内蒙古博大气化气化炉吊装方案Word文件下载.docx

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215

28

3台

2.1东华工程科技股份有限公司设计的气化装置框架图、气化框架设备布置图以及F-1301ABC气化炉设备装配图、管口方位图等；

2.2《工程建设安装工程起重施工规范》HG20201-2000；

2.3《石油化工吊装工作手册》；

2.4《石油化工工程起重施工规范》SH/T3536-2011

2.5《混凝土结构设计规范》GB50010-2010；

2.6重型设备吊装手册；

2.7实用五金手册（第七版）；

2.8《石油化工施工安全技术规程》SH3505-1999

3.1本方案仅适用内蒙古博大实地5080化肥项目气化炉的吊装。

3.2根据设计院提供的气化框架结构图，气化炉的外形尺寸、安装位置、并结合以往气化炉的吊装经验，本次吊装拟采取滑轮组配套卷扬机进行吊装。

3.3为合理的安排施工进度，气化炉必须从2012年3月1日开始进场，按每8天一台进厂，且需一次进场一台，即先F1301C，再F1301B，最后F1301A，由我单位负责卸车，并摆放到指定位置。

3.4本方案气化框架混凝土梁荷载的核算需设计院进行确认，方可实施。

4、吊装前应具备的条件

4.1施工场地地基已经处理完毕，并符合吊装要求，道路畅通，吊装用机械、索具、钢拖排及吊装梁均已就位。

4.2设备布置图和管口方位图及全部技术资料准备齐全，混凝土梁已验算荷载，且达到设计强度，并经设计院、业主与监理确认无误。

4.3临时电源已接通，并能保证连续供应，吊装用的六台卷扬机均已调试完毕，满足吊装需要。

4.4承载设备的箱型梁已事先预制组装完毕，因吊装需要，需按吊装要求拆开并摆放在安全地带，待气化炉上升至指定位置后，再将其重新复位安装。

4.5设备经验收合格，管口位置及方位等核对无误，并办理完相关交接出库手续。

4.6施工方案已经报业主、监理有关部门批准，技术交底已进行，各工种人员均已就位。

4.7起吊用机索具已按要求配备好，并有合格证明。

如无合格证明者，须经有关部门检验合格后方可使用。

对检验中发现的问题必须得妥当解决，并有见证资料。

5．1吊装顺序

场地平整、地基处理→吊装锚点挖埋→卷扬机就位→吊装梁安装就位→滑车固定→跑绳穿插→气化炉移位→吊装加固→吊装前检查→设备支座梁拆除→起吊→设备支座梁安装→气化炉就位→滑轮组移位→下一台气化炉吊装

5．2设备卸车

根据现场实际位置，设备装车运输时应按我方要求，将设备头部朝车尾，设备尾部朝车头，到场后将车辆直接开入气化框架与渣水框架之间靠近气化框架。

由我单位利用350吨履带吊将设备整体吊离运输车辆，运输车辆慢慢开离，然后将设备头朝东、尾朝西置于2个150t钢拖排上，钢拖排制作示意图见后（附图1）。

设备头部、尾部各布置一个，钢拖排上用道木将设备尾部、头部垫起，使设备布置稳实牢固。

5．3水平运输

设备卸车后，气化炉应头朝东，尾朝西，由于设备重，距起吊安装位置有一定的距离,且起吊安装位置周围存在其余框架结构，故采用钢排牵引法，牵引至吊装位置。

由于运输所经场地部分为回填沙土，土质松软，需分层回填压实。

回填范围为气化框架与渣水框架之间宽30m，南北长70m,共计2100m2。

从-2.0m回填至-0.6m时，采用素土回填，且需分层压实，压实系数≥0.94；

从-0.6m到+0.0m时，采用砂夹石回填，用压路机分层压实，压实系数≥0.94；

再在其上面满铺0.2m，规格为φ5mm-31.5mm石子，最后铺设宽4m厚度30mm的钢板作为走道，并找平保证相应的水平度。

5．4吊装方法

气化炉的吊装，根据土建框架结构的设计要求，我方现场制作钢结构吊装梁，吊装梁上挂两套H200-10D滑车组，吊装时用4台20t卷扬机主吊，用1台5t卷扬机和一套H50-3D滑车组作牵引，用1台5t卷扬机和一套H20-3D滑车组作后溜。

4台20t卷扬机通过200t滑轮组同时受力起吊，1台5T卷扬机通过20t滑轮组配合溜尾，放置在钢排上的气化炉在200t滑轮组的牵引下，随着滚杠在钢板上缓慢移动、抬头，直到设备脱排并垂直起吊就位。

