自行式起重机吊装技术讲座 PPT课件

1 自行式起重机吊装技术讲座 2 讲座内容 1 现代大型构件和设备安装技术的动向2 吊装机具的选用与计算3 吊装工艺设计4 自行式起重机械5 吊车吊装工艺 3 一 现代大型构件和设备安装技术的动向 1 1现代大型构件和设备安装技术的产生与演变1 2大型构件和设备安装的基本程序与关键环节1 3国内外大型构件和设备吊装技术应用现状1 4大型构件和设备吊装技术的发展趋势与研究方向 4 1 1现代大型构件和设备安装技术的产生与演变 5 大型构件和设备安装技术 简称大件安装技术 是建设工程重要的技术组成部分 起重吊装技术是大件安装技术的主要内容 它是人类在广泛生产活动的基础上形成的 并在人们反复实践认识的基础上发展完善起来的 现代工业技术的发展 促使大件安装水平飞跃 形成当今种类繁杂 手段先进 装备强大的一门专业学科 大型构件和设备安装技术分为整体吊装 综合整体吊装和散件吊装三种情况 整体吊装就是将独立工件在不分解的前提下吊装就位 综合整体吊装是将相对独立而又相关的若干工件单元先组合成一个综合体 然后一起吊装就位 整体吊装的优势在于提高工件的工厂化制造程度 有利于产品的质量控制 减少高空作业量 缩短施工现场的安装工期以及减少工程造价等 整体安装代表了大件安装的一个发展方向 当今的大件安装技术是以确保安全作业为前提 以解决高 重 大 精 尖 特 新等吊装难题为目的 有机结合了材料科学 经典力学 计算机控制技术 液压技术 机械工艺学等多门学科而形成的实用专业技术 6 所谓 高 这里指工件本身很高大或者工件安装位置很高 例如上海东方明珠电视塔发射天线 重量为450t 长度达118m 需整体安装在350m高空的钢筋混凝土塔座上 总安装高度达468m 这是一个世界性的安装难度 所谓 重 是指工件吊装荷载巨大 例如山东齐鲁石化公司炼油装置改建工程中的核心设备 精制加氢反应器 自重937 2t 整体吊装荷载为1033 5t 含吊装附加重量 在当今世界各国 能够整体吊装千吨级设备的国家为数很少 所谓 大 是指工件体积庞大 例如南京国际展览中心钢桁架梁 梁跨度75m 长度达90m 截面高度5m 自重量最大为138t 是该工程一个突出的施工难点 所谓 精 是指工件安装就位的精度要求高 最典型的要数热电厂大型发电机组转子的起重吊装 重达几十吨的庞然大物贯穿于定子的安装过程中 始终要保持转子与定子之间的间隙为几毫米 吊装过程复杂 所谓 尖 主要是指当今许多大型设备代表了当代的尖端技术 价格昂贵 因此整个吊装工作责任重大 例如运载火箭吊装到发射塔架上 航天飞机垂直测试时的吊装等 所谓 特 是指大型工件的安装位置比较特殊 常规的吊装方法不能解决问题 需要采取特殊的技术措施 例如在高压电线附近作业或在有毒环境中作业所采取的防护措施 水下吊装作业等 所谓 新 是指现在与将来 大件安装行业会不断遇到新课题 仅仅依靠现有的技术还不能满足发展的需要 要求不断革新工艺 技术创新 推动施工技术进步 更好地为建设工程服务 7 21世纪国内外建设项目有以下特点 高 技术要求高 投入高 大 大型 超大型 难 地形地质复杂 技术要求高 施工难 新 需要高新技术 这个发展方向是经济发展和技术进步的必然结果 因此研究与发展大件安装技术 也是时代赋予我们的任务 8 1 2大型构件和设备安装的基本程序与关键环节 9 大型构件和设备安装是将大型构件或设备按照设计图纸及相关技术文件的要求 严密进行施工组织设计 有条不紊地将工件运送到安装现场 然后将工件按要求吊装就位 最后进行调整和试运转 大型构件和设备安装技术分为整体吊装 综合整体吊装和散件吊装三种情况 整体吊装就是将独立工件在不分解的前提下吊装就位 综合整体吊装是将相对独立而又相关的若干工件单元先组合成一个综合体 然后一起吊装就位 整体安装的优势在于提高工件的工厂化制造程度 有利于产品的质量控制 减少高空作业量 缩短施工现场的安装工期以及减少工程造价等 整体安装代表了大件安装的一个发展方向 10 大型构件和设备安装的一般工艺流程如下 熟悉施工图及施工条件 编制施工组织设计文件 大型工件运输 基础验收及安装放线 工件吊装就位 工件找正找平 工件连接 包括设备配管 设备电气安装 调试及试运转等 大型构件和设备安装的整个过程中 工件的装卸 场内水平运输以及吊装就位等起重工序的工期长 风险大 技术含量高 因此大件吊装是大型构件和设备安装技术的关键环节 11 1 3国内外大型构件和设备吊装技术应用现状 12 根据近年来我国施工企业从事国外工程施工的经验以及对相关资料的研究 工业发达国家大型构件和设备吊装技术水平体现以下几个方面 第一 自行式起重机的装备非常强大 并且形成了完善的租赁与服务体系 例如在德国 千吨级的汽车吊是比较容易承租的 第二 起重行业的专业分工很细 种类繁多 例如有些公司专门从事港口集装箱起重机的桥梁提升却不负责其他部分的吊装 有些公司专门从事钢屋盖的液压提升 第三 直升机吊装工件比较普遍 对于一般起重机械不能够完成的吊装工作 往往考虑使用直升机 有些直升机的起吊能力达到几十吨 例如世界第一高塔 