设备运输吊装施工方案设计.docx
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设备运输吊装施工方案设计
`齐齐哈尔城市污泥项目污泥脱水车间
设
备
吊
装
方
案
编制人：
审核人：
审批人：
江苏中柢建设工程有限公司
2017年7月15日
一、设计依据
设备的相关图纸、技术资料；
吊车相关技术资料、、专业施工图；
现行相关规范标准：
《建筑施工安全检查标准》（JGJ59-99）；
《起重机安全技术操作规程》（22-0.6（91））；
《建筑安装工程安全技术规程》；
二、设备运输总体概况
齐齐哈尔城市污泥处理项目污泥脱水车间地处齐齐哈尔市水师营镇垃圾填埋场内，建筑面积1258.6㎡。
基础采用桩基础、框架钢结构。
本工程主要需要运输的大型设备的参数如下图1-1。
序号
设备名称
型号参数
单位
台数
重量
1
主机
EPG100A、
过滤面积100㎡
台
2
38T
2
液压站
EPG100A、
过滤面积100㎡
台
2
11T
3
油缸支撑
件
2
5T
4
支架
件
4
1T
5
电控箱
2200*800*800
台
2
0.5T
6
支架
EPG100A-02-12-04
件
2
1T
7
支架
EPG100A-02-12-05
件
2
1T
8
压板
EPG100A-02-12-06
件
4
0.5T
9
压板
EPG100A-07-02-01
件
1150
0.5T
10
滤室组件
EPG100A、过滤面积100㎡
块
55
1T
三．施工现场设备吊装及垂直运输条件分析
本项目地处齐齐哈尔市垃圾填埋场内，工地区域狭窄，材料堆放场地紧张，所以必须精心安排设备订货计划，严格制定设备进场时间，与土建及其他相关专业密切配合好，及时进行吊装运输。
本项目现场由于各个单体比较分散，从经济角度出发并未安装塔吊等垂直运输机械。
所以现场设备等器械的垂直运输只要靠汽车吊。
垂直运输工具见下表2-1：
表2-1现场垂直运输工具表
序号
吊装设备
型号参数
运输能力
台数
服务范围
1
汽车吊
75T
臂长44m，臂端1.3t，最大起重75t
2
污泥脱水车间
2
汽车吊
50T
臂长40m，臂端0.9t，最大起重起重50t
1
污泥脱水车间
3
汽车吊
25T
臂长31.5m，臂端0.3t，最大起重起重25t
1
污泥脱水车间
根据项目现场情况：
需要吊装的设备中有2台主机，重量达到38T/台，污泥车间主机中心点到车间边缘的距离为13.5米，由于车间内很多设备基础已经完成，场地狭小，给吊装增加很大难度。
根据上述情况分析，大型的设备的吊装机械的选择是重中之重，这就要求我们正确选择吊装机械、合理规划吊装线路，与总包协调好，制定好吊装计划，合理运用时间进行吊装，移动设备前，应对设备基础进行夯实，夯实完成后才能移动设备。
四、污泥车间设备吊装吊车布置图
五、污泥车间大型设备进场路线
主机运输、吊装：
设备主机一共有2台，分布在污泥车间南部靠西的位置，设备运输至污泥车间西侧设备堆放区，未安装前用彩条布覆盖，防止雨淋。
吊装时先用2台75T吊车将主机分2步移动至污泥车间基础墙边，吊装半径为8m，再用2台75T吊车将其一次吊装到位。
由于设备在现场卸车时方向与安装成型时的方向不一致（需转动180°），所以设备在移动时首先将设备的方向调换完成，避免在车间里调换设备方向的情况，以免给吊装工作带来不必要的麻烦。
主机设备吊装前，先将油缸支架安装就位，同时在主机中间设置两道脚手架，脚手架采用直径为50mm，壁厚为3.5mm的钢管搭设，防治主机转运过程中出现倾斜过大的情况。
六、施工准备
1、技术准备