5．5吊装过程

（1）按照吊装平面图和锚点布置图见后（附图2）开挖锚点，固定卷扬机。

因地质松软，需在卷扬机布置位置开挖基坑，铺设混凝土基础（具体大小以四台卷扬机基座大小为准）；

（2）在钢梁上面吊点处放置200×

200×

1300硬方木，系挂两套200t滑车组；

（3）用350t履带吊车将气化炉直接卸在气化框架南侧钢拖排上，减少二次搬运工作，用50t滑轮组配套5t卷扬机将设备水平到吊装位置；

（4）系挂主吊索具、牵引索具和溜尾索具；

（5）启动牵引卷扬机，将气化炉水平运输到吊装位置，使其气化炉轴式吊耳恰好置于主吊滑轮组正下方；

（6）启动四台主吊卷扬机，溜尾采用20t滑轮组配套5t卷扬机。

在设备抬头300mm后和设备脱排后，要分别停留20～30分钟，检查各部位受力情况和机索具情况，检查合格后方可正式进行吊装，将气化炉提升至28m时停止起吊。

（7）将预先组装焊接的气化炉设备支座就位，下放吊装滑车组，气化炉就位、找正，紧固地脚螺栓。

（8）准备下一台气化炉的吊装。

5．6起重机索具的布置

（1）按照本方案的要求，两套200吨滑轮组需悬挂在标高58米的钢结构吊装梁上，因此需在设备吊装之前，在9层搭设临时操作平台，四周设置防护栏杆，以便利用此平台固定滑轮组。

在10层混凝土平台四周设置防护栏，以保障施工人员安全作业。

（2）钢结构吊装梁放置于B轴、C轴标高+58.0m处东西两根混凝土框架梁上，该混凝土梁中部布置有气化炉吊装用预埋钢板。

吊装梁悬挂滑轮组的梁顶再摆放道木，且棱角宜用弧形板平滑过渡吊装梁棱角，以保护钢丝绳不受损坏。

（3）气化炉上部设计有轴式吊耳，型号为AXC-800-40，选用标准为HG/T21574-2008，且距顶部法兰面为2.708m，该轴式吊耳作为主吊200t动滑轮组的绑扎点；

下部设计有尾耳，型号为AP-150，选用标准为HG/T21574-2008，且距底部法兰面为3.031m，该尾耳作为溜尾50t滑轮组绑扎点。

（4）在设备运输和吊装过程中，需制作150t钢拖排2个，将钢拖排置于钢板上，钢排与钢板之间用φ159*14的无缝钢管作为滚杠，滚杠与走道板之间根据现场实际情况再涂抹黄油，以减少两者之间摩擦。