加拿大多伦多电视塔 其发射天线钢桅杆就是采用直升机分段吊装而成的 第四 起重机械的自动化程度高 安全报警系统先进 一般的起重机械都由微电脑控制 能够准确测量工件的重量 监控机械的工作状态 并有报警与自锁功能 以及其他辅助功能 第五 发达国家的起重机械充分考虑了操作者的适应性和舒适性 强调 以人为本 的理念 13 我国的吊装行业 在建国初期只能用木制桅杆和手动绞磨来吊装18t重的反应塔和蒸发塔 经过多年的发展 特别是改革开放以来 大型构件和设备吊装技术突飞猛进 现在已经跻身于世界先进行列 并且有些方面处于国际领先水平 如今 我国吊装行业已经形成了以自行式起重机械吊装工艺 桅杆式起重机吊装工艺 液压提升 顶升 技术 滑移法起重工艺及其他工艺方法为内容的大型构件和设备吊装技术体系 并且取得了令人瞩目的成绩 从起重机械装备方面讲 我国已经拥有多台500t级以上 含500t级 汽车式起重机和履带式起重机 100 400t级大型汽车吊和履带吊装备的数量可观 分布范围广泛 在核电建设行业 我国已经有650t起重量的履带吊用于施工 14 在桅杆吊装实践中 我国已经多次利用桅杆整体吊装了1000t以上的工件 1999年1月9日 在山东齐鲁石化公司炼油装置改建工程中 中石化第十建设公司利用我国自行研制改造的双门式桅杆 采用滑移法吊装工艺 将千吨级精制反应器整体吊装就位 工件吊装技术参数为 外径4341mm 高度35555mm 本体质量937 2t 吊装总荷载达到1033 5t 该项目的实施 使我国成为第四个能够整体吊装千吨级设备的国家 标志着桅杆吊装的能力取得了突破性进展 特别是中石化系统施工企业 在大型构件和设备吊装技术应用方面已有较为先进的施工装备和施工技术 我国的集群千斤顶液压提升技术在世界上处于领先地位 1994年 上海东方明珠电视塔天线钢桅杆的吊装 上海机械化施工公司与同济大学合作开发长距离连续整体提升安装工艺 将长度为118m 重量为450t的电线天线整体安装到350m高的钢筋混凝土塔座上 安装后电视塔总高度达到了468m 工程中采用了集群千斤顶液压提升技术 计算机同步控制技术 钢绞线悬挂承重技术 高重心不用配重自找稳定工艺 高重心抗倾覆技术等多项创新技术 其主要技术特征 工艺性能和经济指标超过了现有的国际水平 我国是较早使用滑移法施工工艺的国家 经过将滑移法与液压技术的结合 该技术已经取得突破性进展 1998年 在上海浦东国际机场航站楼特大型斜挑悬索拱形钢屋盖安装工程中 上海机械化施工公司对主楼和高架进厅两部分的钢结构 采用区段整体滑移法施工工艺 仅用半年时间就完成了主楼和高架进厅的钢结构安装 牵引的最大单元重量为1400t 牵引钢结构总吨位为11000余吨 15 1 4大型构件和设备吊装技术的发展趋势与研究方向 16 安全吊装始终是吊装施工的中心环节 从大型构件和设备吊装技术的产生开始 对吊装安全的研究就没有停止 未来对大型构件和设备吊装的安全管理 安全评估 安全监控等方面的研究还将进一步深入 吊装机械化程度进一步提高 随着经济建设的深入发展 大型的自行式起重机械将越来越多 对于传统的桅杆吊装方法 也将越来越依赖于现代化吊车的配合以提高工作效率 提高智能化程度是一个重要的发展方向 例如 对桅杆式起重机的关键受力部位可以设置传感器进行安全报警 减少误操作 对于吊装过程可以事先进行计算机模拟演示分析 以便优化吊装方案 随着自动化程度的提高 操作工人的劳动强度将下降 主观性错误将减少 液压提升技术应用前景广阔 液压千斤顶推力极强 动作平稳 且容易与计算机控制技术相结合 值得大力开发与推广 对 以小吊大 工艺的研究 当前 在大型构件和设备吊装中存在着一种现象 即用于吊装大型工件的机械设备 工具 索具等本身就很庞大 严重制约了工地上其他专业的施工作业 机具进退场成本也很高 因此有必要研究制造轻便 易造 高效 多能的新机械 新机具 采用 以大吊小 的先进吊装方法来吊装大型 超重的构件和设备 继续发展符合中国特色的桅杆吊装技术 桅杆吊装具有一定的技术优势和效益优势 是符合中国国情的传统工艺 随着新材料 新工艺的运用 桅杆吊装技术还有进一步发展的空间 17 二 吊装机具的选用与计算 1 麻绳2 尼龙带3 钢丝绳4 滑车与滑车组5 卸扣 卡环 6 绳卡 夹头 7 牵引设备8 锚碇装置 18 吊车吊装用的机具主要包括 绳索 麻绳 尼龙带 钢丝绳 吊具 吊钩 卡环 吊梁 滑车 倒链 卷扬机等 19 1 麻绳 20 麻绳有质轻 柔软 易绑扎 价格低 抗拉强度小 易磨损等特点 故只能用于小型设备吊装 也用于做溜绳 平衡绳和缆风绳等 设备吊装中常用油浸麻绳和白棕绳 绳按拧成股数可分为三股 四股 九股3种 绳按材料不同可分为麻绳 棕绳 棉绳以及合成纤维 尼龙 绳等 麻绳又有素麻绳和油浸麻绳之分 麻绳在起重机械中目前已不使用了 但在吊装工作中还用来做辅助作业 如捆扎 张拉稳定和抬系轻小物件等 除了合成纤维绳可以防腐外 各绳的其余性质相同 仅有强度的差别而已 油浸麻绳虽有耐腐防潮作用 但浸油后柔曲性差 强度也降低左右 一般陆地多不采用 仅用于水上作业 21 