分段吊装方案.docx
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分段吊装方案
中化二建集团鸿业科技化工项目装置区
钢结构及塔器吊装方案
编制：
审核：
批准：
中化二建集团有限公司
2015年1月4日
1、编制说明
1.1河南鸿业可以化工有限公司1.5万/吨年粗粉精制项目，有7台塔器及钢结构由我单位安装，钢结构长51m、宽24m，最高处61m，钢结构计划进行分区域、分片进行吊装，具体数据见下表：
7台塔主要参数表：
名称
位号
台数
直径（m）
高度（m）
单重（t）
备注
脱水脱塔
A-T101
1
1.3
27.96
13.1
Q345R
脱水脱塔
A-T102
1
1.3
27.96
13.1
Q345R
脱水脱塔
A-T103
1
1.3
27.96
13.1
Q345R
精馏塔
A-T201
1
1.4
58.59
32.8
Q345R
精馏塔
A-T202
1
1.4
58.59
32.8
Q345R
精馏塔
A-T203
1
1.4
58.59
32.8
Q345R
精馏塔
A-T204
1
1.4
58.59
32.8
Q345R
钢结构分区域吊装数据
南北
东西
层数
重量
8-9轴
A-B轴
0~24m
46t
8-9轴
A-B轴
48~61m
29t
5-6轴
C-D轴
0~24m
37t
5-6轴
C-D轴
36~57
28t
1.2根据现场实际情况，钢结构24米以下预制完成后，统一进行吊装，24m以上每12m一层，预制完成后在空中组对。
此方案以吊装重量最大及吊装距离最远的框架区域进行受理分析及吊车的选用，钢结构的吊装完成后，在框架西侧进行塔器的吊装工作，钢结构框架具体吊装顺序见附图。
2、编制依据
2.1河南省中原石化工程有限公司设计钢结构图纸，中机十院国院工程有限公司设计设备图纸。
2.2《机械设备安装工程施工及验收通用规范》GB50231-2009
2.3《大型设备吊装工程施工工艺标准》SH3515-2003
2.4《石油化工工程起重施工规范》SH3536-2011
2.5《施工现场临时用电安全技术规范》JGJ46-2005
2.7《现场设备、工业管道焊接工程施工及验收规范》GB50236-2011
2.8《石油化工施工安全技术规程》SH3505-1999
2.9《重要用途钢丝绳》GB8918-2006
2.10QUY260t履带起重机技术参数
3、工程概况
河南鸿业可以化工有限公司1.5万/吨年粗粉精制项目装置区，有7台塔由我单现场进行吊装，钢结构由我单位现场制作并安装。
4、施工准备
4.1技术资料应具备下列条件
机械设备年检合格证明书。
机械操作人员证件。
有关单位批准的吊装方案。
4.2吊装站位及地基处理要求
4.2.1260吨履带主吊吊装站位区域（见附图）
4.2.2场地承载力要求
4.2.2.1吊车站位区域：
根据吊车行走和吊装站位区域为局部回填土层，本方案涉及履带吊吊装时最大重量约为320吨，单条履带接地面积约为8.4×1.2=11㎡，满铺路基板（横铺）时，单条履带接触的路基板为3块，吊车与地面的接触面积为5.5×2×2×2=44㎡，吊装区域的地基承载力要求大于：
320吨/44㎡=7.3吨/㎡，吊装区域地基承载力要求为大于8吨/㎡。
处理方法：
开挖600mm深基坑，基坑底部夯实后，回填直径200~300mm的毛石500mm厚，顶部回填100mm碎石（粒径小于10mm），按分层用8吨压路机分层压实，毛石每层顶部用约50mm厚的级配砂石（砂石比3:
