130米火炬分段吊装Word下载.docx

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　　2.0工程概况

　　2.1火炬结构形式

　　火炬塔架为正方形变截面钢管塔架，根开18米×

18米，高124.5米。

其中0~20米塔面倾角8.53度，20~34米塔面倾角6.11度，34~114.5米塔面倾角1.424度，上部无倾角边长为5米。

塔架内部设有两个火炬筒，主火炬筒位于塔架中心，规格φ1132×

16×

11900，重68.1吨，另有酸性火炬筒位于主火炬筒西侧1.8米处，规格为φ426×

10×

120500，重16.3吨，火炬筒上部有分子封和火炬头，火炬头顶标高130.5米（见图-1）。

　　2.2火炬所处地理位置

　　火炬所在地理位置在近100米高的山腰上，该处开辟出70米×

42米场地，在该范围内原有一套80米火炬及其相关设施，占去了相当大的空间，去除原2#火炬设施及新建2#火炬基础外，只有界区南侧有17m×

42m范围的狭小场地可供作为施工预制场地使用，南东两侧是陡坡，西侧是高崖,见图-2。

　　2.3施工周期

　　该工程为业主其它装置配套设施，从到现场安装开始至施工结束，业主要求工期为3个月。

　　3.0吊装方案的研究与确定

　　结合工程特点，经过分析、论证，本工程火炬吊装可供使用的吊装方案主要有三种，分别是：

A、中心柱法（以主火炬筒作为中心柱分段倒装提升火炬）；

B、使用500t吊车分段正装法；

C、利用塔架下段提升法。

其中方案A、B是以前施工中曾经使用过的成熟吊装方案，但A方案的中心柱使用主火炬筒代替的加固量相当大，B方案中的大型吊车组对场地目前只有70米长（从原火炬场地穿过），需要另外开辟80米长的场地，土方施工量相当大。

因此，从施工经济性方面来讲，选择利用塔架下段提升火炬上段的施工吊装方法是比较有优势的。

三种方法的比较见表-1。

　　表-1

　　编号方案名称经济性使用场地操作性施工难点

　　A中心柱倒装法差25m×

40m一般中心柱加固量大

　　B500t吊车正装法差150m×

20m容易场地开辟施工量大

　　C利用塔架提升法好25m×

42m一般无施工经验

　　4.0利用火炬塔架下段提升火炬上段施工工艺

　　4.1火炬组装方法

　　将火炬塔架分作三个部分，标高60m以下为火炬下段；

60m-74.7m为中间预留部分；

74.7m以上为火炬塔架上段。

为便于预制，将火炬塔架上段、下段分七小段预制，然后组装成上、下两大段，其中塔架上段立在塔架下段内，同时将塔架上段内的火炬筒、火炬头、分子封、附塔件等安装就位（以后简称该组合体为火炬上段）。

在火炬塔架下段59m标高处四根塔柱上设置提升滑轮组，动滑轮挂在火炬上段塔架底段四角，利用提升滑轮组将火炬上段提升起来，每提升9m接一段火炬筒，提升45m高后，将提升滑轮组挂点移至标高47m处，动滑轮挂在火炬筒体上、距地面5m处，通过火炬筒提升火炬上段，边提升边接火炬筒直至就位。