麻绳只适用于轻便工件的起吊或吊装工件的溜绳 麻绳不得向一个方向连续扭转 以免松散或扭劲 发现上述现象时 应及时消除 麻绳使用中 严禁与锐利的物体直接接触 如无法避免时应加垫保护物 麻绳在当作绳扣使用时 安全系数不得小于12 麻绳不得与酸 碱等腐蚀性物质接触 麻绳应存放在通风干燥的地方 不得受热受潮 22 23 2 尼龙带 24 尼龙带适用于工件吊装用索具 特别适用于精密仪器及外表面要求比较严格的物件吊装 尼龙带应避免与强酸 强碱等物质接触 以免造成腐蚀 尼龙带应避免受到锐利器具的割伤 在起吊有锋利的角 边或粗糙表面的物件时 应采取加垫保护物的措施 禁止吊装带打结或用打结的方法来连接 应采用专用的吊装带连接件进行连接 尼龙带用于吊装索具时 安全系数应取6 10 尼龙带的工作温度为 40 C 100 C 25 3 钢丝绳 26 27 28 钢丝绳适用于吊装用索具 卷扬机跑绳等 起重施工用钢丝绳 除某些特殊用途外 均应采用符合国家标准的交互捻或混合捻的钢丝绳 钢丝绳使用安全系数K应符合下列要求 1 当作卷扬机跑绳时 手动卷扬机K 4 机动卷扬机K 5 2 当作捆绑绳或吊索时 可根据荷重大小 受力根数 弯曲程度 有无护绳装置等情况来决定其安全系数 一般为6 10 放开新钢丝绳时 要防止发生扭结现象 应将钢丝绳放在转盘上 随着转盘的转动放开钢丝绳 钢丝绳插接长度一般为绳径的20 30倍 较粗的绳应选用较大的倍数 切断钢丝绳时 为避免绳头松散 应预先用细钢丝扎紧切断处的两端 切断后立即将断口处的钢丝焊在一起 钢丝绳严禁与电焊导线或其它电线接触 当可能相碰时 应采取防护措施 钢丝绳不得与工件的棱角直接接触 如无法避免时应加垫保护物 钢丝绳不得扭结 也不得由于受压 受夹而成扁平状 29 钢丝绳在使用过程中应经常检查 如发现磨损 断丝等现象时 应降低其受力 出现下列情形之一时 应予以报废 1 钢丝绳直径的减小值超过公称直径的7 2 在一个节距内断丝达到下表中所列数量 3 发生扭结 4 显著变形 锈蚀 受热损伤 为了避免钢丝绳生锈及减少其磨损 应保持钢丝绳清洁 干燥 含油 用过的钢丝绳应根据其含油情况决定是否涂脂 钢丝绳应涂以粘稠的 钢丝绳表面脂 可将上述油脂加热到80 100 C时对钢丝绳进行浸涂 钢丝绳在涂脂前 先以竹片刮去钢丝绳表面的污垢 再用汽油或苯擦净绳的表面 涂脂必须在钢丝绳干燥和无锈的情况下进行 暂时不用的钢丝绳 应存放在库房内 露天存放必须下垫 上盖 30 4 滑车与滑车组 31 滑车类型及作用按滑车头部结构形式可分为吊钩型 链环型 吊环型和吊梁型 按滑车的轮数可分为单轮滑车 双轮滑车和多轮滑车 其中单轮滑车有闭口和开口两种 滑车有HQ系列 ZBJ80008 87 HY系列 林业滑车和H系列 JBl204 71 设备吊装用HQ系列和H系列 使用滑车的目的一是承受吊装力和牵引力 二是改变牵引绳索的方向 滑车一般用于做定滑车 动滑车 导向滑车 平衡滑车等 也常由两个滑车组成滑车组 HQ系列起重滑车 ZBJ80008 87 起重滑车规格系列HQ系列起重滑车 ZBJ80008 87 32 滑车标记形式及代号 33 H系列起重滑车 JBl204 71 H系列滑车起重量系列符合起重机械起重量系列国家标准GB783 65 滑车的规格系列本系列有14种起重量 11种滑轮配成17个品种103个规格 滑车标记型式及代号 34 35 滑车的用途和计算滑车按其用途和装设目的有定滑车 动滑车和导向滑车3种 36 定滑车定滑车安装在固定处 其滑轮只转动不位移 故只能改变力的方向 而力的大小不变 绳索的速度不变 定滑车一般用其做平衡滑车和导向滑车 考虑转动摩擦力其拉力户略有增加 37 38 39 40 41 滑轮的轮槽表面应光滑 不得有裂痕 凸凹等缺陷 滑车的选用应符合H系列通用起重滑车 JB1204 71 中的有关规定 滑车在使用时应经常检查 重要部件 轴 滑轮 吊环或吊钩 应定期进行无损探伤 当发现有下列情况之一时 必须更换其零件 1 滑车上发现有裂纹或永久变形 2 滑轮槽面磨损深度超过钢丝绳直径的20 3 滑轮轮缘部分有破损 4 吊钩危险断面磨损达到原尺寸的10 5 轮轴磨损超过轴径的2 6 轴套磨损超过壁厚的10 滑车所有转动部分必须动作灵活 润滑良好 定期添加润滑剂 滑车组两滑车之间的净距不小于轮径的5倍 当滑车贴着地面使用时 应采取措施 防止泥沙进入轮内 遇有滑车必须在地面上滑行时 应垫一翘头钢板 以保护滑轮 吊钩上的吊索有自行脱钩可能时 应将钩口加封 严禁用焊接补强的方法修补吊环 吊钩的缺陷 滑车使用后 应清洗干净 涂以防锈油 存放在干燥的库房内 42 5 卸扣 卡环 43 卸扣也称卸甲或卡扣 是在起重作业中用得最多的连接工具之一 有用普通碳素钢制成的卸扣 分15种规格 最大者许用负荷210kN 21tf 为市场产品 还有用优质碳素钢制成的较大规格的卸扣 也有15种规格 最大者许用负荷为500kN 50tf 我国也有制造厂家生产更大规格的卸扣 有13种规格 最大者许用负荷2000kN 200tf 供参考选用 如需自行制造卸扣时 其弯环可用Q235 A 20号钢 30号钢经锻造而成 