米脂火炬塔架吊装方案01.docx
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米脂火炬塔架吊装方案01
天然气处理厂
火炬塔架吊装方案
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目录
1工程概况3
1.1工程简介3
1.2工程特点3
1.3编制依据3
2施工总体方案4
2.1、火炬塔架预制、组装施工方案确定………………………………………………4
2.2、火炬塔架吊装方案确定………………………………………………………………..4
3、火炬塔架吊装准备工……………………………………………………………………5
4、火炬塔架吊………………………………………………………………………………6
5、施工的计划安…………………………………………………………………………13
5.1工期计……………………………………………………………………………13
5.2、人力资源计……………………………………………………………………..13
5.3、主要施工设备机具……………………………………………………………..14
5.4、手段用料汇总…………………………………………………………………..14
6、现场平面布置………………………………………………………………………….16
7、HSE措施16
7.1安全措………………………………………………………………………..16
7.2、HSE应急预……………………………………………………………………..18
8、吊装组织机构………………………………………………………..……..20
**天然气处理厂
火炬塔架施工方案
1.工程概况
1.1工程简介
**天然气处理厂放空火炬塔架为正三边形变截面空间管式桁架结构，塔架设计总高为EL55.000,火炬总高度EL60.000。
塔架为等边三角形结构，底部边长为10m，顶部边长为3m，其中塔架高度为55m，重量约25t，塔架钢构件的材料管材为Q345B，其它连接件为Q235B，钢管为无缝钢管。
本工程有一台火炬筒（DN800×600×60000）位于塔火炬筒架内，通过各层平台与塔架固定,火炬筒的材料为Q235B管材,火炬筒的安装高度为60m，重量约为14吨。
管线及其他重约6吨。
1.2工程特点
1.2.1根据业主要求，从火炬的预制到安装仅有一个多月的时间，时间紧，任务重。
同时由于在冬季施工，受气候影响严重。
1.2.2质量要求高，需要合理组织、精心施工、节点控制，确保工程优良。
1.2.3火炬区场地狭小，限制了火炬塔架的预制及吊车站位。
地形地貌差,火炬塔架周围地层全为泥土垫方不能满足吊装要求需要换填处理，并且在地面上铺设钢板以满足吊装要求。
1.3编制依据
1.3.1中国石油集团工程设计有限责任公司西南分公司设计的火炬塔架图纸（项目号S2005-46/2）
1.3.2《石油化工工程起重施工规范》（SH/T3536-2002）
1.3.3《起重工操作规程》（SYB-4112）
2.施工总体方案
2.1、火炬塔架预制、组装施工方案确定
2.1.1该工程的火炬塔架采用大型吊车分段预制，整体吊装法施工，即：
将两段锥度不同的塔架分段在地面平台上预制，然后组装成整体，完成所有焊缝检验和防腐工作后，吊装就位。
火炬筒的制作吊装与塔架同步进行。
2.1.2火炬塔施工全过程分为三个阶段：
预制、现场分段组装和大吊车吊装组对。
塔架施工的关键环节是放样下料的准确性，塔段组对面的吻合性，所以我们对于前两个阶段的施工，均在钢平台上，按1：
1放大样进行下料和组对进行预制，现场分段组对的组对精度是靠前一阶段的组装质量来保证，组装质量决定于放样的准确性和工序检查验收，由相关人员签字确认。
2.1.3具体施工程序如下：
施工图纸会审→编制施工技术措施→施工现场准备→机具材料准备→到货材料检验→技术交底→基础检查验收→放样下料→塔架钢结构预制→火炬筒体分段组对→塔架两根主肢组对成一片→两片组对成一段→三片组对成框→两段组装成一体→塔架焊接尺寸及焊缝检验→塔架除锈、防腐→火炬塔架吊装→工程验收