最后将中间两片从两侧吊装就位，将火炬塔架组成整体。

在火炬上段提升过程中，火炬上段标高124.5m处设置八根拖拉绳控制火炬上段，以免发生偏移、倾倒。

火炬上段重量组成见表-2。

　　表-2

　　火炬上段合计重量上段塔架火炬筒火炬头\分子封加固件劳动保护平台附塔管线

　　126t43.433t55.11916.2t2.7t4.058t4.5t

　　4.2火炬分段组对

　　1．火炬塔架预制时分作A、B、C、D、E、F、G、H共8段，其中E段分作两片（不成框）其余各段都预制成框，使用150吨履带吊车配合组装大段（2m×

72m条状场地刚好用来组对150t吊车吊杆）。

火炬筒体每9m为一节，配合塔架组对（只组对上段）。

塔架各段规格见表-3

　　表-3

　　2．火炬塔架每小段在成框前先在地面上组成两个单片，利用吊车将两个单片立置成框，以减少占用的场地。

各小段成片及成框的地点都要按施工平面图布置进行精心安排，确保施工现场能够摆放开各预制段。

其中火炬基础上成三框，该三框分内外三层，最内层是H段，中间层是F段，最外层是A段（直接安装在基础上）。

南部新拓展场地总计摆放四段，西边是D段套在B段中，东边是G段套在C段中，E段只分作两片，预制后立在西侧山崖边。

成框的A、B、C、D、E、F、G、H段在预制时，因各框有内外之分，成框时要先内后外，以减少吊装难度。

　　3．将火炬塔架60米高段组成大段，火炬74.7米以上组成整体（含火炬筒、分子封、火炬头及附属管线），设置机索具。

　　4.3火炬提升控制及指挥

　　当设备提高到安装高度H时，拖拉绳距火炬L，锚点所处地势与火炬高差h，此时拖拉绳理论长度l：

　　l=（（H+h）2+L2）1/2………………………………………………………………………

（1）

　　从上式中可以看出主吊提升滑轮组的提升高度与外围拖拉绳的控制放松距离是相对应的，通过控制拖拉绳及吊装滑轮组的跑绳长度，同时辅以控制操作时间，吊装的外围拖拉绳控制还是容易把握的。

在实际操作中，因为拖拉坑与火炬之间间距及地势测量有误差，可以通过两次提升过程，调整出准确地拖拉绳放松及提升高度的关系，以便于控制好提升过程，同时使用经纬仪在东西和南北方向进行观测控制，以确保吊装顺利进行。

　　4.4火炬提升就位

　　火炬上段提升过程，以9米高度为一次，火炬上段提升9米后停下，倒装火炬筒，装好火炬筒后再进行提升，提升45m高后，将提升滑轮组挂点移至标高47m处，动滑轮挂在火炬筒体上、距地面5m处，通过火炬筒提升火炬上段，直至提升至火炬上段快要高出火炬塔架下段断面时停止。

选择风小的天气，将剩余14.7米一次提升到位，利用150吨吊车配合将剩余两片吊装就位，找正焊接完毕后，将下段火炬筒安装就位，然后安装火炬下段的拉杆，附属管道的附属设施，火炬吊装完成。

　　5.0吊装计算

　　5.1分段位置核算

　　利用火炬塔架下段提升火炬上段主要是利用火炬塔架的变截面特性，因此应核算火炬塔架去除一段后火炬上段能否从火炬塔架下段中顺利提出。

　　火炬塔架立柱轴线上下截面位移为L=21/2Htgα………………

（2）

　　实际空间间距L’=L-（φ+φ’）/2……………………………（3）

　　式中L：

火炬塔架不同高度截面立柱中心位移，

　　L’：

火炬塔架下段截面塔柱内缘与上段截面塔柱外缘水平间距，

　　H：

火炬塔架上下截面高度差，H=14.7m；

　　α：

火炬塔面倾角，α=1.424°

；

　　φ：

火炬塔架下段（标高60m）截面塔柱钢管外径，φ=0.426m；

　　φ’：

火炬塔架上段（标高74.7m）截面塔柱钢管外径,

　　φ’=0.351m。

　　经计算，L=21/2Htgα=21/2Htg1.424°

=0.517m;

　　L’=L-（φ+φ’）/2=0.517-（0.426+0.351）/2=0.128m。

　　当火炬上段从火炬塔架下段提出时，空间间距为128mm，上段能够提出。

　　5.2塔架下段强度核算

　　塔架下段核算

　　火炬吊装过程中，当火炬上段将要就位时提升重量最大，但是其挂点已经移到标高47m处，因此塔架下段核算既要核算主吊绳套挂点在47m处受力状态，也要核算主吊绳套挂点在59m处受力状态。

　　火炬塔架受力可以分解为两个方向的力，即竖直向下的力和水平向塔架内侧的力，核算向下应力时将塔架作为刚性整体核算，其下段最小截面系数为172500立方厘米，可承受力量很大，远大于提升重量126吨，故此只核算水平向内应力，核算水平向内应力时简化为该标高处火炬塔架横杆应力。

