单桅杆吊工法

单桅杆超重吊装工法（获1999〜2000年度集团公司级工法）主编：岳敏等1前言在化肥装置施工中，尿素合成塔由于设备质量大，安装场地狭窄和施工机具限制等原因，该类吊装往往成了化肥工程施工中的一个重要课题。类似的塔类吊装，在国外通常采用500t级以上的大型吊车起吊，而国内大部分施工企业不具备这种装备，且对于狭窄空间吊装，特大型吊车难以发挥作用。显然这种施工方法的推广还有个过程。目前，国内对于高、重、大的塔类设备吊装多采用双桅杆滑移抬吊技术，这种吊装工艺比较成熟，经验较多，安全可靠。但是这种吊装工艺在狭窄的施工场地实施难度较大。首先缆风绳和锚点较多，占用较大空间，操作难度较大。其次吊装周期长，影响周围其它装置的施工，造成总工期的滞后。所以在兰州石化52万吨／年尿素装置施工中，我公司根据现有吊装机具配备情况，本着尽可能降低劳动强度，以多创效益为出发点的目的，成功开发了采用一根200t／66m桅杆，通过对其顶部吊耳设置进行变动后，倾斜滑移起吊总高47m,组合质量286t尿素合成塔的吊装新工法，显著提高单桅杆承载能力40％。实践证明，本工法技术先进，安全适用，经济合理，效益显著，充分挖掘了机械的潜能和效率，特别适用于在空间狭小，设备密集的生产装置新建和技术改造工程施工，具有很好的推广前景和应用价值。2吊装工艺原理工艺方法定义单桅杆顶部双吊耳所挂两套起吊滑车组与设备顶部板式吊耳相连，吊装时，在顶部提升系统和底部溜引系统及滑移系统共同作用下，设备绕其底部支座滚排转起并水平移动，脱排，就位的吊装工艺方法，（见图1、图2）工艺原理

在单桅杆倾斜滑移吊装时，为便于桅杆顶部吊耳捆绑绳扣容易系挂，避免起吊中起吊滑轮组上部定滑轮与桅顶挡板相碰，滑轮组上捆绑绳扣常常系挂在桅顶的外伸式图1吊装平面简图图1吊装平面简图1－尿素合成塔2－基础3－单桅杆4－缆绳5－锚点图2吊装竖面简图1－桅杆2－主吊滑车组3－尾排4－塔抬头5－塔脱排6－塔就位上。许多施工单位在设计制作桅杆时，桅顶也只考虑了外伸式吊耳。外伸式吊耳孔中心对桅顶中轴线存在一个偏心距e,吊装时起吊滑轮组作用力P与e对桅杆产生一个偏心弯矩应力o。实践得知，在桅杆工作时，a往往占许用应力的30%〜40%，对桅弯弯杆本身来说就是一个极大的材料浪费。由此只要能减少e,就能提高桅杆的吊装能力。本工法是将两套起吊滑车组同时挂在桅顶两侧对称的两个外伸式吊耳上，桅杆趴到位后，桅顶两侧的每一套起吊滑车组与设备顶部的两个拉板式吊耳相连。在起吊时，两套起吊滑轮组的作用力相当于从桅顶中轴线引出，不存在偏心弯矩，桅杆的起吊能力得到了提高。两个外伸式吊耳同时受力后，也足以承担起相应的起吊负荷。桅顶机4－主后背缆绳5－缆风绳盘4－主后背缆绳5－缆风绳盘图4滑论穿绕示意图最优化原理两套起吊滑轮组运行的同步在吊装过程中相当关键。本工法两套起吊滑轮组分别采用跑绳单出头串绕，各用一台200KN卷扬机牵引。由于吊装中使用的是2500KN－12轮滑车组，起吊滑轮组跑绳串绕采用大花穿法才能保证滑轮组跑绳伸缩自如（见图4）。经计算，滑轮组受力后，动滑轮合力作用线偏离滑轮纵向中轴线仅为36mm，吊装时动滑轮不会发生歪斜。2.3.2桅杆配缆风绳8根，由于主后背缆风绳受力较大，主缆风绳①52钢绳两股挂在桅顶后侧的①100小吊轴上（见图3）。