横销材料用40号钢或45号钢制造 对弯环和横销均需进行强度计算 制成后应以1 5倍许用负荷进行拉力试验 44 45 卸扣应用优质低碳钢或合金钢锻成并经热处理 严禁使用铸钢卸扣 卸扣表面应光滑 不得有毛刺 裂纹 尖角 夹层等缺陷 不得利用焊接补强方法修补卸扣的缺陷 在不影响卸扣额定强度的条件下 可以清除其局部缺陷 使用卸扣时 应注意作用力的方向不要歪斜 螺纹应满扣并预先加以润滑 卸扣使用前应进行外观检查 必要时应进行无损探伤 发现有永久变形或裂纹 应立即报废 46 6 绳卡 夹头 47 常用的钢丝绳夹头有骑马式 压板式和拳握式三种 其中骑马式连接力最强 应用最广泛 压板式次之 拳握式由于没有底座 容易损坏钢丝绳 连接力也较差 只用于次要的地方 选用夹头时 应使其U形环的内侧净距比钢丝绳直径大1 3毫米 太大了卡不紧 容易发生事故 上绳卡的螺母时 应将螺纹预先清理干净并润滑 上夹头时一定要将螺母拧紧 直到钢丝绳被压偏1 3 1 4直径时为止 绕结钢丝绳用夹头固定时 夹头要一顺排列 U形部分与绳头接触 如果U形部分与主绳接触 则主绳被压偏后 受力时容易产生断丝 使钢丝绳受损且拉力下降 绕结钢丝绳时 绳头的长度一般为绳径的10倍 但不得小于200毫米 夹头应等距离设置 其使用要求见表2 2 两绳卡间的两根钢丝绳的长度要相等 夹头的使用数量按表2 2规定 如钢丝绳搭接时 所用夹头数量应按下表数量增加一倍 关键部位的钢丝绳在用绳卡夹紧后 可在两绳卡间将两绳做上记号 或于最后一个夹头后面大约500毫米处再安一个夹头 并在最后一个绳卡前将绳头放出一个 安全弯 以便观察钢丝绳在受力后有无发生滑动 48 49 7 牵引设备 50 在设备吊装中常用的牵引设备有电动卷扬机 手动卷扬机和绞磨 一般大 中型设备吊装均用电动卷扬机 手动卷扬机和绞磨只用在设备质量不大 要求起重速度较低或没有电源的吊装作业中 电动慢速卷扬机电动卷扬机广泛用于设备吊装中 它具有牵引力大 速度快 结构紧凑 操作方便和安全可靠等特点 电动卷扬机有单筒和双筒两种 又分可逆式和摩擦式两类 设备吊装中常用齿轮传动的可逆式慢速卷扬机 它由电动机 联轴器 制动器 减速器 带大齿轮的卷筒 控制开关和机架等组成 钢丝绳额定拉力 kN 有3 5 10 15 30 50 80 100 120 160 200 320 500等13种 其中设备吊装最常用的有30kN 50kN 80kN 100kN等几种 51 1 电动慢速卷扬机的规格和性能因我国有多家工厂生产卷扬机 虽同型号 但各厂产品的技术参数有同有异 现综合归纳成表1 35 选购时应以机械产品目录为准 2 电动卷扬机的安装和使用注意事项在设备吊装中 卷扬机直接承受较大的牵引力 其安装是否稳固和正确 将危及吊装安全 必须引起我们足够的重视 其安装和使用注意事项如下 1 电动卷扬机应安装在乎坦 开阔 前方无障碍物的地方 操作人员应能直视设备吊装过程 同时又可接受指挥信号 2 卷扬机的安装位置宜离开吊装中心稍远一些 如用桅杆吊装时 其距离不得小于桅杆的高度 3 第一个导向滑车距卷筒轴线距离应大于卷筒长度的25倍 以保证偏角 20 如图1 9所示 这样绕上卷筒的钢丝绳才可按顺序排列 不致缠绕在一起 4 卷扬机的固定应可靠 严防倾覆和移动 一般用地锚 车间柱基和重物施压等为锚固点 绑缚卷扬机底座的固定绳索应从两侧引出 以防底座受力后移动 5 用调整导向滑车位置的方法 使牵引钢丝绳从卷筒底面水平地绕人卷筒 6 严禁超负荷使用卷扬机 在重大的吊装作业中 于牵引绳上应装有测力计 用其定量地检测其拉力值 7 在使用前应全面检查卷扬机的机械装置和电气系统 机械装置应润滑充分 动作灵活 声音正常 特别是制动器应松紧适度 制动可靠 电气系统应绝缘良好 控制开关操作灵活 切换正确无误 8 在起吊重型设备试吊时 应着重检查卷扬机的受力和稳固状态 牵引绳拉力值 电动机的电流值等 还应检查绳头在卷筒上固定是否牢靠 初始绕绳数是否多于3圈等 52 8 锚碇装置 53 在设备吊装和运输中 常需用锚碇装置 用以固定卷扬机 缆风绳 定滑车和导向滑车等 锚碇装置是吊装设施的重要组成部分 它有桩式锚碇 埋置式锚碇 压置式锚碇 利用已有建筑物锚碇和灌注锚碇等多种形式 54 55 56 57 58 59 设置和使用锚碇的注意事项 1 锚碇埋设地点应平整 不积水 以免积水浸泡回填土壤 降低锚碇的许用拉力 2 决定埋置式锚碇位置时 在2 5倍坑深范围内 不得有地沟 电缆 地下管网等 3 锚碇回填时 应使用净土 每填人30cm厚则应夯实一次 回填高度应高出基坑周围地面40cm以上 4 各式锚碇均应有足够大的安全裕度 以保证起重工作安全 5 不能使用腐朽或有损伤的圆木为锚碇用料 使用周期较长时 木料应用沥青浸渍法防腐 6 系结锚碇的受力钢丝绳和圆钢环 因其受力状态复杂 工作环境恶劣 其绑扎 焊接 钢丝绳插接等工作均应牢固可靠 7 锚碇拉绳与地面的水平夹角宜较小 一般最大不应超过300 8 选择建筑物或构筑物作锚碇时 必须进行许用拉力的核算 并应征得有关单位的同意 9 厂房混凝土柱或钢柱作锚碇时 