 2 吊装方法 采用两台履带吊车整体偏吊方案 用一台日立 KH300 80t 及一台 日立 180 50t 履带式吊车抬吊平衡梁 用 2 台 5t 卷扬机及滑车组作直立夺品牵引 用 2 台 3t 卷扬机及滑车组件调整旋转牵引 塔体落位对正预埋地脚螺栓用 5t 倒链拉正调位 塔体就位后找正找直用 50t 千斤顶 3 吊装步骤 见图 5 l 第一步在点划线位置 第二步在点划线位置 a 在点划线位置 内用 80t 履带吊一台和 50t 履带吊一台将水平放置在预组装场地的 塔 体抬吊起 前端起吊高度超过砼框架平台的标高 塔后端塔裙座处用一台 20t 汽车吊抬尾 离开地面 两台履带吊同步向前进 塔基础方向 在行走的同时主吊车要起钩使塔身始终 高于框架平台不相碰 20t 汽车吊伸臂向前送直至伸臂行程到一定极限报警 两台履带吊暂 停前进 20t 吊车将塔裙放下落地 将 20t 汽车吊向前移位重新打好支腿 再将吊钩挂于裙 座上 起钩使塔裙离开地面 履带吊再往前开动 20t 汽车吊伸臂向前送 按此步骤向前抬 行约 20m 此时进入位置 b 两台履带吊行驶到预定位置停止前进 即履带吊起吊塔就位时的工作半径为预先 计算好的合理回转半径 此塔吊装就位吊臂工作回转半径为 6 5m 两台履带吊继续起钩 抬尾吊车继续伸臂往前送 此时塔身逐渐直立 塔裙从两台履带吊之间穿过 塔身将直立 悬空时 抬尾吊车不再受力 摘钩 两台履带吊起钩 使塔裙超过预埋地脚螺栓的顶端 将设置在前面的两套卷扬机滑车组栓在塔裙上 向前牵引 将塔身拉成直立 将设置 l 在 前面左右两侧 约各 60 的位置 的卷扬滑车组 也栓在塔裙上作牵引 控制塔裙的左右位置及控制 塔的管口方位作水平旋转 在塔落位时可用两台倒 链挂在塔裙上做微量调整 以便于对准地脚螺栓 塔落位后 用千斤顶进行塔的垂直度调整 用经纬 仪测量检查 垫好所有垫铁 拧紧所有地脚螺栓 5 2 吊装机具的选择 l 用吊车吊装 主要计算吊装重量 就位时 的吊装高度 现场条件能满足最大吊重时的最小回 转半径 即计算 P Q1 Q2 Q3 K H h1 h2 h3 h4 式中 P 计算重量 Q1 本体重 Q2 平台 梯子及保温重 Q3 吊具重 5 K 不均匀系数 取 K 1 2 图 5 1 吊装平面布置 安全系数 K 包括动力系数 超载系数 台吊不均 匀系数 H 吊臂顶点最小高度 h1 吊耳到塔底的距离 h2 基础高 h3 捆绑绳长 包括平衡梁的高度 h4 吊钩到吊臂顶点最小距离 以溶剂回收塔为例 P 50 t 1 2 60t H 19 l l 3 24 m 主吊车工作参数 80t 履带吊 回转半径 6 5m 臂长 25m 额载 37 5t 50t 履带吊 回转半径 66 5m 臂长 25m 额载 23t 吊车高度 2m 吊车仰角 74 7 两吊车最大吊载能力 P 37 5 t 23t 60 5t 吊车吊装高度 H 25 sin74 7 2 25 8 m P P H H 吊车参数满足要求 吊装安全 抬尾吊车 P1 19000 P 16000 P1 60000 16000 19000 50530 kg P2 60000 50530 9470 kg 抬尾吊车选用 20t 汽车吊 塔刚起吊时 抬尾的载荷最大 随着塔体的竖立 塔尾的载荷逐渐减小 那样溜尾吊车的 回转半径就可以随之增大 溜尾距离也就加大了 2 平衡梁的受力及选择 图 5 2 1 Q1 50t 吊车受力 Q2 80t 吊车受力 Q 吊车荷载 50t 主吊耳设计成双板轴式吊耳 在塔身 90 度方向 