1.1吊装方案已经得到业主审批，设备进场时间的协调完毕，场地处理完毕。
1.2参加吊装施工的有关人员经过熟悉现场情况，吊装责任工程师已向全体人员进行了吊装技术交底，安全责任人员负责向所有参加吊装施工的人员进行安全教育。
1.3土建专业已提供了完整的设备基础交工资料，始数据齐全无误，基础已验收合格。
1.4设备交工资料齐全正确且经外观检查合格，设备基础方位和预埋铁位置符合设备图纸；基础上设备安装位置交安线核对无误，设备标高和垂直度测量的基准线已经准备完毕。
1.5各种检测仪器、工具按规定位置架设妥当，吊装的安全质量保证体系人员各就各位。
2、施工组织准备
2.1成立设备吊装运输小组，负责材料与设备的运输与吊装。
2.2影响设备吊装的障碍物已拆除，设备摆放正确；吊车站位、行驶区场地按要求处理合格，吊车行进道路畅通。
2.3吊装机索具已按吊装工艺要求检验、记录齐全、且已合格。
3、机具准备
3.1吊车按照要求组对、检查合格，并按工艺要求的位置竖立好。
3.2钢丝绳、绳扣、卸扣和绳卡已按规定检查外观检查合格，且产品合格证明文件齐全。
主机吊装时采用75T吊车，4根6*37、直径36.5mm、抗拉强度1850MPa钢丝绳、钢丝绳长度5米，卸扣采用30#卸扣4个。
3.3吊车性能和索具经过检查状况、性能良好。
3.4现场需准备2mm、5mm、10mm钢板若干，以作设备调平时用。
4、其他准备
4.1吊耳加固已按吊装方案完成，符合技术要求。
4.2吊装时的天气预报信息已掌握，确认无问题的情况下，方可下达吊装命令。
4.3各项安全措施得到落实，符合有关安全文件规定。
七、吊装施工岗位职责
1、组织机构图
图4-1组织机构图
2、人员职责及分工
表:
4-2人员职责及分工表
序号
人员
主要职责
1
项目经理
1．协调督促项目技术人员进行技术攻关及编制吊装方案，组织实施项目人员进行实施。
2．协调解决吊装过程中与总包单位、其他专业分包的关系，监督项目人员按照批准的方案进行实施。
3．协调解决吊装过程中所需的各种资源。
4．督促检查吊装及运输过程中的安全措施是否到位，并进行实施。
2
生产经理
1．协助组长做好吊装过程中的各项管理工作。
2．协调管理吊装过程中的各种施工资源，保证吊装过程的正常实施。
3
技术负责人
1．主持解决设备吊装运输过程中的各种技术问题。
2．组织编写超高层设备运输专项方案。
3．关注行业发展动态，与设计、监理及业主进行沟通及时将各种新技术、新材料转化应用于本工程，为本工程的顺利实施做好技术保障。
4．编写吊装过程中的应急预案。
4
安全负责人
1．检查吊装过程中的安全措施到位情况。
2．组织完成对吊装作业人员进行安全技术专项教育。
3．吊装平台搭设完成后，组织专门机构对平台的安全性能进行检测
5
设备工程师
1．应急预案实施准备和响应；
2．参与不合格品及不符合事项的处置；
3．参与相关信息分析，协助项目技术总工制定和实施纠正和预防措施；
4．负责设备吊装、安装的协调，有权制止各种违章、违规作业，及时沟通有关信息；
3、人员计划
序号
职务
人数
备注
1
项目经理
1
2
技术负责人
1
3
生产经理
1
4
测量员
2
5
施工员
1
6
设备安装工程师
1
7
起重工
6
8
叉车司机
1
9
丝索工
2
10
电工
2
11
焊工
5
12
安装工
10
13
信号工
1
八、大型设备吊装作业流程
图4-3大型设备吊装流程
九、设备吊装运输总体安排
我司进场以后，将组织有关人员勘察现场，对设备参数、运输方式、运输路线进行论证，编制出详细的设备吊装及运输方案，对于主机等大型设备专门编制吊装方案，经业主、监理审批后方可安排实行。