7）填充缝隙，利用8吨压路机反复碾压，直至目测无缝隙为止，方可进行下层。
100mm
600mm
4.2.2.2吊车行走区域：
处理方法：
整平压实后，上部垫50mm碎石后压实。
4.2.2.3：
组杆场地
处理方法：
整平压实。
4.3基础验收
4.3.1基础已施工完备，并有中间交接证书及测量记录，在基础上明显的画出标高基准线和纵横中心线，纵横向中心线应互相垂直，相应的建筑（构筑）物上应标有坐标轴线；设计要求作沉降观测的设备基础应有沉降观测水准点。
4.3.2基础外观不得有裂纹、蜂窝、空洞和露筋等缺陷。
4.3.3基础各部分尺寸及位置的偏差数值不得超过规范中设备基础的允许偏差，见表1。
表1基础各部分尺寸及位置的允差表
项次
偏差名称
允许偏差值（mm）
1
基础坐标位置（纵、横轴线）
±20
2
基础各不同平面的标高
+0～-20
3
基础上平面外形尺寸
凸台上平面外形尺寸
凹穴尺寸
±30
－20
+20
4
基础上平面的水平度（包括地平上需安装设备的部分）
每米
全长
5
10
5
竖向偏差：
每米
全高
5
10
6
预埋地脚螺栓：
标高（顶端）
中心距（在根部和顶部两处测量）
+20～±0
±2
7
预留地脚螺栓孔：
中心位置
深度
孔壁的铅垂度（全长）
±10
+20～-0
+10
8
带锚板的预埋活动地脚螺栓：
标高
中心位置
水平度（到槽的锚板）
水平度（带螺纹孔的锚板）
+20～-0
±5
5
2
4.3.4基础处理
4.3.4.1与土建基础办理中间交接后，应及时对基础进行处理。
4.3.4.2清除基础表面的疏松层和油污，地脚螺栓孔内的杂物，以免影响安装质量。
4.3.4.3对混凝土基础，应铲出麻面，麻面深度＞10mm，密度3-5点/dm2，并凿出垫铁窝，垫铁窝技术要求如下：
水平允许偏差不应大于0.5mm/m与垫铁的接触面积不应小于50%。
4.4垫铁布置
4.4.1放置垫铁，垫铁的面积组数和放置方法应根据设备的重量和底座面积的大小来确定。
应用此式计算：
式中：
A--垫铁面积（mm2）
Q1--由于设备等的重量加在该垫铁组上的负荷（N）；
Q2--由于地脚螺栓拧紧所分布在该垫铁组上的压力（N），可取螺栓的许可抗拉力；
R--基础或地坪混凝土的单位面积抗压强度（MPa），可取混凝土设计强度；
C--安全系数，宜取1.5～3。
4.4.2每个地脚螺栓近旁至少应有一组垫铁，垫铁组应尽量靠近地脚螺栓。
4.4.3相邻两垫铁组的间距视设备底座的刚性程度确定，一般应为500mm左右。
4.4.4有加强筋的设备底座，垫铁应垫在加强筋下。
4.4.5斜垫铁应成对使用，搭接长度不小于全长的3/4，与平垫铁组成垫铁组时，一般不超过五层。
4.4.6设备找正完成后，经监理与业主验收合格后，垫铁组点焊固定。
4.4.7垫铁表面应平整，无氧化皮、飞边等。
4.4.8基础表面要铲垫铁窝，采用研磨法放置垫铁，垫铁放置在基础上，其接触面积应不少于70%，与基础接触应均匀，平垫铁的顶面的水平度允许偏差为2mm/m，各垫铁组顶面的标高应与机器底面实际安装标高相符。
4.5吊装准备
4.5.1所有作业施人员应充分熟悉施工现场图纸和设备安装方案。
必须具备设备装配图、设备平面布置图、管口方位图、技术要求，安装标准规范等必要的资料。
4.4.2按施工要求，组织机索具的进场。
机索具进入现场后，应有专人进行机索具的检查，并做好机索具的检查记录，对损坏严重不能使用的机索具应进行隔离并做好标识，禁止使用。
4.4.3设备到场后，经检查符合设计图纸要求并具备起吊条件。
