大型设备吊装的承载计算及平衡梁校核-2019年文档

1、大型设备吊装的承载计算及平衡梁校核1 前言近年来， 化工设备的大型化发展、 工厂化预制和模块化安装 是化工设备安装的主流，并且，随着吊车技术的发展，大型设备 的吊装越来越多地采用大型吊车进行吊装。 大型设备的吊装， 具 有高投入、高风险、专业性强等特点。因此，如何有效控制设备 吊装的质量， 规避大型设备吊装风险， 保证大型设备吊装的顺利 进行是化工项目施工的重点。 这就要求在设备吊装之前， 必须进 行吊车的选型、吊装承载计算、场地的处理等。本文以一工程为 例，浅谈一下大型设备吊装的承载计算及平衡梁校核。2 工程概况本工程为常州新日化工 XX公司25万吨/年苯乙烯建设项目， 大型设备主要分布在

2、300#、400#、500#等装置内。本工程工号 布置比较集中，吊车站位及设备卸车空间狭小；通道较窄，设备 又大又重，要求吊车的回转半径较大， 本工程地处江边化工园区， 因此地质为淤泥质粉质粘土，地表土层含水量大，承载能力差， 因此对于吊车的行走道路以及吊装站位点需进行硬化处理。 设备 主要技术参数见下表 1。3 设备吊装的承载计算3.1 卧式设备吊装计算3.1.1 此设备是卧式换热器，设备净重为 157.95 吨，设备 长度 12.63 米，直径 4.2. 米。安装位置在构 3框架上，安装标 高为 7.9 米。由于吊车只能站在离设备 28米处，即回转半径为 28米，拟选用400吨履带吊（LR

3、1400-2） SDB工况。3.1.2 在AUTO-CA中按1: 1的比例画出设备 E1301的吊装 立面图（见图 1）。3.1.3 设备吊装承载计算选用LR1400型400吨履带吊，400吨履带吊性能参数选择： 选用SDB工况（重杆+超级提升），臂杆长选 L=56m最大回转 半径R=28m额定载荷为171吨。A. 吊车吊装能力选用校核：过热器（E1301）吊装总荷重：P=PQ+PF+PG =157.95+2.7+6=166.65t式中：PQ 设备吊装自重 PQ =157.95tPF 设备吊装吊索的附加重量，取 PF =2.7tPG 吊车钩头自重，取 PG=6t吊装总荷重/起吊能力=P/Q=1

4、66.65/17仁97.5%，能满足吊装 要求。B. 钢丝绳承受负荷计算：主吊钢丝绳选用： 65- 6 X 37+1 -1700l=58 m， 2 组，每组两弯四股使用，AB= （l/4-D ） =10.3m, BC间距为 3m, a =arccos （BC/AB） =73.1 钢丝绳高度 H4=AC=AB* sin a =10.3*sin73.1 =9.86 m 单股钢丝绳受力F=Q/2/sin a/4=166.65/8/sin73.1=21.8t钢丝绳破断拉力为：P破=2665000N安全系数为：K=2665000/ (21.8t X 9800) =12.56 满足要 求C. 起升高度校核

5、臂杆倾角计算：B =arc cos (R-E-E1) /L= arc cos(28-1.5-0.7 )/56=62.57 式中：R 吊车回转半径：选 R=28mE 臂杆底铰至回转中心的距离， E=1.5mE1 臂杆顶定滑轮偏离臂杆中心的距离，E1=0.7mL 吊车臂杆长度，选 L=56m吊车吊钩最大提升高度 H=L*sin B+H5-H7=56* sin62.57 +2.59 -3.5=48.79 m式中： H5 吊车臂杆支轴高度， H5=2.59mH7 吊钩至顶滑轮的高度， H7=3.5m 安装所需提升高度： H0=H1+H2+H3+H4 =7.9+0+0.5+9.86=18.26 m式中：

6、H1 设备安装标咼 7.9mH2 设备支座高度 0mH3 设备支腿咼度 0.5mHz钢丝绳高度9.86mH - H0=48.79-18.26=30.53 m 2m ，起升咼度满足要求；D. 净空距离C的计算： 本次吊装过程离臂杆最近处的位置在 7.9 米高横梁处；C=L*cos B +E1*sin B -H1*ctg B -A-B/2/sin B=56*cos62.57 +0.7*sin62.57 -7.9*ctg62.57 -20.72- 1.25/sin62.57 =25.8+0.62-z.1-20.72-1.z1=0.19 m式中：A 设备安装中心到框架边缘的距离，A=20.72m （见

7、附图： E1301 吊装平面图）B 臂杆宽度， H=2.5m由以上抗杆计算、吊装起升高度以及吊装能力校核， 说明所 选的吊车性能能满足吊装需求。3.2 立式设备的吊装计算3.2.1设备E1409是一台立式换热器，设备净重 181.69吨， 设备高度 15.35 米，直径 z.5 米。安装位置在框架上，安装标高 度为20米。拟选用400吨履带吊（LR1400-2）主吊，250T汽 车吊（LTM1250溜尾，完成该设备的吊装工作。322 在AUTO-CA中按1: 1的比例画出设备 E1409的吊装立面图（见图 2）。3.2.3 立式设备吊装承载计算立式设备吊装承载计算与卧式设备的计算类似， 在此不

8、再进 行详述。3.2.4 ，平衡梁的制作选用及强度校核： 立式设备吊装通常要使用平衡梁， 平衡梁的制作需进行强度校核，确保平衡梁有足够的强度满足吊装时的受力。平衡梁选择由E1409设备吊装计算可知，两组钢丝绳夹角为56，平衡梁选用 325X 10的钢管，材质20#钢，平衡梁长度需4.7米， 其力学特性：截面积F=99cm2回转半径r=11.1cm，两端的钢板 厚度为5 =20mm紧固螺栓选用 M20X 180的高强螺栓，平衡梁 图见（图 3）强度校核：a. 平衡梁受力计算P1=P2= （Q1+Q2）/2* tg28.05 =（ 181.69+0）/2*0.533=48.42t=48420kg式

9、中： P1 平衡梁所受正压力平衡梁细长比：入=卩l/r=470/11.1=42上式中 u 长度系数、两端铰支 u=1l 支撑梁长 l=470cm查表得稳定系数=0.92平衡梁应力为(T = P1/( F) = 48420/ (0.92 X 99)=532kg/cm2钢管的屈服极限为：(T s=2451.5kg/cm2取安全系数n=1.85 =5 s /n =2451.5/1.8 = 1362kg/cm2 彷平衡梁选用 325X 10的钢管满足要求b. 两端夹板钢板计算 钢板所受应力5 =P1/A=48420/829cm2=58.41kg/cm25 钢板所受压应力 kg/cm2P1 吊装梁所受正

10、压力 kgA 受压面积 cm2钢板5 =20 Q235的屈服极限为：(T s=2250kg/cm2取安全系 数 n=1.85 =5 s /n =2250/1.8 = 1250kg/cm25 =58.41kg/cm2 ，两端夹板的钢板满足要求 .4 地基承载计算与处理措施地基承载载荷 =(350+135+260+157.95) * 9.8/(1.2*9.34*2 )=0.395Mpa,由于该工程所在地区为长江三角洲河流洪冲积平原， 地表土层为淤泥质粉质粘土，降雨量大，地表土层含水量大，地 基承载能力较差； 设备吊装时， 大型吊车行走和吊装站位的地面 进行下列处理。吊车吊装站位区域，将回填松土挖出至原土，压 实后填大块石层，厚度 800mm分层压实后，铺垫厚度为 200