6.吊装受力分析及机索具选择

6.1主吊吊装过程说明、受力分析及机索具选择

6.1.1吊装过程说明

气化炉吊装时，利用吊装梁来进行，吊点选择在距离气化炉顶端2.708米处。

气化炉设备支座是由钢结构制成的箱型梁，在吊装前箱型梁需拆开，待设备底座到达指定起升高度时再重新安装并找平，然后设备就位。

滑车组最大受力按设备底座起升至最高高度时的状态考虑，本方案取设备底座起升高度28米。

设备吊装就位示意图见下（附图3）。

6.1.2吊装总荷载确定

P=K1×

K2×

（Q+q1+q2+q3）

Q-气化炉净重Q=215t

K1－动载荷系数取K1＝1.2

K2－不平衡系数取K2＝1.1

q1－4个滑轮组重量q1=1.552*4=6.2t

q2－2个200t卡环重量和2个150t卡环重量q2=0.5t

q3－钢丝绳重量q3=2t

计算得出吊装总荷载为：

P＝1.2×

1.1×

（215+6.2+0.5+2）＝296t

6.1.3单套起升滑车组受力分析

气化炉上部筒体直径为DN3000，筒体厚度为δ=96mm，上部每个轴式吊耳长度为250mm，则两个轴式吊点间距为3000+96×

2+250=3442mm。

顶层两个吊装预留孔中到中间距为3.44m，将两套200t滑轮组悬挂于预留孔中正上方的吊装梁上，使其间距为3.44m。

则设备就位时起升滑车组轴线与气化炉垂直轴心线的夹角α约等于0º

。

则设备抬头时起升滑车组受力P1力学平衡式如下：

P1＝P/2=296/2=148t

P---总荷载

P1---每个滑车组受力

由计算得知，单套起升滑车组受力P1=148t，故本吊装方案选择两套200吨滑轮组，其型号为H200×

10D。

6.1.4主吊机索具选择

（1）主吊卷扬机的选用

吊装滑车组选用H200×

10D滑车，上部定滑轮组为10个轮，下部动滑轮组为10个轮，再在上部布置一个20t定滑轮，组成11×

10的滑车组。

钢丝绳穿绳方法为双出头，顺穿法，具体穿绳方式见下（附图4），其有效绳数为20股。

则跑绳受力：

S1----跑绳受力

C----动滑轮摩擦系数，本次吊装动滑轮组轴承为青铜衬套轴承，摩擦系数取定为1.04

n---工作绳数

根据现场情况，跑绳从滑轮组抽出后需通过一个定滑轮方能到达卷扬机，故卷扬机受跑绳拉力S为：

S=S1Cn＝10.89×

1.04＝11.33t＜20t，故本方案选用20t卷扬机。

每套滑车组为双出头，需用2台20t卷扬机，两套滑车组双出头需用4台20t卷扬机。

（2）主吊钢丝绳选用

跑绳选用φ32-6×

37+1-187钢丝绳，破断拉力为61t

安全系数为：

K＝61/10.89＝5.6>

5（安全）

根据《HG20201-2000》，跑绳固定用φ32绳卡，间距200mm，型号为Y10-32，卡杆直径M24。

（3）200t动滑车组固定钢丝绳的选用

根据受力分析，设备起吊至指定高度时，每侧出绳受力为148吨，经查表选用φ66.5-6×

61+1-187钢丝绳，破断拉力为240t，取四股绳（一对绳双股挂），钢丝绳与200t动滑轮组采用200t卡环相连接，设备两侧出绳安全系数为

＞6（安全）

（4）200t定滑车组固定钢丝绳的选用

主吊滑车组定滑车的固定钢丝绳规格为φ32-6×

37+1-187钢丝绳，破断拉力为61t，捆扎16股。

安全系数为计算如下：

根据《HG20201-2000》，跑绳固定用φ32绳卡，绳卡间距200mm，型号为Y10-32，卡杆直径M24。

6.2钢拖排受牵引力吊装过程说明、受力分析及机索具选择

6.2.1过程说明

气化炉到场后，其卸车位置离安装位置有一定的距离，现场需要将气化炉头部放在东侧钢拖排上，尾部放在西侧拖排上，钢拖排上放置道木，气化炉放在道木剁上，前后两个钢拖排用钢丝绳和卡环将其连接并锁牢固，使其成为一个整体，气化炉在钢拖排上用钢丝绳将其与钢拖排捆绑。