4.4.4与设备本体相连的平台、栏杆、梯子、附塔管线及支架等施工验收完毕。
4.4.5基础地脚螺栓尺寸与设备螺栓孔相符，螺母已备齐，并能轻松拧入。
基础中心基准线和标高基准线已复核，标识清晰。
4.4.6设备垂直度测量选择互成90°角的两个方位用经纬仪检测该设备垂直度。
经纬仪距离安装位置和设备高度稍大最佳。
设备安装允许偏差
项目
允许偏差（mm）
中心线位置
D≤2000
±5
D＞2000
±10
标高
±5
方位偏差
D≤2000
10
D＞2000
15
铅垂度
Δ≤H/1000且≤30
4.5吊车组杆、装配
主吊车及辅助吊车进场后在图示的组杆区域组杆，装配到额定工况
5、吊装工艺
5.1总体吊装流程及说明
吊装施工主要包括以下内容：
设备卸车，吊索具准备，吊装指挥及起重作业，地基处理的配合和验收，路基板铺设，吊车组装和拆解，吊车站位，设备吊装，索具摘钩，吊车退场，索具等施工用料回收等。
简要施工程序流程图如图5.1所示。
图5.1
5.2试吊及吊装过程
各项吊装准备工作完毕，应进行试吊,主吊车按指定位置就位，按照吊装方案配置到特定工况，抬起主臂，将钢丝绳吊挂于设备上部吊耳，按吊装总指挥口令，协调起吊。
主吊车抬头到离开地面1m左右，设备下段离地后停车，检查钢丝绳、卡扣、吊耳及设备情况。
停留时间应大于20分钟，检查无误后再继续吊装。
设备吊装工序以T201塔吊装为例描述，钢结构的吊装以1-2/A-B48-61m为例。
第一步，设备起吊
260t吊车站位于T201塔基础西侧吊装区域内，主吊车绳捆绑设备,中间加平衡梁，溜尾绳扣挂设备尾部，锁具作业完毕后，进行最后检查，各部位检查没有问题后，主吊车起钩，80t溜尾吊车根据主吊车的起钩情况而起钩，当设备脱离地面后，停止起钩，检查设备各个部位的受力情况。
第二步设备直立、旋转。
检查各个部位的受力情况没有问题后，进行正式吊装，260t吊车继续起钩。
80t溜尾吊车与主吊车一起吊起设备往前送，设备直立后，80t溜尾吊车松钩，去掉溜尾绳扣。
此时，260t吊车吊着设备进行旋转，当设备正对安装位置时，260t吊车停止旋转。
第三步，设备就位
260t吊车旋转至指定位置后，260t吊车趴杆。
此时设备处于安装位置正上方，调整设备的方位后，260t吊车缓慢落钩，设备就位。
5.3关键工序
关键工序控制一览表
序号
关键工序名称
工序特点、难点、主要实物量及主要技术参数
（材质、规格等）
备注
1
吊装前联合检查
1、方案要经过审批
2、吊装前检查钢丝绳的外观，保证无断丝现象
3、地基处理是否满足要求
4、是否进行了吊装及安全技术交底
5、设备基础已经处理完毕，调整垫铁准备完毕
6、检查平衡梁及吊耳，保证焊缝质量
7、检查卸扣规格质量
2
吊装过程控制
试吊20分钟检查各个部位的受力情况
根据吊车的称重仪观察吊装过程中的受力情况
检查设备是否与吊车及其他物体产生影响
5.4塔及钢结构吊装计算
起吊重量=空塔塔重/钢结构预制框架重量
5.4.1吊装工况
根据实际分段尺寸，计算起吊载荷，确定吊车回转半径，计算最大起升高度。
并根据吊车性能参数选择起重机型号、工况。
5.4.1.1工况：
260T履带吊车，78米主臂工况，80吨汽车吊溜尾。
1）荷载计算：
主吊车吊装计算载荷的计算公式
Q=（G+G1）×K
Q——计算重量
G——设备起吊重量
G1——吊车钩头重量及平横梁吊索具重量
K——动载系数，取1.1
溜尾吊车荷载计算公式：
Q=（G+G1）×K1×K2
Q——计算重量
G——1/2设备起吊重量