1、吊装主要运输设备
（1）汽车吊
本工程单台最重设备为主机，吊装重量约38吨，吊装口位于建筑西侧外墙边，故可以选采用50T汽车吊卸车。
75T吊车转运至污泥车间外墙边，最后采用75T吊车吊装到位。
吊车参数选择：
75T汽车吊外形尺寸：
图4-4汽车吊外形尺寸示意图
汽车起重机支腿展开尺寸：
图4-5吊车支腿展开示意图
汽车起重机参数见表所示：
50T吊车性能参数
25T吊车起重性能表
（2）叉车
CPCD100内燃平衡重式叉车采用大功率柴油机，具有良好的性能。
表4-7叉车参数表
内燃式叉车型号：
CPCD100
动力形式
柴油
额定起重量：
10000kg
自重：
12510kg
荷载中心距
600mm
最大起升高度：
3000mm
全长（不带货叉）
4260mm
全宽
2165mm
全高（护顶架处）
2560mm
最小转弯半径
3900mm
最大行驶速度（满载/空载）
26/30km/h
图4-8CPCD100内燃平衡重式叉车
（3）卷扬机及地坦克等工具
表4-9设备运输、吊装所用施工器具表
序号
设备名称
规格型号
单位
数量
备注
1
手动葫芦
HS5
个
4
2
起道器
10t
个
4
3
地坦克
10t
个
8
4
卷扬机
5t
台
1
5
钢丝绳
6*37（1+6+12+18）、36.5mm、
抗拉强度1850MPa
米
30
6
钢丝绳
6*19、直径24.5mm、抗拉强度1850MP
米
30
7
钢丝绳
6*19、直径12.5mm、抗拉强度1850MPa
米
30
8
滑轮组
组
8
9
钢板
σ=10
块
4
10
液压千斤顶
5
T
2
11
齿轮顶
5
T
2
十、吊装操作步骤
1、吊装前的检查
吊装准备工作完成后，应进行一次全面检查，主要内容有：
（1）施工机具的规格、型号及布置位置与吊装方案是否一致，并便利操作。
（2）机具的合格证以及清洗、检查、试验记录是否完整。
（3）安全和技术交底记录是否齐全合格，齐全。
（4）设备吊装前应进行的准备（中线、标高点，垫铁，设备验收记录，钓耳、压力容器资料、测量仪器等）、如业主要求设备现场进行试验检验，则需要检验工作事先全部完成。
（5）设备基础的质量有保障、垫铁已经准备摆放齐全，设备的摆放状态及方位是否符合要求。
（6）所有的电动机是否可靠接地，吊装机具的电源是否可靠安全，供电部门能否保证吊装正常供电。
（7）吊装前的气象情况是否了解清楚，能否进行吊装作业。
（8）必备的工具、材料、安全器材是否到位。
2、试吊
（1）主机正式吊装前，均要进行一次试吊。
（2）张紧提升钢丝绳、测定吊臂初始状态数据，如吊耳中心高度、头部中心高度、塔裙中心高度及塔体初始仰角。
（3）检查完毕后，放下塔体，调正塔体和吊臂，准备正式吊装。
同时分析试吊检查结果，消除问题，填写检查记录，确认合格并签证后，才能提请吊装总指挥签发吊装作业令，进行正式吊装。
3、吊装
（1）签发吊装作业令，吊装作业区内与吊装无关的活动停止，操作人员进入岗位，记录吊装作业开始时间。
（2）起吊程序按下列步骤进行：
吊车进场站位、打腿。
挂上钢丝绳，启动吊车，绷紧索具。
设备试吊，吊车缓缓启动，提升100mm，检查索具、吊车、设备本体的同时检查吊车底部受力情况，并向指挥报告。
试吊合格后，两台吊车配合转杆递送到基础位置（要求比基础高
500mm，以免碰撞基础）停止溜尾吊车，提升主绳使设备上升，直至设备平稳。
仔细校核主机的方位，确认无误后，缓缓放下塔体，直至就位。
设备就位后，不得使吊索松得太多，以吊索不脱出吊耳为限，以配合初找正。
由于现场有两台主机设备，为了节约资金，可以先将两台设备全部就位之后再进行调平。