2.2吊装方案确定
2.2.1履带式吊车整体吊装方案
火炬塔架及火炬总重约45t，考虑到现场场地条件、现有吊装机具、工期要求以及当地11月份气候因素，火炬塔架进行整体吊装，减少高空作业。
其优点是：
准备时间短，影响因素少，措施费用低，施工周期短，地面组装预制质量容易控制。
缺点是特大型吊装设备需外租，相对台班费用较高。
火炬塔架参数及吊装参数见下表：
吊车
吊装重量
（t）
吊车参数
备注
桅杆长度（m）
作业半径（m）
额定载荷（t）
负荷率（%）
主吊车
45
66
12
71
65
200吨履带吊
溜尾吊车
30
21
10
38.5
77.92
110吨汽车吊
2.2.2抬吊法整体吊装方案
利用两台150吨汽车吊抬吊，1台50吨汽车吊溜尾方案整体就位。
优点：
准备时间短，影响因素少，措施费用低，施工周期短，地面组装预制质量容易控制。
缺点是受场地影响因素大（现场狭小，抬吊吊车不好布置，无合理站位），大型吊装设备需外租，相对台班费用较高。
2.2.3分段正装法
利用1台170吨汽车吊吊装，1台25吨汽车吊溜尾，分三段吊装就位。
优点：
措施费用低。
缺点是：
施工周期长，现场组焊高空作业多，吊装安全系数小。
受气候影响较大。
根据以上分析，在结合当地气候因素、施工季节因素影响以及场地平面布置的基础上，拟采用履带式吊车整体吊装方案，另外经市场调查，250吨吊车租赁能够保证在规定时间内进场。
3、火炬塔架吊装准备工作
3.1基础验收：
塔架和火炬筒吊装前，基础应由建设单位会同土建施工单位、设计单位和安装施工单位进行联合检查验收，办理工序交接手续。
①基础砼强度达到设计强度；
②基础周围回填夯实完毕；
③基础轴线标志和标高基准点准确、齐全；
④支承面及地脚螺栓的允许偏差应符合下表：
项目
允许偏差（mm）
基础中心
20
塔架主肢基础支承面中心
5
二次找平的砂浆或稀释混凝土支承面标高
3.0
二次找平的砂浆或稀释混凝土支承面水平度
L/200，且≤4
地脚
螺栓
中心距
2
顶端标高
+20
0
螺栓中心对基础轴线距离
2
注：
L—基础支承面长度，单位：
mm。
露出基础顶面的螺栓在钢结构安装前，应涂刷防腐材料，并妥善保护，防止螺纹锈蚀与损伤。
3.2对塔架进行检查验收，重点检查焊缝有无漏焊和油漆有没有漏涂。
3.3基础和塔架验收合格后，将加工好的柱脚底板安装就位，然后用250t主吊车将塔架整体吊装就位，110吨溜尾吊车扶正塔架，通过垫铁进行整体找平、对中，均匀对称紧固地脚螺栓。
3.4塔架段吊装前，必须进行一次全面质量和安全检查，由相关责任人签字认可，以减少高空作业的安全风险。
3.5在横隔处用环形抱箍将火炬筒与塔架固定，并用一组倒链（3个5吨倒链组成）将火炬筒与塔架固定，防止吊装时窜动。
3.6塔架上所有附属设施，包括：
钢梯、平台、灯具、敷设管线等在地面安装完毕，并安装火炬头、分子密封器及火炬筒，临时与塔架固定。
3.7塔架底部主肢用3根10m长1688无缝钢管加固，并加设横膈和腹杆，防止吊装过程中塔架柱脚触地发生变形，就位后拆除。
3.8塔架吊装找正时，各柱脚点由两名铆工和一名焊工负责组对。
三个柱脚点必须与底座板完全对接吻合后方可点焊固定，经过两台经纬仪双向基准测量塔架的垂直度合格后，才允许施焊。
施焊时吊车的吊索必须处于半受力状态。
垂直度测量基准点设在互为90度的每段塔架段上部横梁的中心点，用醒目的色漆标注。
火炬的垂直度偏差应小于设计和规范的要求。
4、火炬塔架吊装
4.1吊装场地地基处理（见下页）
考虑到米脂净化厂施工现场属于典型的沙土地，而且整个场地都是垫方未完全压实，地基承载力较差，为保证大吊车作业安全，在吊装作业前，应该对吊装作业区域吊车行走路线进行道路硬化处理，对吊装区域进行换填处理，保证地基承载力大于吊装时的荷载。
根据该地区地质条件，对吊装区域30×60㎡和火炬另外一侧扶正吊车站位区20×30㎡区域内进行深度为1.0m的换填，采用三七灰土分层夯实，压实系数大于0.97。