G1——吊车钩头重量及平横梁吊索具重量
K1——动载系数，取1.1
K2——不平衡系数，取1.1
第一工况吊车荷载及负荷率见下表：
吊车负荷率表
名称
位号
吊车
设备起吊重量
吊钩吊索具重量
动载系数
不平衡系数
计算重量
吊装半径
额定起重量
负荷率
是否满足条件
脱水脱渣塔
T101
主吊
13.1t
3.5t
1.1
18.3
16
52.7
34.7%
满足
溜尾
13.1t
1.5t
1.1
1.1
9.7
10
15
64.7%
满足
脱水脱渣塔
T102
主吊
13.1t
3.5t
1.1
18.3
16
52.7
34.7%
满足
溜尾
13.1t
1.5t
1.1
1.1
9.7
10
15
64.7%
满足
脱水脱渣塔
T103
主吊
13.1t
3.5t
1.1
18.3
16
52.7
34.7%
满足
溜尾
13.1t
1.5t
1.1
1.1
9.7
10
15
64.7%
满足
精馏塔
T201
主吊
33.8t
3.5t
1.1
41
16
52.7
74.4%
满足
溜尾
33.8t
1.5t
1.1
1.1
22.3
7
29.1
76.7%
满足
精馏塔
T202
主吊
33.8t
3.5t
1.1
41
16
52.7
74.4%
满足
溜尾
33.8t
1.5t
1.1
1.1
22.3
7
29.1
76.7%
满足
精馏塔
T203
主吊
33.8t
3.5t
1.1
41
16
52.7
74.4%
满足
溜尾
33.8t
1.5t
1.1
1.1
22.3
7
29.1
76.7%
满足
精馏塔
T204
主吊
33.8t
3.5t
1.1
41
16
52.7
74.4%
满足
溜尾
33.8t
1.5t
1.1
1.1
22.3
7
29.1
76.7%
满足
8-9
A-B
0~24
主吊
46
3.5t
1.1
54.5
12
56
97.3%
满足
溜尾
46
1.5t
1.1
1.1
29.6
7
35.6
83.1%
满足
8-9
A-B
48~61
主吊
29
3.5t
1.1
35.8
20
42.8
83.6%
满足
溜尾
29
1.5t
1.1
1.1
19.4
8
25.4
76.4%
满足
5-6
C-D
0~24
主吊
37
3.5t
1.1
44.6
18
49
91%
满足
溜尾
37
1.5t
1.1
1.1
24.2
7
29.1
83.2%
满足
5-6
C-D
36~57
主吊
28
3.5t
1.1
34.7
20
42.8
81.1%
满足
溜尾
28
1.5t
1.1
1.1
18.8
7
29.1
64.6%
满足
2）触杆验算
以8-9、A-B（48~61m）吊装高度最高，以此进行触杆验算。
h1
ΔH
ΔL
α
78m
2.5m
R0=20m
±0.00
如下图示，根据三角关系计算，得ΔL＇=ΔL-1m=2.1-1.5=0.6m＞最小安全距离0.5m（注：
臂杆中心距臂杆外缘的距离取1m）Δ=17m
5.4.5主吊车吊索的选用
5.4.5.1主吊车钢丝绳的选用
1）受力分析
60°
主吊车的最大计算载荷为:
P=54.5t
主吊钢丝绳选用，作用在吊钩上的钢丝绳索具支数n=4（单根1弯2股，单根长度～30m，共2根），取安全系数K=6；
F=P/2÷sin60=31.5t
则单根钢丝绳的破断拉力Sp不应小于31.5t×6/2=94.4t。