一方面因小吊轴中心线相对缆风绳盘上的孔心距桅顶中心线较近，缆风绳对桅杆弯曲应力相对较小，另一方面e100小吊轴经核算可承担全部840KN的主后背缆风绳拉力。设备吊装中，尾部支反力较大，对设备底部滚排强度，滚排下路面及运行路线要求较严，为此，我们单独设计制作了滚排，如图5所示。设备裙座落于滚排上后，不仅增加了裙座支撑点，而且有效的防止了裙座倒向滚动。设备在地面组对时，曾接组装要求铺设了一条钢轨道，吊装时仍采用此轨道，改善了滚排的受力状态。滚排按预定路线运行，使轨道中心线、设备基础中心与桅杆起吊滑轮组的组合中心线始终保持在一个平面内。图5设备尾排1－道木2－槽钢3－钢管4－圆木5－连接管6－支撑板7－裙座在试吊设备时，根据对桅杆吊重后的挠度值分析，按计算值拉紧主后背缆绳使桅顶主吊滑轮组中心线向后偏离基础中心线200mm，保证设备在吊起直立后的自垂状态使设备裙座螺栓孔对准基础地脚螺栓。3施工特点与适用范围工法特点体系较为直观，单一，稳定性好，不仅吊装操作简单，安全稳妥，而且有效地保证了吊耳具有严格的定位性，从而使设备吊装和就位顺利。与双桅杆抬吊相比较，缆风绳由16根减少了一半，缆风绳用地锚由最少11个降至8个，配套卷扬机由16台降至8台，整个缆风绳系统简化，施工空间显得宽阔，平面变得条理整洁。与双桅杆抬吊相比较，吊装机具减少了1／3，配合装备减少了一半，从而降低了起重工劳动强度，加快了施工进度。单桅杆吊装如果按常规配备一套起吊滑轮组，当采用3500KN级，主卷扬机应为300KN的，都是些冷门设备，如果单位没有，购置或租借，都很不经济，两套起吊滑车组使这个问题迎刃而解，而且提高了桅杆承载能力。适用范围施工现场单桅杆吊装均可运用这一技术；特别适用于场地狭窄，设备重量大，没有或无法使用特大型吊车吊装的场合。4工艺流程与技术要点工艺流程(见图6)地锚设置”卷扬机设置 桅杆组对 缆绳与吊装 ►C ►o ►o ►Q滑车组设置_溜引索具设置_设备组对 _组装铺设轨道一桅杆竖立口 o 口 6 — 起吊索具与，设备二次位移 设备吊装就位地锚设置 ►-O ►0 K) K)设备吊耳连接与试吊图6尿素合成塔单桅杆吊装工艺流程图主要工序整体竖立一根200t／66mm桅杆；铺设设备组对用钢轨道，设备分三段运进现场后组对；组对后，桅杆两套起吊滑车组分别与设备顶部两拉板式吊耳相连；将裙座底部装入滚排，并抽走组对用胎具；将尿素塔移至规定吊装位置，同时进行试吊检查；采用单桅杆倾斜滑移吊装法，将设备吊装就位。技术要点200t/66mm桅杆两吊耳双挂起吊滑车组吊装286t尿素合成塔，桅杆整体强度和稳定性符合要求；4.3.2桅底应置于两层硬道木上，道木之间加垫一层6=40mm厚钢板，其承载能力经核算合格。并用两套320KN滑车组在桅杆倾斜侧封住桅底铰轴。缆风绳与溜引索具地锚均应精确定位以使相关索具与吊装系统处于合理的受力状态。裙座置于滚排时，应使着力点稍后倾于滚排重心，便于滚杠进入滚排。试吊时，缆风绳应调整至受力均衡状态。吊装过程中应保持两套起吊滑车组同步提升，并控制尾部滑模走向，防止走偏。为了使主吊系统受力合理，充分发挥前牵引滑车组的作用，牵引滚排使设备主吊点始终处在过基础中心与滚排重心的垂面上。在设备立起，仰角还离临界脱排角5°时，逐步收紧后溜滑车组，以防止设备突然前悠。设备就位时，应通过倒链配合起吊滑车组使设备调整到位。