在吊车行走路线上铺上δ=30mm钢板，并应经过吊车反复碾压，若无厚钢板，除用吊车碾压外，吊装前，应使吊车带吊装负荷在最大的作业半径处在设备紧贴地面高度处进行试吊，确信地面强度满足吊装要求后，才可起升吊装。
4.2吊车选择
根据现场的条件及现有的吊装机具，火炬塔架整体吊装采用单台吊车提升的方法来安装，主吊车选用一台德国CC-1000型200t履带吊，主臂长66m，配备吊重125吨的大吊钩（双钩）；需要一台110t汽车吊进行溜尾和扶正。
依据吊装平面布置图站位。
4.3吊索选择
式中：
F——1台吊车吊索所承受的拉力，kg
N——吊索根数，按2组6圈12根吊索考虑
K1——动载系数取1.1
K2——不均衡系数取1.1
G——塔架重量，取45000kg
β——吊索与水平面的夹角，按60计算（实际接近90）
P——钢丝绳的破断拉力，kg/cm2
吊装平面布置图
K——安全系数，取8
计算P≥1.1×1.1×45000÷2×8÷12÷0.866
则：
P≥21031kg
经查选用6×37钢丝绳，直径≥24㎜，故取Φ=28㎜。
4.4吊点设置
火炬塔架重心在三角形垂直平分线的中点上，对于单台吊车吊装在不影响梯子的前提下吊耳尽量靠近重心中心位置，确保吊装时塔架倾斜角度最小。
因此需在塔架上设置吊耳，以确保吊装受力均衡，拟采用Φ273×13的厚壁钢管制作吊耳，主吊点选择在44.786米处；溜尾吊车选在11米处，选择整体捆绑式吊装。
4.4.1吊耳受力分析图：
计算：
P=45000×1.1×1.1÷2=27000kg
Φ273×13抗弯模量W=690cm4
最大弯矩M=27000×25=720000kg·㎝
则：
最大弯曲应力σ=M/W=978㎏/cm2＜[σ]=1550㎏/cm2安全。
4.4.2吊轴设置
根据计算当吊点在45.78m时在避开爬梯的情况下，吊点偏离重心位置约0.7m。
在此拟设置Φ273×13的厚壁钢管L=2m作为吊轴，将三角形塔架固定吊轴的两个面用厚度24㎜的16Mn钢板整个与加固主横杆、主斜杆及加固副横杆进行满焊固定，吊轴从钢板中间穿过，在吊轴与钢板的剪切面上焊接加强板，吊轴距上加强横杆距离0.1m，形状如图所示。
则：
上加固横杆惯性矩I管=IX+Aa2=0.0491×（16.84-15.24）+322×40=46250cm4
加固钢板惯性矩I板=bh3/12=2.4×603/12=43200cm4
上加固横杆和加固钢板组合抗弯模量W合=（I管+I板）/y
=（46250+43200）/32=2801cm4
加固横杆处最大弯矩M=27000×100=2700000kg·㎝
最大弯曲应力σ=M/W=964㎏/cm2＜[σ]=1470㎏/cm2（按Q235）安全。
4.5吊装
塔架高度为55m，重量约25t，塔架重心在24m标高处，火炬筒（DN800×600×60000）高度为60m，重量约为14吨，重心在32m标高处。
火炬及塔架总重39吨，加上管子及其他附加总重量按45吨计算，组合中心在27m处，吊点设置在44.786m处。
待火炬及塔架组装完成，报验合格，且吊装准备工作完成后，组织各方对吊装机具、索具、卡具作最后检查，确认安全可靠、无不安全隐患后进行吊装。
吊装时1台250吨履带吊做主吊车，1台110吨汽车吊溜尾。
操作时两台吊车必须密切配合，并时刻观察火炬及塔架的整体状态，根据具体情况随时调整作业半径和吊臂高度。
火炬及塔架吊装就位并完全找正、焊接固定后才能撤出吊车。
4.6吊装计算
钢架强度校验
钢架长度：
55m；
钢架重量：
45000Kg
重心位置：
钢架中心
钢架截面形式：
为了计算及校验方便，并偏于安全,对钢架校验时进行简化计算
将钢架受力看成沿长度方向的均布载荷：
q=8182N/m
校验钢架强度时，钢架主肢全部为φ168×8的无缝钢管，并且不考虑各缀肢对钢架强度的影响。
则该钢架最大弯矩Mmax=
=
=879784N·m
=879784000N·mm
钢架沿x－x轴截面惯性矩：
Ix=3×πD4（1－α4）/64＋A（2×14432＋28872）
=3×π×1684（1－（152/168）4）/64＋4019×（2×13282＋26562）
=42566137012mm4