查GB8918-2006《重要用途钢丝绳》中φ42-6×37a类（钢丝绳公称抗拉强度1770MPa）纤维芯钢丝绳的最小破断拉力Sp=103t>94.4t，此时的安全系数为103/（31.5/2）=6.5，可满足安全使用要求。
2）溜尾吊车钢丝绳的校核计算
溜尾吊车计算最大重量为30T。
溜尾绳选用，溜尾采用双溜尾吊耳，作用在吊钩上的钢丝绳索具支数n=2（单根单弯2股，单根长度20m，共1根），取安全系数K=5；
则单根钢丝绳的破断拉力Sp不应小于30t×5/2=75t。
查GB8918-2006《重要用途钢丝绳》中φ36-6×37a（1770）纤维芯钢丝绳的最小破断拉力为75.7吨，此时的安全系数为75.7/（30/2）=5.1，可满足安全使用要求。
（根据SH3536-2011《石油化工工程起重施工规范》中图一所查，安全系数取5。
）
5.4.6吊装塔用平衡梁核算。
平衡梁校核按照T201塔用最长1.4m平衡梁核算
5.4.6.1平衡梁选用Ф325×14的热扎无缝钢管，长度1400mm。
1.平衡梁校核说明：
1）支撑式平衡梁
2）吊装载荷41t校核
3）跨距为1.4m
4）梁下索具为垂直承力
5）梁上索具使用偏角不小于60°（该计算书按60°校核）
6）设计安全系数为1.6
2.平衡梁示意图
R80
550
550
700
297
D325
1400
160
200
76.6
550
208.5
208.5
G=7.08KN
平衡梁自重G=708kg。
按吊装载荷41t校核。
平衡梁在动态平衡状态下，受力如上图示。
简化平衡梁受力，见下图：
E
D
C
B
A
76.6
350
1550
G=7.08KN
G
=5.6kN
F
1
F
2
F
3
F
4
由作图法知
F1=F4=110kN
平衡梁处于动态平衡中，竖直方向力相等
所以：
F1×sin15°+F4×sin15°+G=F2×sin76.6°+F3×sin76.6°
又：
F2=F3
所以：
F2=F3=32kN
平衡梁轴向力方程：
F1横+F2横=F3横+F4横
F1横=F4横=F1×cos15°=106kN
F2横=F3横=F2×cos76.6°=7.4kN
平衡梁纵向力方程：
F1竖=F4竖=F1×sin15°=28.5kN
F2竖=F3竖=F2×sin76.6°=31.1kN
1、剪力、弯矩计算
（1）剪力计算
AB、BC、CD、DE各段无载荷作用，FQ为常数，FQ图为斜直线。
从A端开始，求截面剪力如下：
FQA=-F1竖=-28.5kN
FQB=F2竖+FQA=31.1-28.5=2.6kN
FQC=-G+FQB=-7.08+2.6=-4.48kN
FQD=F3竖+FQC=31.1-4.48=26.62kN
（2）弯矩计算
选A、B、C、D、E为控制截面，求出其弯矩值如下：
MA=0
MB=F1竖×0.35=28.5×0.35=9.97kN·m
MC=F1竖×0.7–F2竖×0.35=9.1kN·m
MD=F1竖×1.05–F2竖×0.7+G×0.35=28.5×1.05-31.1×0.7+7.08×0.35=10.6kN·m
ME=0
3）刚度校核
由《起重机设计手册》P521式4-1-30刚度条件为：
λ≤［λ］
λ=μL/r
式中：
L=1400mm
r=（I/A）1/2
I=π（D4–d4）/64
对于Φ325×14钢管，
I=π（3254–2974）/64=165.7×106mm4
A=π（162.52–148.52）=4354mm2
故r=（I/A）1/2=195.1mm
查《起重机设计手册》P545表4-1-40取μ=1
查《起重机设计手册》P522表4-1-16取［λ］=150