经纬仪测量记录各测出数据，初步调整找正后；松钩、焊接。
（3）根据75T吊车性能参数表可知：
当吊装半径在8m以内时，吊臂长在18m以内均能满足要求。
现以15m吊臂为例制图：
设备调转方向示意图
十一、安全验算
经查表，130吨吊车起吊半径12米内额定荷载39.8吨，吊车自起就地卸货作用，满足卸货要求。
（1）吊绳
吊车卸货起吊过程中由4根钢丝绳承载主机，每端2根，钢丝绳长度为5米。
由于主机两端重量不一致，一端重量为25T,一端重量为13T，为安全考虑，现取25T进行计算。
主机荷载为F=25*10=250KN
每根钢丝绳受力分解到竖向拉力为：
Fy=250/2=125KN；
sin（75°）=sin（30°+45°）=sin30°cos45°+cos30°sin45°=（1/2）*（√2/2）+（√3/2）*（√2/2）
=（√2+√6）/4=0.966
每根钢丝绳受力F=125/sin75°=125/0.966=129.4KN
如下图：
现选用6*37、直径36.5、抗拉强度1850MPa钢丝绳
查表得钢丝绳破断拉力：
FN=931.5KN，
取不均匀系数0.85、安全系数取6.0计算，
该钢丝绳允许拉力：
Fn=931.5*0.85/6.0=131.96KN＞129.4KN
故可以满足要求。
（2）吊装工具
本计算书依据《建筑施工计算手册》,《建筑结构荷载规范》（GB50009-2001）,《建筑材料规范大全》,《钢结构设计规范》（GB50017-2003）。
吊钩螺杆部分截面验算:
一.吊钩螺杆部分截面验算:
吊钩螺杆部分可按受拉构件由下式计算:
σt=F/A1≤[σt]
式中:
t──吊钩螺杆部分的拉应力；
F──吊钩所承担的起重力，取F=380000.00N；
A1──螺杆扣除螺纹后的净截面面积:
A1=πd12/4
其中d1──螺杆扣除螺纹后的螺杆直径，取d1=80.00mm；
[σt]──钢材容许受拉应力。
经计算得：
螺杆扣除螺纹后的净截面面积A1=3.14×80.002/4=5026.55mm2；
螺杆部分的拉应力σt=380000.00/5026.55=75.60N/mm2。
由于吊钩螺杆部分的拉应力75.60N/mm2，不大于容许受拉应力80.00N/mm2，所以满足要求！
二.吊钩水平截面验算:
水平截面受到偏心荷载的作用，在截面内侧的K点产生最大拉应力σc,可按下式计算:
σc=F/A2+Mx/（γxWx）≤[σc]
式中:
F──吊钩所承担的起重力，取F=380000.00N；
A2──验算2-2截面的截面积，
A2≈h（b1+b2）/2
其中:
h──截面高度，取h=300.00mm；
b1,b2──分别为截面长边和短边的宽度，取b1=200.00mm,b2=150.00mm；
Mx──在2-2截面所产生的弯矩,
Mx=F（D/2+e1）
其中:
D──吊钩的弯曲部分内圆的直径，取D=400.00mm；
e1──梯形截面重心到截面内侧长边的距离,
e1=h（b1+2b2）/[3（b1+b2）]
λx──截面塑性发展系数,取λx=1.00；
Wx──截面对x-x轴的抵抗矩,
Wx=Ix/e1
其中:
Ix──水平梯形截面的惯性矩,
Ix=（h3/36）[（（b1+b2）2+2b1b2）/（b1+b2）];
[σc]──钢材容许受压应力,取[σc]=80.00N/mm2；
2-2截面的截面积A2=300.00×（200.00+150.00）/2=52500.00mm2；
解得:
梯形截面重心到截面内侧长边的距离e1=142.86mm；