气化炉头部所放拖排由卷扬机牵引，则气化炉与尾部拖排随之移动至安装位置。

6.2.2设备运输过程中钢拖排牵引力的计算

设备运输过程中，根据气化炉运输过程中受力分析，卷扬机的牵引力P等于拖排与滚杠之间的滑动摩擦力。

滑动摩擦力Q可近似按下式计算：

Q=G*F1

G---为计算重量取296吨。

F1---滚动摩擦系数，本方案取0.05

带入数据后得出滑动摩擦力为：

14.8t

由计算得知，卷扬机牵引力P=Q=14.8t，为安全其间，根据现有机具情况，本吊装方案选择一套50吨滑轮组，其型号为H50-3D。

6.2.3牵引机锁具选择

（1）牵引卷扬机选用

牵引滑车组选用H50－3D滑车，钢丝绳穿绳方法为单出头，顺穿法，其有效绳数为6根，则跑绳拉力为

＜5t，故本方案选用一台5t卷扬机。

（2）牵引钢丝绳选用

跑绳选用φ20-6×

37+1-187钢丝绳，破断拉力为22t，安全系数为：

22/2.82=7.8＞5（安全）

根据《HG20201-2000》，跑绳固定用φ20绳卡，绳卡间距120mm，型号为Y6-20，卡杆直径M16。

6.3溜尾拖排瞬间受力分析及机索具选择

6.3.1溜尾脱排瞬间相关数据计算

气化炉脱排瞬间受力图见下（附图5）

设备倾角选定为θ=70°

（选定）

设备底部中心线至安装轴线距离为8m（选定）

设备底部中心至设备底部支座距离为1.13m（由气化炉设备装配图得知）

吊点至设备底部距离为19.2-3.7=15.5m

拖排道木顶部标高+1.0m

后溜绳锚点距离底部吊点中心线距离为12米，后溜绳锚点悬挂标高+0.00m。

200吨滑轮组悬挂点至道木顶部距离近似为51m

则：

设备底部中心至道木距离L1=1.13/tanθ，带入数据得出L1=0.41m。

设备吊点至拖排顶部距离H=（15.5.9+0.41）*sinθ

带入数据后得出H=14.95m

设备底部中心至吊点所在轴线距离L2=14.95/tanθ

带入数据后得出L2=5.44m

吊点至设备安装轴线距离为B=8-5.44=2.56米

吊装角α=arctan2.56/（51-14.95），带入数据后得出α=4.06°

后溜绳角度β=arctan[（1.13*sinθ+1m）/12]=9.74°

6.3.2脱排瞬间受力计算

脱排瞬间受力分析图见下（附图6）：

根据受力分析建立力学平衡式如下：

P1*cosα=G/2+S*sinβ

P1*sinα=S*cosβ

式中G-----计算重量296t

P1----脱排瞬间主吊索拉力

S----后溜绳拉力

α-----4.06°

β-----9.74°

带入数据得出：

P1=150.2tS=10.79t

由计算得知，根据现有机具情况，本吊装方案选择一套20吨滑轮组，其型号为H20-3D。

6.3.3溜尾机索具选择

（1）溜尾卷扬机选用

溜尾滑车组选用H20－3D滑车，钢丝绳穿绳方法为单出头，工作绳数为2根。

则跑绳拉力

＜5t，故本方案溜尾选用一台5t卷扬机。

（2）溜尾钢丝绳选用

溜尾钢丝绳选用φ18-6×

37+1-187钢丝绳，破断拉力为17.8t，

安全系数为17.8/2.97=5.99＞5（安全）

根据《HG20201-2000》，跑绳固定用φ18绳卡，绳卡间距120mm，型号为Y5-20，卡杆直径M16。

6.4吊装梁强度校核

6.4.1吊装梁制作方法：

吊装梁拟采取δ=30mm钢板制作成箱形梁，吊装梁长度L=9600mm，高度H=1500mm，宽度B=600mm，两端用δ=30mm封堵，中间每间隔1m焊接一440mm*1440mm立式筋板，中间9块筋板与吊装梁内壁底部、两侧采取间断焊，每间隔100mm焊接100mm，焊脚高度不低于30mm。