其棱角应用方木或锯开的钢管段保护后 再捆绑锚碇拉绳 10 多缆风绳受力系统中 宜全部采用刚性锚碇 即受力后可视为不产生位移的锚碇 如厂房柱脚 设备基础等 或全部采用埋置式锚碇 两种兼用时需采取防止埋置式锚碇产生位移的措施 11 减小埋置式锚碇的位移量 可用预拉法 即预先按等于或大于缆风绳工作载荷时的拉力数值进行预拉紧 在保持一段时间后 再恢复至初拉力的数值 12 要的锚碇均需经试拉后 方可投入使用 13 要的锚碇应在缆风绳上装设测力计 并派人记录其受力值和变化情况 还应观察锚碇的稳定状态 如出现危及安全的异常情况 应立即采取应急措施 以保安全 60 4 吊装工艺设计 61 目前 在大型设备吊装工程中 因施工工期 现场平面布置 施工管理模式 设备到货状态等原因 重型吊车已经在国内快速发展 成为吊装作业的主要施工机具 施工企业为进一步提升自身核心竞争力 适应市场要求 应重视并研究重型吊车的吊装工艺 使用维护 管理运作等课题 大型设备吊装工程的施工准备和组织实施工作非常复杂 既需要大量成熟的专业技术经验 也需要能够统揽全局的工程管理经验 编制科学合理 经济实用的吊装施工方案 对提高工程项目管理水平有重要意义 研究和应用大型设备吊装工程施工技术 不仅能够提升企业技术水平 而且能够为企业带来直接的经济效益 目前 国内外比较有效的吊装工艺很多 基本上能满足石油化工建设中设备吊装的需求 随着我国经济的增长 生产力的提高 石油化工建设的规模也将越来越大 生产工艺包在不断改进 随之而更新的吊装工艺也会不断出现 吊装工艺的种类更加繁多 对于设备吊装 如何选择一钟合适的吊装工艺是首先要解决的问题 可以说完成这一步工作就等于完成设备吊装任务的一半 62 总则吊装工艺设计应考虑的因素比较多 也是一项复杂又很重要的工作 从事这项工作的人员应不断学习 总结经验 拓宽视野 借鉴别人的经验和教训 发挥集体智慧 虚心听取有实践经验人员的意见 在确保安全的基础上 做到精益求精 好上加好 下面列出吊装工艺设计的树枝图 如图 以便分析各种因素 63 组装深度 设备吊装一般有整体吊装 分段吊装两大类 为减少组装的高空作业 在设备上组装附于设备的平台梯子 保温油漆 管道阀门及电气仪表等一起吊装 叫做综合吊装 综合吊装可以是整体综合吊装也可以是分段综合吊装 设备形状和参数 设备形状一般有圆筒形 立方体形和片形 设备参数与吊装有关的不外乎吊装质量 设备外形尺寸和设备重心 就位难度 是基础高度 也即设备的安装高度 一是基础地脚固定方式 设备地脚固定方式大致有预埋地脚螺性 二次灌浆地脚螺拴和地脚板三种结构 它们都是吊装工艺设计应考虑的因素 平面布置 首先考虑的因素是场地的位置 面积和形状 即施工场地可以利用的有效面积 其次还要考虑与组装作业的配合 组装作业一般也会占用场地 环境条件 主要是考虑山坡 河川 架空高压输电线路 公路 铁道及其它地上障碍物 地基耐力 主要是地基土壤的特性值 如容重 强度 粘聚力和内摩擦角等 吊装机械的性能 现有起重机械的种类和额定起重量 额定起重幅度及起升高度等 现场可以租得或制备的起重机械 如流动式起重机 吊车 桅杆起重机 桅杆 塔式起重机 塔吊 及缆索起重机 走线滑车 吊装机械的潜力 随着起重机械种类的不同 起重量的潜力也显然有所不同 如桅杆可以起重高度换取起重量 可以通过工艺措施 获取 以小吊大 的效果 操作技术 主要是指操作工人的作业的水平 有无大型吊装的经历和经验 吊装经验 主要是指施工企业在吊装方面的业绩和经验 作业难度 原则是降低作业难度 如变高空作业为地面作业 变吊装过程中的应急作业为吊装前期的准备工作 64 劳动强度 原则是减少或避免繁重体力劳动 如变手工体力劳动为机械作业 变繁重体力劳动为起重机配合的人机劳动 受力分析 是起重吊装必不可少的部分 除吊装各阶段的起重机械和索具的强度核算外 还应做好避碰核算 设备与索具 桅杆或臂杆 地上障碍物的避碰 起重机械的抗倾覆稳定性核算 设备在吊装中的结构强度和稳定性测算等等 新技术采用 是指采用非常规的吊装方案和方法 一般来说新技术采用前 应通过模型试验来证实它的可行性 经济分析 多种方案的经济比较 或采用某种吊装方法的施工预算 吊装作业的施工预算 不但要考虑常规施工的工 料 机的消耗 还要涉及吊装加固材料 工序待工和闲置台班 一般均应在合同规定的预算之内 并且留出一定的裕量 经济分析还应考虑工期效益 安全检查 安全是吊装的技术核心 不能确保安全的吊装作业是冒险作业 安全也是设备安装的质量保证 没有设备吊装安全 也就没有设备的安装质量 为此 安全检查应列入吊装作业的质量管理体系和质量保证体系 把GB T19000贯穿到整个吊装过程中去 总之 上述各项因素都会影响吊装工艺 也是吊装工艺设计中应予以考虑的因素 它们是相互制约的 在某一吊装工艺中很难做到天衣无缝 全面兼顾 要抓住主要矛盾 尽量兼顾其它因素 作出最佳设计 65 4 自行式起重机械 66 概述自行式起重机包括汽车式起重机 轮胎式起重机和履带式起重机三大类 在当今现代建筑安装施工中 为了加快施工进度 提高施工效率 减轻工人劳动强度 在工程上已广泛采用自行式起重机进行施工作业 