钢架最大应力：
σ=Mymax/Ix=879784000×2656/42566137012=54.895Mpa＜〔P〕=137Mpa
所以，钢架强度满足要求。
该钢架中心最大挠度为：
=
=0.014m=14mm
该钢架两端最大挠度为：
=
=0.007m=7㎜
5、施工的计划安排
5.1、工期计划
根据业主的工期要求,土建的基础交付使用的时间及现场预制场地的实际情况,火炬的施工进度计划如下：
塔架及火炬筒体组装：
11.20日至11.25日完
履带吊车组装及性能测试：
11.30日完
火炬塔架吊装找正：
12.2日
5.2、人力资源计划
工程分项
铆
工
焊
工
起重
工
管
工
测量工
力
工
架子
工
切割
焊工
油漆工
管理人员
合计
火炬吊装
6
4
4
2
2
10
15
3
4
10
60
5.3、主要施工设备机具表
序号
名称
规格
单位
数量
进出场时间
备注
1
履带吊
250t
台
1
11.25-11.30
主吊
2
汽车吊
110t
台
1
11.25-11.30
溜尾
3
汽车吊
50t
台
1
11.25-11.30
安、拆主吊车
4
逆变焊机
ZX7-400
台
4
11.25-11.30
5
角向磨光机
φ100、φ125
台
4
11.25-11.30
6
焊条保温桶
台
4
11.25-11.30
7
焊条烘干箱
500℃
台
2
11.25-11.30
8
恒温箱
101-4
台
1
11.25-11.30
9
除湿机
台
1
11.25-11.30
10
风速仪
台
1
11.25-11.30
11
干湿式温度计
台
1
11.25-11.30
12
配电盘
面
1
11.25-11.30
13
导链
10T
个
3
11.25-11.30
14
导链
5T
个
4
11.25-11.30
15
螺旋千斤顶
50T
个
2
11.25-11.30
16
螺旋千斤顶
30T
个
2
11.25-11.30
17
螺旋千斤顶
10T
个
4
11.25-11.30
18
发电机
100KW
台
2
11.25-11.30
19
电源电线
3×6mm2
m
200
11.25-11.30
20
电焊机把线
50mm2
m
600
11.25-11.30
21
切割把管
m
200
11.25-11.30
22
割把
只
2
11.25-11.30
23
拖车
40吨
台
2
11.25-11.30
运输110吨吊车配重
24
大客车
辆
1
11.25-11.30
25
客货车
辆
2
11.25-11.30
26
水准仪
台
2
11.25-11.30
27
经纬仪
台
2
11.25-11.30
28
对讲机
部
4
11.25-11.30
29
望远镜
10倍
部
2
11.25-11.30
30
撬杠
个
20
11.25-11.30
31
载重汽车
10m
台
10
11.25-11.30
运输履带吊
32
载重汽车
10t
台
8
11.25-11.30
运输履带吊
33
载重汽车
8t
台
4
11.25-11.30
运输履带吊
34
拖车
25t
台
2
11.25-11.30
运输履带吊
35
拖车
50t
台
1
11.25-11.30
运输履带吊
5.4手段用料汇总表
序号
名称
规格
单位
数量
备注
1
枕木
200×250×2000
根
100
吊装
2
无缝钢管
Φ159×8GB8162
m
160
吊装加固
3
钢丝绳
6×37-Φ28
m
400
吊装
4
棕绳
Φ12
m
400
吊装、绑扎
5
卸扣
30t
对
1
吊装
6
卸扣
10t
对
4
吊装
7
钢板
δ=30
m2
96
垫吊车
8
棚布
m2
150
防风棚
9
哨子
个
10
指挥
10
钢丝绳卡
Y9-28
个
24
11
安全带
副
20
6、现场平面布置图
7、HSE措施
7.1安全措施
7.1.1、严格遵守国家颁发的《建筑安装工程安全技术规程》以及公司、建设单位、项目部颁发的安全生产有关制度。
建立以项目经理为第一责任人的安全管理体系，制定安全管理制定，设立安全检查员，监督检查制度的落实情况。