所以λ=1×1400/195.1=7.2≤［λ］
所以支撑梁刚度满足要求。
2、强度校核
由《起重机设计手册》P521式4-1-30刚度条件为：
σ=F/A≤［σ］
式中：
F=（G/2）*tan30o=22.5×104×tan30o=12.9×104N
A=4354mm2
故σ=29.6MPa
钢管材料为20钢，σ=29.6MPa≤［σ］=245Mpa
所以强度满足要求。
3、稳定性校核
由《起重机设计手册》P523式4-1-36稳定性条件为：
σ=F/（ψA）≤［σ］
式中：
F=（G/2）*tan30o=22.5×104×tan30o=12.9×104N
A=4354mm2
由《起重机设计手册》P523表4-1-17取ψ=0.892
所以σ=33.2MPa≤［σ］=245Mpa
所以稳定性满足要求。
5.5吊装工作应注意的事项
5.5.1吊装施工准备和实施过程中安全质量保证体系必须保证正常运转，以确保吊装工程达到安全优质的要求，吊装前必须进行安全质量检查，并符合（工程建设安装工程起重施工规范）HG20201-2000以及其他规程、规范的规定。
5.5.2吊车性能应满足吊装工艺要求，警报和液压系统必须可靠。
5.5.3应严格执行吊车随机技术文件的规定.
5.5.4吊钩偏角不应大于3°.
5.5.5禁止用吊车在地面上直接拖拉设备.
5.5.6设备吊装前应进行试吊,应观测吊装净空及吊车支腿处地基变化情况,发现问题应将设备放回地面,故障排除后重新试吊,确认一切正常,方可正式吊装.
5.5.7吊装时,施工人员不得在被吊装设备下面,受力索具附近及其他有危险的地方停留.
5.5.8吊装时,任何人不得随同设备或吊装索具上下.
5.5.9吊装过程中,应保持吊装动作平稳,待设备就位后应及时找正找平,设备未固定前不得解开吊装索具.吊具与索具系结物品，及其连接在起重机械上的方法应安全可靠；必要时，应有保证吊具安全作业的保护装置或措施；为防止吊物在吊运中产生摇摆或转动，宜采用一根牵引索在地面加以控制。
吊索应宽松地稳挂于起重机吊钩上，且应有防止滑出措施；钢丝绳、纤维绳吊索不得用插接、打结或绳卡固定连接方法缩短或加长。
5.5.10对吊车工作区域地基的处理必须按照方案进行仔细处理，铺设过程中必须分层夯实，以确保吊装安全。
5.5.11风、雨天气条件下严谨吊装；
5.5.12吊装前需对所用的起重机械吊具与索具安全规程按照标准LD48—93进行详细的安全检查：
吊钩缺陷不得焊补，表面应光滑，不得有裂纹、折叠、锐角等缺陷，不得有塑性变形；吊耳不得有塑性变形、裂纹等缺陷；吊索表面应光滑、无毛刺、锐角、裂纹，内部无开裂等缺陷；拴挂前，应确认吊重上设置的起重拴挂连接点是否牢固，提升前应确认连接是否可靠。
钢丝绳不得有磨损、断丝、直径减小、发生扭结、显著变形、锈蚀、损伤等缺陷等等。
5.6季节性施工技术措施
5.6.1在吊装作业时风力超过6级以上严禁作业。
5.6.2在吊装作业时有大雾的天气严禁作业并撤离人员。
5.6.3在雨天吊装时应注意登高作业人员的防滑措施。
6、人员配置
队长2人技术2人质检2人安全2人
起重5人电工2人钳工3人配合工人10人
7、主要施工机械、吊索具及施工措施用料计划
7.1主要施工机械一览表
序号
名称
型号规格
单位
数量
1
260t履带吊
260t
台
1
2
80T汽车吊
80t
台
1
3
25t汽车吊
25t
台
1
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