自行式起重机良好的机动性能 优越的机械化特点 短时间产生的效益 从而将建筑安装施工技术推进到一个全新的高水平 然而 掌握 使用起重机若不当 极容易发生危险 本指南着重介绍自行式起重机规定 特点 安全技术等应用常识及起重机吊装作业中部分疑难课题的解决方法 供读者参考 自行式起重机的组成概况起重机械由驱动装置 工作机构 取物装置 操纵控制系统和金属结构组成 通过对控制系统的操纵 驱动装置将动力能量输入 转变为机械能 即适宜的力或运动速度 再传递给取物装置 取物装置将被搬运物料与起重机联系起来 通过工作机构单独或组合运动 完成物料搬运任务 可移动的金属结构将各组成部分连接成一个整体 并承载起重机的自重和吊重 67 68 驱动装置驱动装置是用来驱动工作机构的动力设备的 常见的驱动装置有电力驱动 内燃机驱动和人力驱动等 电能是清洁 经济的能源 电力驱动是现代起重机的主要驱动型式 几乎所有的在有限范围内运行的有轨起重机 升降机 电梯等都采用电力驱动 对于可以远距离移动的流动式起重机 如汽车起重机 轮胎起重机和履带起重机 多采用内燃机驱动 人力驱动适用于一些轻小起重设备 也用作某些设备的辅助 备用驱动和意外 或事故状态 的临时动力 工作机构工作机构包括 起升机构 运行机构 变幅机构和旋转机构 被称为起重机的四大机构 起升机构 是用来实现物料的垂直升降的机构 是任何起重机不可缺少的部分 因而是起重机最主要 最基本的机构 运行机构 是通过起重机或起重小车运行来实现水平搬运物料的机构 有无轨运行和有轨运行之分 按其驱动方式不同分为自行式和牵引式两种 变幅机构 是臂架起重机特有的工作机构 变幅机构通过改变臂架的长度和仰角来改变作业幅度 旋转机构 是使臂架绕着起重机的垂直轴线作回转运动 在环形空间运移动物料 起重机通过某一机构的单独运动或多机构的组合运动 来达到搬运物料的目的 69 取物装置取物装置是通过吊 抓 吸 夹 托或其他方式 将物料与起重机联系起来进行物料吊运的装置 根据被吊物料不同的种类 形态 体积大小 采用不同种类的取物装置 例如 成件的物品常用吊钩 吊环 散料 如粮食 矿石等 常用抓斗 料斗 液体物料使用盛筒 料罐等 也有针对特殊物料的特种吊具 如吊运长形物料的起重横梁 吊运导磁性物料的起重电磁吸盘 专门为冶金等部门使用的旋转吊钩 还有螺旋卸料和斗轮卸料等取物装置 以及集装箱专用吊具等 合适的取物装置可以减轻作业人员的劳动强度 大大提高工作效率 防止吊物坠落 保证作业人员的安全和吊物不受损伤是对取物装置安全的基本要求 金属结构金属结构是以金属材料轧制的型钢 如角钢 槽钢 工字钢 钢管等 和钢板作为基本构件 通过焊接 铆接 螺栓连接等方法 按一定的组成规则连接 承受起重机的自重和载荷的钢结构 金属结构的重量约占整机重量的40 70 左右 重型起重机可达90 其成本约占整机成本的30 以上 金属结构按其构造可分为实腹式 由钢板制成 也称箱型结构 和格构式 一般用型钢制成 常见的有根架和格构柱 两类 组成起重机金属结构的基本受力构件 这些基本受力构件有柱 轴心受力构件 梁 受弯构件 和臂架 压弯构件 各种构件的不同组合形成功能各异的起重机 受力复杂 自重大 耗材多和整体可移动性是起重机金属结构的工作特点 起重机的金属结构是起重机的重要组成部分 它是整台起重机的骨架 将起重机的机械 电气设备连接组合成一个有机的整体 承受和传递作用在起重机上的各种载荷井形成一定的作业空间 以便使起吊的重物顺利搬运到指定地点 金属结构的垮塌破坏会给起重机带来极其严重甚至灾难性的后果 70 控制操纵系统通过电气 液压系统控制操纵起重机各机构及整机的运动 进行各种起重作业 控制操纵系统包括各种操纵器 显示器及相关元件和线路 是人机对话的接口 安全人机学的要求在这里得到集中体现 该系统的状态直接关系到起重作业的质量 效率和安全 起重机与其他一般机器的显著区别是庞大 可移动的金属结构和多机构的组合工作 间歇式的循环作业 起重载荷的不均匀性 各机构运动循环的不一致性 机构负载的不等时性 多人参与的配合作业等特点 又增加了起重机的作业复杂性 安全隐患多 危险范围大 事故易发点多 事故后果严重 因而起重机的安全格外重要 71 国家标准对起重机的编制 分类及特点 起重机型号编制 72 自行式起重机的分类及特点自行式起重机是各种工程建设广泛应用的起重设备 它对减轻劳动强度 节省人力 降低建设成本 提高劳动生产率 加快建设速度 实现工程施工机械化起着十分重要的作用 自行式起重机主要包括汽车式起重机 轮胎式起重机和履带式起重机 73 自行式起重机特点 汽车式起重机具有汽车的行驶通用性能 机动灵活 行驶速度高 可使速转移并投入工作 特别适应流动性大 不固定的作业场所 轮胎式起重机一般不受底盘的限制 轮距较宽 稳定性好 轴距小 车身短 故转弯半径小 适用场地狭窄的作业场所 可以前后左右四面作业 在乎坦的地面可不用支腿吊重以及慢速行驶 履带式起重机与轮胎起重机相比 它与地面接触面积大 对地面的平均比压小 约为40 03 245 17 可在松软泥泞的地面上作业 它牵引系数高 