　　标高59m挂点处，挂点对角间距为a=10509mm

　　动滑轮挂点处对角间距为b=10205mm

　　（a-b）/2=（10509-10205）/2=152mm

　　滑轮组与铅垂线间夹角为θ

　　θ=arctg152/（59000-45000）=0.63°

　　火炬塔架基本上竖直受力，水平受力核算从略，

　　标高47m处挂点对角间距为11813-529=11284mm

　　两吊耳之间间距为1200mm

　　滑轮组与铅垂线之间夹角γ

　　γ=arctg[（11284-1200）/2/（47000-35000）]=22.79°

　　吊装重量为126t，偏载系数取1.3，动载系数取1.1

　　标高47m处横杆受力为

　　F=126×

1.1×

1.3/4/cosγ×

sinγ/21/2=13.4t

　　标高47m处有四根横杆，规格为φ273×

8，截面积为A=66.7cm2，惯性半径为9.37cm，细长比λ=835.3/9.37=89.2，查表得φ=0.676，

　　横杆的压应力σ=F/φ/A=297kg/cm2＜[σ]=1550kg/cm2，安全。

　　5.3火炬筒强度核算

　　吊装火炬上段火炬筒危险截面校核

　　当火炬上段吊装到就位位置时，火炬筒受力最大，如图5所示。

　　因为火炬比较高，所以应当考虑风载荷的作用。

　　参照[张相庭工程抗风设计计算手册]依据公式：

　　ωz=βzμsμzω0………………………………………（4）

　　式中ω0为基本风压

　　μz为高度变化系数

　　μs为体形系数

　　βz为风振系数（此处仅取阵风系数值2.25）

　　不同高度各系数取值见表

　　高度z40m50m60m70m80m90m100m110m120m130m

　　高度变化系数1.561.671.771.861.952.022.092.162.232.3

　　振风系数2.252.252.252.252.252.252.252.252.252.25

　　体形系数0.70.70.70.71.21.21.21.21.20.7

　　基本风压按照6级风取值为0.12kN/m2。

经计算风载荷在标高124.5m处（封绳位置）产生水平力为9.3t，在标高35m处（提升吊耳位置）产生3.2t水平力。

　　因为火炬上段的横向偏移力矩不大，设定拖拉绳预紧力为5t，拖拉绳与水平面间夹角按40°

。

　　火炬筒总轴向压力N；

　　拖拉绳预紧引起的轴向力N1=5000×

8×

sin40°

=26t

　　抵抗风载引起的轴向力N2=12300/cos40°

×

=10.3t

　　自重引起轴向力N3=126t

　　总轴向力N=N1+N2+N3=162.3t

　　标高75m处为危险截面，现校核该截面。

　　弯矩M75=3.2×

1000×

40=128000kg-m=12800000kg-cm

　　应力σ75=M75/w+N/F=12800000/15432+162300/561

　　=829+289=1118kg/cm2＜[σ]=1550kg/cm2

　　（式中危险截面系数w=15432cm4面积F=561cm2。

）在允许范围内。

　　从计算中可以看出对危险截面产生主要影响的是风载荷。

因此，在吊装时一定要避开大风天，同时在不吊装时，应该在该处设置抗风封绳，确保吊装安全。

　　6.0注意事项

　　6.1火炬筒的加固

　　利用火炬筒提升上段时，火炬上段火炬筒与火炬塔架相互柔性连接，应在75米处进行加固，同时下段承受力量较大，需要增加三层加固装置，类似于导向装置，使火炬既能上下移动，又可限制火炬侧向摆动。

　　6.2最后两片火炬塔架组对

　　火炬中间空余部分的两片组对是火炬吊装的比较重要的环节，因为火炬塔面有倾角，该两片不易找正，应在下面利用直杆做好角度，作为参照杆测量，做好充分的准备工作，快速将该部分塔架安装就位，以确保吊装安全顺利完成。

　　6.3四套提升滑轮组提升同步

　　为确保四套滑轮组提升过程中的同步性，施工中将四套滑轮组两两并联，同时在提升过程中派专人观察，及时调整。

　　6.4提升索具挂点选择

　　火炬提升挂点应计算后进行选择，因为火炬不可能一次提升就位，故此要进行详细核算，以免提升过程中出现绳索余量不足或无法提升就位的现象，同时也要核算提升滑轮组在运行过程中的空间是否足够。

　　7.0结束语

　　胜炼新建2#火炬吊装方案于当年3月编制完成，6月火炬工程开始动工，9月火炬吊装完毕，整个吊装过程相当顺利。

　　参考文献

　　[张相庭工程抗风设计计算手册]

　　注：

文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。