在2-2截面所产生的弯矩 Mx=380000.00×（400.00/2+142.86）=130285714.29N·mm；
解得:
水平梯形截面的惯性矩Ix=391071428.57mm4；
截面对x-x轴的抵抗矩Wx=391071428.57/142.86=2737500.00mm3；
经过计算得 σc=380000.00/52500.00+130285714.29/2737500.00=54.83N/mm2。
由于吊钩2－2截面部分的压应力54.83N/mm2，不大于容许受压应力80.00N/mm2，所以满足要求！
三.吊钩垂直截面验算:
垂直截面的应力计算与水平截面验算相同：
h──截面高度，取h=280.00mm；
b1,b2──分别为截面长边和短边的宽度，取b1=180.00mm,b2=140.00mm；
3-3截面的截面积A3=280.00×（180.00+140.00）/2=44800.00mm2；
解得:
梯形截面重心到截面内侧长边的距离e1=134.17mm；
在3-3截面所产生的弯矩 Mx=380000.00×（400.00/2+134.17）=126983333.33N·mm；
解得:
水平梯形截面的惯性矩Ix=291168888.89mm4；
截面对x-x轴的抵抗矩Wx=291168888.89/134.17=2170202.90mm3；
经过计算得 σc=380000.00/44800.00+126983333.33/2170202.90=66.99N/mm2。
垂直截面的剪应力τ按下式计算：
τ=F/（2A3）
式中:
F──吊钩所承担的起重力，取F=380000.00N；
A3──3-3截面的竖截面面积，取A3=44800.00mm2。
经过计算得 τ=380000.00/（2×44800.00）=4.24N/mm2。
根据强度强度理论公式按下式验算：
σ=（σc2+3τ2）1/2≤[σ]
经过计算得σ=（66.992+3×4.242）1/2=67.40N/mm2。
由于吊钩3－3截面部分的压应力67.40N/mm2，不大于钢材的容许综合应力80.00N/mm2，所以满足要求！
圆形吊环计算:
圆环的弯曲应力σ0按下式验算:
σ0=M/W=[（1/π）PR0]/[（π/32）d3]=3.24PR0/d3≤[σ0];
式中:
P──作用于圆环上的荷载，取P=8000.00N；
R0──环的中心圆半径，取R0=70.00mm；
d──圆环截面圆的直径，取d=30.00mm；
[σ0]──圆环容许应力，取[σ0]=80.00N/mm2。
经过计算得 σ0=3.24×8000.00×70.00/30.003=67.20N/mm2。
由于圆环的弯曲应力67.20N/mm2，不大于圆环容许应力80.00N/mm2，所以满足要求！
整体吊环计算:
1.在横杆中点截面的弯矩M1和拉力P1按下式验算:
M1≈Pl/6+P1x
其中:
P1=Ptg（α/2）/2
式中:
P──作用于整体吊环上的荷截P=10000.00N；
l──横杆跨度，取l=150.00mm；
x──转角处到横杆中线的距离，取x=69.00mm；
α──吊环两斜杆间的夹角,取α=15.00度；
经过计算得P1=10000.00×tg（15.00/2）/2=658.26N；
M1=10000.00×150.00/6+658.26×69.00=295420.11N·mm。
2.在吊环转角处截面中（A点）的弯矩M2按下式计算：
M2=Pl/13
经过计算得M2=10000.00×150.00/13=115384.62N·mm。
3.在斜杆中的拉力P2按下式计算:
P2=P/（2cos（α/2））