约为轮胎式的1 5倍 爬度大 由于履带支承面宽大 故稳定性好 不需要加支腿 74 起重机主要技术参数 外形尺寸 支腿尺寸及主吊臂下绞点尺寸起重机的外形尺寸通常是指整机的长度 宽度 高度的最大尺寸 外形尺寸在一定的程度上反映出起重机经济性和通过性能 掌握和了解自行式起重机的外形尺寸 支腿尺寸 履带尺寸 主吊臂下绞点尺寸是合理选用起重机 起重机克服行驶道路上的障碍 布置施工现场起重机站位和吊装作业成功与否的关键所在 额定起重量额定起重量是指起重机在各种工作状况下安全作业时所允许的起吊重物的最大重量 常用Q表示 单位为吨 单位也有为公斤的 通常起吊重物时 不但要计算重物的重量 还包含起重机吊钩的重量 吊装使用的起重工索具 例如吊索 卸扣以及使用起重专用铁扁担 平衡梁等的重量 这些重量的总和不能大于或超过额定起重量 最大额定起重量最大额定起重量是指起重机基本臂处于最小幅度 最小作业半径 时所起吊重物的最大重量 有限幅度有限幅度是指在使用支腿侧向工作起吊的额定起重量时 吊钩中心垂线到该侧向支腿中心线的水平距离 常用R表示 单位为米 作业半径作业半径是指起重机吊钩中心垂线 即被吊重物的中心垂线 到起重机回转中心线的距离 单位为米 起重机主吊臂下绞点自行式起重机主吊臂下绞点分为二种 全液压汽车起重机主吊臂下绞点一般均在起重机回转中心的后上方 全液压汽车格构式起重机 履带式起重机的主吊臂下绞点均在起重机回转中心的前上方 75 自重自重是指起重机工作状态时的机械总重 有的机型是指在行驶状态下的重量 掌握起重机自重对在作业前合理布置起重机作业面场地的地基 确保起重机在整个吊装作业过程中达到对地基有效的承压是非常必要的 起重机曲线起重机曲线是指起重机吊臂曲线 是表示起重机吊臂在不同吊臂长度和不同作业半径时空间位置的曲线 规定直角坐标的横坐标为幅度 即作业半径 纵坐标为起升高度 起升高度是表示最大起升高度随幅度改变的曲线 不难看出 当幅度变小 作业半径变小 起重量增加 起升高度也随之增加 此时的起重机吊臂的仰角也同时增加 同样 同等的幅度 不同的臂长 起重量也有所不同 起重机性能表上75 85 的含义起重机性能表右上角一般都标明75 或85 是指性能表中的额定起重量与理论计算的整机倾覆载荷的百分比 实际操作作业过程中应严格参照标明的百分比以内进行作业 76 5 吊车吊装工艺 77 施工准备技术准备吊装工程的技术准备应包括下列内容 在工程项目的投标阶段提出大型设备的吊装规划 工程项目中标后 大型设备吊装规划的具体内容应列入施工组织设计中 吊装工程开工前 完成大型设备吊装方案的编制及审批工作 吊装规划编制依据 工程项目的招标文件 大型设备条件图和平面布置图 施工现场地质资料 气象资料及吊装环境 施工机具装备条件及吊装技术能力 工期要求与经济指标 建设单位对大型设备吊装的有关要求 78 吊装规划应包括下列内容 设备吊装工艺的经济分析 包括可行性研究和可靠性分析 大型设备吊装参数汇总表 吊装工艺 主要机具选用计划 吊装顺序 吊装进度 包括交叉作业进度 吊点位置及其结构 设备的供货条件 吊装平面的布置 劳动力组织 主要安全技术措施 吊装工艺有特殊要求时 应以书面形式提出 包括下列内容 管式吊耳或板式吊耳 统称吊耳 的结构型式及关键尺寸 焊接或连接的位置及其使用条件 塔架底部扳转铰链的结构形式 所在的基础位置及高度 设备装卸车要求及运入吊装现场的次序及卸车位置 设备裙座处的支撑加固措施 在裙座内环支承加固 79 吊装平面图中应注明大型设备运抵吊装现场的运输道路及卸车场地 大型设备运输应一次到位 卸车位置应符合吊装的方位要求 吊装方案的编制依据 有关施工标准 规范 施工组织设计 施工技术资料 设备制造图 设备基础施工图 设备及工艺管道平 立面布置图 地下工程图 架空电缆图 梯子平台等相关专业施工图 设计审查会文件 设备吊装计算书 现场施工条件 作业计划 80 吊装方案宜包括下列内容 编制说明及依据 工程概况 工程特点 吊装参数表 工艺设计 设备吊装工艺要求 吊装计算结果 起重机具安装拆除工艺要求 设备支 吊点位置及结构图和局部加固图 吊装平立面布置图 地锚施工图 设备地面组装深度规定 地下工程和架空电缆施工规定 起重机具汇总表 吊装进度计划 相关专业交叉作业计划 技术要求 工艺岗位分工 安全技术措施 机具试验 作业要求 吊装机具安装程序与工艺要点及作业质量标准 设备装卸运输施工程序与工艺要点及作业质量标准 试吊前准备 检查的项目与要求 正式吊装的施工程序与工艺要点及作业质量标准 81 吊装平面布置图宜包括下列内容 吊装环境 地下工程 设备运输路线 设备组装 吊装位置 吊装过程中机具与设备的相对位置 桅杆站立位置及其拖拉绳 主后背绳的平面分析 主吊车和抬尾吊车的站位位置及移动路线 滑移尾排及牵引和后溜滑车组的设置位置 吊装工程所用的各台卷扬机现场摆放位置及其主走绳的走向 吊装工程所用的各个地锚的平面坐标位置 需要做特殊处理的吊装场地范围 吊装指挥的位置 监测人员的位置 电源及吊装工程的最大负荷用电量 吊装警戒区 大型设备吊装工程有下列情况之一时 应绘制施工图 对钢丝绳穿绕有特殊要求 