上 距塔底 19m 高 两耳相距 600mm Q1 19t Q2 31t 图 5 2 1 不均匀系数验算 80t 吊车 37 5 31 1 21 l 2 50t 吊车 23 19 1 21 1 2 平衡梁型式 平衡梁用钢板焊制 成矩形截面梁 3 挠度计算 以溶剂回收塔为例 塔组对后呈水平状态放置在预组装场地 由两台吊车抬吊主吊点 由抬尾吊车吊副吊 点 刚起吊时塔身由于自重所形成的挠度最大 所以吊点的位置选择很重要 要进行挠度 验算 见图 5 2 2 引自机械设计手册 这里假定塔壁厚按主吊点处 14mm 塔体为均质 33 4 2 3 4 4 6 1 ZRLZR Z qZLR ZLq EJ f ABAc 此塔下段壁厚最大从下至上逐渐减薄 BC 段 6 为悬臂梁 顶端挠度最大 对于 AB 段 因为两吊点距离较近 实际塔壁又厚 挠度计算 略去 为了计算方便这里假定壁厚按主吊点处的 14mm 整个塔体按均布载荷即 q 50t 40m l 25t m fc 计算结果 fc 0 023m fc f f 许用挠度 f L 500 2lm 500 0 042m f 摘自钢结构设计手册 5 3 单面偏吊受力分析及夺力计算 l 主吊位置 吊耳位置 与吊车臂高 设备重心高度以及设备离地时的自然倾斜角 有关 见图 5 3 l 从图 5 3 1 上可见设备离地后的自然倾角 与设备轴线到吊点之间的距离 a 以及由 吊点到设备重心之间的垂直距离 h 有关 tg a h 式中 设备离地后的自然倾角 a 设备直立状态时吊点到设备轴线的水平距离 h 设备直立状态时 吊点至设备重心的垂直距离 设备离地时的自然倾角 过大增加夺吊绳索的拉力 一般经验 h R 2 75 5 67 为宜 在吊装施工中 a R 一般 a R 所以近似方程式 tg R h 由上式可知吊点的位置比较接近设备重心 这就为使用矮吊车臂吊装高设备提供了条 件 2 辅助吊点 即夺点 位置应设在主吊点的相反方向 其高度与设备就位时的吊装 角 a 有关 a 角愈小夺点位置愈低 在施工中为了操作方便 减少夺绳的拉力 希望夺点 位置设在裙座地脚环附近 经验证明 a 角在 3 4 较为合适 本例 a 角取 3 图 5 3 2 3 夺力 S 的计算 当设备基础较低时 角度较小可以假设 0 且 a 角 为 3 时对边长接近塔半径 这时夺力的表达式为 S G R L1 上式适用于低基础以及夺点位置在设备裙座地脚环附近时的设备 吊装 这时主吊车滑轮组中心线与铅垂线的夹角 a 必须满足 tga R L1的条件 工程上考虑到就位时的可调性通常采用两个夺吊点 一般用两套 卷扬机滑车组做合成夺力 当采用两根夺绳时 两根夺绳拉力的合力 方向应预主吊车滑轮组和设备基础中心在同一铅垂面内 4 以容积回收塔为例 平面偏吊主要参数的验算 a tg a h 1 3 0 3333 18 26 h 3m 主吊点至重心的距离 a lm 塔半径 R O 8m 但考虑加保温层厚度吊耳应露于 其外 因此 a R 较多 在规范要求内 b tga a L1 1 19 0 053 a 3 S G R L1 50 1 19 2 63 t 7 选用两套 5t 卷扬机滑车组作夺力大有富余 为了就位时缓慢进行拉直 采用 10t 3 3 滑车组 5 4 吊装过程的控制及注意事项 1 吊装中间控制 主要是控制主吊车滑车组起升速度与抬尾吊车向前送的速度 应尽量使主吊车提升速度与抬尾吊车伸臂前进速度同步 在吊装中间为了防止设备摆 动 在主吊点稍下处栓两根溜绳控制 Vm Vytg 式中 