两端筋板与吊装梁内壁上下，左右四面满焊，焊脚高度不低于30mm。

吊装梁制作示意图见下（附图7）

6.4.2吊装梁受两个集中荷载承载力核算

（1）钢梁受集中力，其受力示意图见下（附图8）

P1=P2=1480KN

P1=1480KNP2=1480KN

L1=3mL2=3.6mL3=3m

RAL=9.6mRB

（2）支点反力

根据力矩平衡RA×

L=P1（L2+L3）+P2×

L3

则支点反力RA=RB=1480KN

（3）吊装梁受集中力产生的最大弯矩

Mmax=RA×

L1=1480×

103×

3000=4.44×

109Nmm

（4）吊装梁受集中力产生的剪力

VA=RB=-1480KN

6.4.3吊装梁自重承载力核算

（1）钢梁自重G=（9.6*1.44*2+9.6*0.6*2+1.44*0.54*11）*235.5*10=112384N

钢梁自重均布荷载示意图见下（附图9）

g=G/L=112384N/9600mm=11.71N/mm

（2）钢梁自重产生的支点反力

RA1=RB2=1/2*q*L=1/2*11.71*9600=56.208KN

（3）钢梁自重产生的跨中弯矩

M1=1/8*q*L2=1/8*11.71*96002=0.135×

（4）钢梁自重产生的剪力

VA1=RB1=-56.208KN

6.4.4吊装梁总承载力核算

钢梁产生的支点总反力RA总=RB总=RA+RA1=1480+56.208=1536.208KN

钢梁产生的最大总弯矩M总=Mmax+M1=4.44×

109+0.135×

109=4.575×

109Nmm

钢梁产生的总剪力V总=VA+VA1=（-1480）+（-56.208）=-1536.208KN

6.4.5吊装梁截面力学特性

（1）钢梁惯性矩

J=（BH3-bh3）/12=（600×

15003-540×

14403）/12=3.44×

1010mm4

（2）钢梁断面系数

W=（BH3-bh3）/6H=（600×

14403）/（6×

1500）=4.58×

107mm3

（3）钢梁断面积

F=600×

30×

2+1440×

2=122400mm2

6.4.6吊装梁强度

（1）钢梁弯应力

δ’=M总/W=4.575×

109/4.58×

107=100Mpa

（2）钢梁剪应力

γ=V总/F=1536.208×

103/122400=12.55Mpa

（3）合成应力

δ=δ2+3γ2=1002+3×

12.552=102.34Mpa

6.4.7吊装梁钢材许用应力

钢梁板材质为A3钢，板厚为30mm，查表属第二组，其屈服限δs=230N/mm2,取安全系数n=1.7

[δ]=δs/n=230/1.7=135.3Mpa

δ=102.34＜[δ]=135.3安全，吊装梁满足要求。

但考虑吊装梁截面尺寸大，吊装梁绑索部位将导致吊装过程受力不均，且产生一定的挤压应力。

为此，需在箱形吊装梁内部每间隔1m布置一块1.44m*0.54m立式筋板以做内部加强支撑，共计11块，以保证吊装过程不变形。

6.4.8吊装梁钢度

（1）钢梁挠度

f=PsL12L22/3EJL

=（1480×

30002×

36002）/（3×

2×

105×

3.44×

1010×

9600）=0.871mm

E---钢材的强性模量E=2×

105N

（2）钢梁的许用挠度

[f]=9600/751=12.8mm

f＜[f]挠度安全

6.5现行荷载情况下混凝土梁的承载力核算

6.5.1梁自身产生的弯矩和剪力

梁自重产生的均布荷载示意图见下（附图10）

吊装梁自重等效成均布荷载：

q=0.6×

1.2×

1×

25=18KN/m（宽×

高×

长×

密度）

吊装梁自重产生的跨中弯矩：

M1中=

×

q×

L2=

18×

100=225KN·

M

吊装梁自身产生的梁端负弯矩：

M1端=

100=150KN·

吊装梁自重产生的梁端剪力：

V1端=

L=

10=90KN

6.5.2集中力产生的跨中弯矩和剪力：

集中载荷：

P=1480KN

集中力产生的跨中弯矩：

M2中=

P×

1480×

10=1850KN·

m

集中荷载产生的梁端负弯矩：

M2端=

集中荷载产生的梁端剪力：

V2端=

P=

1480=740KN

荷载作用下跨中总弯矩：

M中总=M1中+M2中=225+1850=2075KN·

荷载作用下梁端总弯矩：

M端总=M1端+M2端=150+1850=2000KN

6.5.3吊装梁现行配筋条件下的承载力计算：

相对界限受压区高度ζb：

ζb=β1/［1+fy（Es+εcu）］

式中β1-----系数，混凝土标号C40，取0.8

fy-----钢筋抗拉强度设计值取360N/mm2

Es-----钢筋的弹性模量取2.0×

105N/mm2

εcu-----非均匀受压时混凝土极限应变，取0.0033

代入数据后得ζb=0.52

受压区高度x：

x=As×

fy/（a1×

fc×

b）

式中：

As-----受拉区纵向钢筋截面积，图纸设计为24根φ28钢筋，截面积为14770.56mm2

fy------钢筋抗拉强度设计值取360N/mm2

a1------系数，混凝土标号C40，a1取1.0

fc------混凝土轴心抗压强度设计值取19.1N/mm2

b------截面宽度，取600mm

代入数据后得x=464mm

则相对受压区高度：

ζ:

ζ=x/h0

x-----为受压区高度

h0-----截面有效高度，h0=h-as=1200-50=1150mm

h-----截面高度，取1200mm

as----纵向受拉钢筋合力点至截面近边的距离取50mm

代入数据后得：

ζ=464/1150=0.4＜ζb=0.52

则弯矩设计值：

=4881.4

h0-----截面有效高度，h0=h-as=1200-50=1150mm

6.5.4梁端抗弯承载力计算

受压区高度：

X=As×

式中：

As-----受拉区纵向钢筋截面积mm2图纸设计为28根φ28钢筋，截面积为17232.32mm2

代入数据后得x=541.33mm

相对受压区高度：

ζ=x/h0=541.33/1150=0.47＜ζb=0.52

梁端弯矩设计值为M设=5455.08

6.5.5梁的刚度计算

刚度B=

-----按荷载效应的标准组合计算弯矩，取区段内的最大弯矩值。

-----按荷载效应的准永久组合值计算弯矩，取区段内的最大弯矩值。

-----考虑荷载长期作用对挠度增大的影响系数，本方案

取2.0。

-----荷载效应的标准组合作用下受弯构件的短期刚度。

本方案中计算只考虑短期刚度

=

-----钢筋的弹性模量取2.0×

-----受拉区纵向钢筋截面积3925mm2

-----裂缝间纵向受拉钢筋应变不均匀系数

-----钢筋弹性模量与混凝土弹性模量的比值即

5.97

-----钢筋混凝