对索具系统布置有特殊要求 被吊设备的主吊点及尾部连接形式 对吊装场地承压地面及现场设备运输道路的处理有特殊要求 吊装配套使用的平衡梁 抬架等专用吊具 82 对吊装方案实施前或实施过程中所发现的具体问题 应及时采取相应的改进措施 并填写吊装方案修改意见单 当吊装方案实施过程中有较大变更时 应编制补充方案 并按原程序审批 机具准备起重机具出库前 机械责任人员应核查机具员提交的机具维修 使用检验记录 确认其技术性能 必要时应进行解体检查 合格后方可出库 进入吊装现场的吊装机具 索具及材料应指定存放位置并由专人验收和保管 对每件机具 索具及材料应及时作出标识 注明其规格 型号及使用部位 大型起重机具的运输路线 卸车位置应符合本标准的要求 83 现场准备吊装现场的场地 道路 施工用电应符合本标准的要求 设备运输线路 桅杆安装位置 吊车工作位置 行车路线及地耐力应按本标准的要求进行加固处理 起重机具及设备存放场地应有排水措施 吊装指挥应根据吊装方案的要求 进行起重机具的设置 起重机具安装时 应认真填写吊装工艺卡 钢丝绳的设置应符合下列规定 钢丝绳置于地面时 应采取过路套管或垫木等防护措施 钢丝绳绳扣各股受力应均匀 钢丝绳应避免与设备的锐角和带电体直接接触 必要时应加垫保护层 绕结的钢丝绳或钢线绳搭接时 绳卡的使用应符合SH T3536的规定 钢丝绳在弯曲使用时 应按SH T3536的规定进行核算 卷扬机的设置应符合下列规定 同一工艺岗位的卷扬机宜集中设置 且有防雨棚 垫木等防护设施 卷扬机设置地点应便于观察吊装过程及指挥联络 且有足够的安全距离 桅杆的走绳宜直接进入卷扬机 尽量减少走绳的变向次数 卷扬机出绳的俯 仰角度不得大于50 卷扬机卷筒到最近一个导向滑车的距离不得小于卷筒长度的20倍 且导向滑车的位置应在卷筒的垂直平分线上 卷筒上的走绳应均匀缠紧 防止吊装时走绳嵌入绳层 卷扬机的设置应避免出现下列情况 走绳与设备进向交叉 走绳与地面索具交叉 妨碍设备尾排运行至规定位置 84 施工单位应根据现场的土质情况和吊装工艺要求选用地锚结构形式 拖拉绳地锚设置应符合下列要求 除特殊要求外 地锚与桅杆的距离应使拖拉绳仰角符合有关标准的规定 地锚的埋设要求符合相关规定吊耳的结构形式应根据设备的特点及吊装工艺确定 重型反应器顶部单吊点宣选用顶板式吊耳 塔类设备的吊点 宜选用管式吊耳 管式吊耳的焊接宜按规定给出的顺序进行 且吊耳与设备连接焊缝应进行着色检查 不锈钢和有色金属设备吊耳加强板应与设备材质相同 并防止油污和铁质污染设备 热处理的设备应在热处理前采取加固措施 设备吊点处的局部应力超过规定时 宜选用下述方法进行加固或重新设计吊耳型式 吊点在底座环上宜采用内部 十字形 或 三角形 支撑法 吊点在设备筒体上宜采用外部加强环梁的方法 85 管式吊耳设计与使用应符合下列要求 吊耳设计计算中的动载系数不小于1 2 吊装过程中不得有冲击现象 吊耳设计计算中 主吊滑车组的受力张角宜设定为150 在吊耳的使用过程中应控制滑车组的吊装张角不得大于设定条件 且吊耳应有防止钢丝绳脱落的挡圈 吊耳管的选用长度 应考虑钢丝绳的排列股数和设备绝热层的厚度 吊耳的加强板 应通过吊装最大受力状态下塔壁的强度和局部稳定性计算来确定 吊耳的管轴外表面应圆整光滑 与钢丝绳的接触面之间应加注润滑剂 必要时 可增加润滑套管 使吊装钢丝绳通过润滑套管转动 吊耳挡圈的设置位置应考虑到钢丝绳受力张角的影响 并应采取保护钢丝绳的措施 吊耳管上的钢丝绳排列应整齐有序 不得相互挤压 并保持各股钢丝绳受力均衡 对整体供货的塔类设备 吊耳的制作及焊接应在制造厂完成 对在现场组装的大型设备吊耳的制作及焊接可在现场完成 在有充分计算依据的条件下 吊耳可根据吊装工程的实际情况 选用其他类型的吊耳 86 工艺要求采用吊车吊装大型设备有下列方法滑移法吊装 是指在设备吊装过程中一端或称前端经吊车提升后离地 另一端或称后端采用吊车抬送 也可采用尾排移送的方法 使设备从初始的水平状态直至设备呈直立状态的吊装过程 提升法吊装 仅改变设备原有位置的吊装工艺为提升吊装法 即将设备在原有状态直接吊起提升到所需要的位置 不改变设备原有状态 如卧式设备或低矮立式设备的吊装 设备的装卸车也属此类工艺 旋转法吊装 即吊车吊起设备头部 而设备底部不离开地面 使设备绕底部旋转至直立状态的吊装方法 偏心吊装法 在滑移法及旋转吊装法中设备吊点设在设备一侧 设备吊起离地后设备呈自然倾斜状态 然后在设备底部设拉正索具 将设备拉正后就位的吊装方法 特种吊装 指不属以上几种方法的吊装工艺 如设备的翻身 吊车吊装工艺应符合下列规定 设备吊装重量应小于吊车在该工况下的额定起重量 设备与吊臂之间的安全距离应大于200mm 吊钩与设备及吊臂之间的安全距离应大于100mm 吊装过程中 吊车 设备与周围设施的安全距离应大于200mm 双主吊车吊装时 两台吊车起重能力宜相同 若不同时应按起重能力较小的吊车计算起重量 且每台吊车只能按在该工况75 的承载能力使用 吊装过程中 吊钩偏角应小于30 吊车滑移法吊装工艺时 尾排移送应符合本标准的有关规定 87 吊车选择吊车选