VM 尾部的前进速度 VY 设备吊点垂直提升速度 设备与地面之间的夹角 从公式中可知 当设备轴线与地面之间夹角小于 45 时 提升速度远大于前进速 度 当设备轴线与地面夹角大于 45 时 前进速度逐渐加快 在设备即将离地时 设 备主吊点每提升一点 要需尾部吊车前送很长一段距离 因此设备倾角 小于 45 时 可以适当提高主吊车的提升速度 适当控制抬尾吊车前送速度 当 超过 45 时 可适当放慢提升速度 适当加快抬尾吊车前送速度 在设备即将离地悬空时 应 控制提升速度缓慢工作 以防冲击 2 设备悬空的控制 设备即将悬空时 设备与主吊车臂顶部水平距离较小 故侧牵引索具必须严格控 制防止悬空时 塔体碰擦吊车顶部 设备离地悬空时 设备将转动一定的角度 因此 在设备裙座处设置牵引滑车组 使设备在吊装过程缓慢转动 6 安全技术措施 6 1 凡参加施工的人员 必须熟悉吊装方法和工程内容 按吊装方案要求进行 施工 并严格执行规程 规范 6 2 在施工过程中施工人员必须具体分工 明确责任 要有总指挥 分指挥 6 3 在整个施工过程中要做好现场清理 无障碍物 吊车工作场地平整坚实 必要时可铺设道木 以免吊车沉陷 汽车吊支腿端头承压板下应垫足够面积的枕木 使其压强小于地面耐压力 6 4 吊车不得在架空输电线下面工作 在架空输电线一侧工作时 起重臂 钢 丝绳和重物等与架空输电线路最近水平距离应大于电力建设安全工作规范的要求 6 5 施工人员必须戴安全帽 登高作业要配戴安全带 并系在安全可靠的地方 不准随意往下抛掷物件和工具 6 6 电线 电焊线要远离钢丝绳 带电线路距离钢丝绳 2m 以上 电焊线在地面 与钢丝绳交叉时应隔开 严禁接触 6 7 在施工中如需利用构筑物 梁 柱 平台等 系结索具时 必须经过验算 或经有关单位同意 领导批准 6 8 吊装时一般不得在雨 雪 雾天和夜间工作 如工作必须进行 须有防滑 充分照明等措施 严禁在风力大于或等于五级时进行吊装作业 6 9 吊装前应组织有关部门根据施工方案的要求共同进行全面检查 经检查确 认无误后 方可下达起吊命令 施工人员进入操作岗位后 仍需对本岗位进行检查 经检查无误后 方可待命操作 6 10 吊装时整个现场由总指挥调配 各岗位分指挥应正确执行总指挥的命令 做到传递信号迅速 准确 在吊装过程中应有统一的信号 参加施工的全体人员必须 8 熟悉此信号 以便各岗位协调动作 6 11 在正式吊装前应进行试吊检查各部受力情况 如一切正常 才能进行正式 吊装 6 12 在整个吊装施工中 要切实遵守现场秩序 服从命令听指挥 不得擅自离 开工作岗位 吊装过程不得在起吊重物下或受力索具附近停留或通过 6 13 吊装施工现场应设有专人警戒 非本工程人员严禁入内 施工指挥及操作 人员均配戴标记符号 6 14 在一般情况下 不允许有人随同吊重物件或机具升降 如在特殊情况下需 随同时 应采取可靠的安全措施 并需经领导批准 6 15 在吊装过程中 如因故中断 必须及时采取措施进行处理 不得使设备长 时间呈悬空状态 7 劳动力组织 以溶剂回收塔为例 钳 工 8 人 96 工日 起重工 12 人 130 工日 焊工 2 人 2O 工日 电工 4 人 40 工日 保温工 10 人 50 工日 油工 2 人 2 工日 壮工 5 人 50 工日 吊车司机 3 人 15 工日 注 工程内容包括吊装准备工作 场地平整 塔体组对焊接 水压试验 平衡梁 制作 塔体吊装就位 找直 8 主要机具 履带式起重机 80t 1 台 5 台班 履带式起重机 5Ot l 台 2