5主要施工机具（见表1）表1主要吊装机索具明细表序号名称规格单位数量备注1.桅杆200t/66m根12.卷扬机200KN台2主起吊卷扬机3.卷扬机80KN台44.卷扬机50KN台75.滑车H250X12W个4主吊滑车组6.滑车H50X6D个4主缆风绳滑车组7.滑车H32X5D个208.滑车H20X4D个129.绳扣072—6X61+1L=8m根2主吊滑车组下绑绳4股10.绳扣060.5-6X37+1 L=11m根2主吊滑车组下绑绳8股11.绳扣039-6X37+1 L=32m根212.缆风绳052-6X37+1 L=260m根1主缆风绳13.缆风绳052-6X37+1 L=130m根2主缆风绳14.缆风绳036.5-6X37+1 L=140m根6副缆风绳15.跑绳036.5-6X37+1 L=1700m根2起吊跑绳16.卸扣2000KN个2挂设备吊耳17.卸扣500KN个1818.木排子2501个1桅底19.钢拖排1501个1塔底20.道木200X220X2500根25021.方木300X300X380根4022.滚杠0108X12X350020钢根4023.测力计量程100KN台66劳动组织尿素塔吊装安全质保体系(见图7)图7安全质保体系尿素塔吊装安全质量保证体系人员坚守岗位，各尽其责。7安全质量标准与措施遵循的标准规范7.1.1化工工程建设起重施工规范(HGJ201—83)7.1.2炼油化工施工安全技术规程(HGJ223—87,SHJ505—87)7.1.3大型设备吊装工程施工工艺标准(SHJSIS—90)质量标准设备停放处与滑移路线地耐力不得小于250KN／m2；桅杆底部基础承载力不得小于4400KN；7.2.3桅杆垂直度、平面度允许偏差为0.001H(H为桅杆高度)；7.2.4主后背缆风绳预紧力为100KN,次缆风绳预紧力为50KN；设备脱排时，最大后背缆风绳力达到840KN；7.2.5二台200KN卷扬机事先测定转速，卷扬机滚筒上所留跑绳层数应一致；7.3安全技术措施吊装作业前必须具备下列作业条件：设备吊耳经检查，符合设计图纸和吊装要求；设备基础、桅杆基础已按设计图纸施工完毕，并经验收合格；基础周围土石方，已按要求回填夯实：施工场地已平整，道路畅通。所有滑车、卷扬机等应清洗检查，并加润滑脂，确认合格；7.3.3所有钢丝绳均应按“GB5972—86”要求供应，其公称抗拉强度不得低于170kg／mm2和155kg／mm2。吊装前，应对所有参加施工人员进行技术交底，对各项吊装准备工作进行检查确认，并签署下达《吊装安全质量确认书》、《吊装命令书》；钢丝绳严禁与电焊导线及其它电线接触，跨越电线时，应扎架于保护，通过交通要道上方时，除应保证足够的高度外，尚应示以明显标记；吊装现场应设有专区、派员警戒，非本工程有关人员不得进入；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命令，做到传递信号迅速，准确，并对本岗位的职责负责；桅杆在趴杆后，缆绳固定不动，所有后背缆绳必须提前保持松紧一致，均匀分担受力，测力计上指示数据合理准确。在外围四个方向同时由专人监护；设备正式吊装前必须试吊，在试吊时，将两套起吊滑车组跑绳受力及速度调整一致，两台200KN卷扬机线速度保证同步。8效益分析与工程实例效益分析与采用双桅杆滑移法抬吊设备工艺相比较，可节约费用38万元