经过计算得P2=10000.00/（2×cos（15.00/2））=5043.14N；
4.横杆中点截面的最大拉应力σ1按下式计算:
σ1=M1/W+P1/F1≤[σ]
式中:
F1──横杆中点截面面积F1=1000.00mm2；
W──横杆中点抗弯截面抵抗矩W=4598.00mm3；
经过计算得到σ1=295420.11/4598.00+658.26/1000.00=64.91N/mm2；
由于横杆中点截面的最大拉应力64.91N/mm2,不大于容许应拉力80.00N/mm2,所以满足要求！
5.斜杆中点截面的拉应力σ2按下式计算：
σ2=P2/F2≤[σ]
式中:
F2──斜杆中点截面面积F2=456.00mm2；
经过计算得到σ2=5043.14/456.00=11.06N/mm2。
由于斜杆中点截面的拉应力11.06N/mm2,不大于容许应拉力80.00N/mm2,所以满足要求！
绳卡计算:
1.马鞍式，抱合式绳卡数量可按下式计算:
n1=1.667P/（2T）
其中:
n1──马鞍式，抱合式绳卡需用数量；
P──钢丝绳上所受综合计算荷载，取P=25.00kN；
T──栓紧绳卡螺帽时，螺栓所受的力，取T=15.19kN。
经计算得n1=1.667×25.00/（2×15.19）=2个；
2.骑马式绳卡数量可按下式计算:
n2=2.5P/T
其中:
n2──骑马式绳卡需用数量；
经计算得n2=2.5×25.00/15.19=5个。
十二、施工安全措施
一、安全措施编制依据
（1）国家有关法律法规和技术标注
（2）重大危险因素
（3）施工工艺、机械设备及操作方法，尤其是涉及新材料、新技术、新设备和新工艺的应用
（4）施工作业环境
（5）安全生产的合理化建议
二、安全技术措施要求
为了防治施工过程中发生人身和设备事故，应针对施工方案中选用的各种机械设备和用电设施可能出现的不安全因素以及材料、设备运输带来的困难和危害，采取措施加以解决。
对施工运输线路，吊装位置、地锚、揽风绳的布置等进行综合考虑，确保安全施工。
三、安全组织措施要求
建立安全责任保证体系，明确各个岗位的安全生产责任制，严格施工方案编制审批制度、安全技术交底制度、安全检查制度和特种作业人员持证上岗制度等。
四、起重安全管理
起重作业是运用力学知识，借助起重工具、设备等，根据物体的不同结构、形状、重量、重心，采取不同的方式方法，从放置位置吊运到预定位置的过程。
再起重作业时，由于现场交叉作业多、环境条件复杂、安全隐患点多，稍不注意、配合不好或设备工具使用不当，很容易发生人身伤亡和设备损坏事故，这就需要起重机司机、指挥人员与司索人员相互配合、协调一致。
（一）起重作业的安全管理
起重作业的安全管理，主要有以下几个方面：
1、起重作业人员的安全培训考核管理
建筑起重司索信号工是指在建筑施工现场从事对起吊物体进行绑扎、挂钩等司索作业和起重指挥作业的人员。
建筑起重司索信号工必须具备以下条件才有资格从事起重司索信号特种作业：
（1）年满18周岁。
（2）每年必须进行一次身体检查，纠正视力不低于5.0，没有色盲、听觉障碍、心胀病、贫血、美尼尔氏综合症、癫痫、眩晕、突发性昏厥、断指等妨碍起重作业的疾病和缺陷。
（3）具有初中以上文化程度。
（4接受专门安全操作知识培训，经建设主管部门考核合格，取得《建筑施工特种作业操作资格证书》。
（5首次取得《建筑施工特种作业操作资格证书》的人员实习操作不得少于三个月。
实习操作期间，用人单位应当指定专人指导和监督作业。
指导人员应当取得相应特
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