建立安全检查制度，每周进行一次安全检查，发现隐患及时处理。
班组每天班前会，针对施工特点，做好安全交底工作，并做好安全记录。
严格遵照各工种操作规程的规定执行。
7.1.2、合理安排施工程序，进入现场必须佩带必备的各种劳动保护用品，高空作业要系安全带，脚手架必须绑扎牢固，高处脚手架架设应牢固，通过安全检查合格后方可作业。
7.1.3、凡塔架的加固部分焊接质量与正式工程相同。
塔架吊装时，需统一指挥，操作者对信号不明确时，不能随意操作，并在吊装区域内设置警戒标志，非作业人员严禁入内。
7.1.4、高空作业时必须符合以下措施：
7.1.4.1塔架上搭设的架杆要合理、牢固，不得有松动、倾斜的现象存在。
7.1.4.2、2.2m以上高处作业人员要穿防滑鞋、系安全带，衣着灵便。
安全带系于牢固的地方，高挂低用；
7.1.4.3人员在高空移动时，要选择有安全保障的移动路线，或有必要的安全保障手段；
7.1.4.4风力大于5级，或有沙尘暴天气，或天黑，禁止高空作业；
7.1.4.5高空作业的工具、材料等，不得向地面投掷；
7.1.4.6高空作业的工具、材料等，使用前，一端应用麻绳系牢，另一端系于可靠的地方；
7.1.4.7高空有人员作业时，塔架下部20m区域内设警戒线，严禁闲杂人员逗留；
7.1.4.8高空人员与地面的联络信号，除哨音，旗语外，必要时，用对讲机保持信号沟通；
7.1.4.9向高空运送杆状物，应在地面或高空设置溜绳；
7.1.4.10各岗位人员执行本专业操作规程，严禁窜岗与误操作；
7.1.4.11高空的电焊把线、气带等，应在塔架每30m左右，选择一牢固点绑牢；
7.1.4.12高空作业人员应协助地面作业人员观察吊车扒杆与设备或吊件之间的安全净距，严防磕碰扒杆。
7.1.5、各种施工机具设备应经安全员的确认后方可操作，且应按照操作规程正确操作。
7.1.6、现场应文明施工，材料或半成品堆放整齐。
焊条头应放入现场指定的垃圾桶内，边角料、废料及时归堆，焊条包装盒、袋等及时清理。
下班前及时清理场地，做到整洁有序。
7.1.7、电焊机、烘干箱等用电设备可靠接地，焊把线、手套等绝缘良好。
7.1.8、地线应接在焊件上，不得设置在法兰密封面、阀门或其它易损坏的管配件和电仪设备上。
7.2、HSE应急预案7.2.2应急预案
序号
事故因素
预防措施
急救措施
负责人
1
吊装物坠落伤人
与塔架一起吊装的重物绑扎牢固施工人员佩戴好劳保用品，起重臂下严禁站人
现场包扎止血，并及时送往医院
杨千虎
2
钢丝绳断裂
吊装前检查吊具的最大承载力是否符合此次吊装作业；吊装危险区域严禁站人；吊装时时刻观察钢丝绳及吊装物体的变化
及时疏散施工人员，并及时将受伤人员送往医院
杨千虎
3
吊车支腿地基下沉或吊车有倾翻预兆
吊装前对地基进行处理，并在支腿下垫钢板，选择安全系数大的吊车进行吊装作业
立即停止吊装作业，缓缓将吊物放下，对地基进行特殊处理，重新处理支腿垫板或缩小作业半径，整改完成后再进行吊装
杨千虎
4
坠落摔伤
施工人员劳保上岗，高空作业系好安全带
现场包扎止血，并及时送往医院
杨千虎
5
车辆伤害
车辆统一指挥，作业区行驶速度不要过快，行驶时要鸣笛警示
现场包扎止血，并及时送往医院
杨千虎
7.2.3医疗急救流程图
说明：
应用于紧急医疗急救至定点医院的受伤人员或急病患者
8、吊装组织机构
8.1吊装领导小组
8.2职责
8.2.1在组长或副组长的组织下检查各职能部门所负责的方案、安全、土建工程、物资供应、保卫等各项准备工作。
8.2.2在组长或副组长的组织下对吊装前起重机械布置，吊索具实施等是否安全可靠以及场地地基是否处理合格进行检查。
8.2.3吊装领导小组及成员全面负责吊装过程中关键部位的监督。
8.2.4组长或副组长负责方案更改的审定和发布吊装起吊令。
8.3吊装现场指挥系统
总指挥负责火炬吊装工作的总协调，发布起吊令。
吊装总指挥：
。
全面指挥吊装工作，发布吊停令。
主吊车指挥：
。
接受总指挥命令，组织本吊车就位及吊停工作，情况汇报到吊装总指挥。
溜尾吊车指挥：
接受总指挥命令，组织本吊车就位及吊停工作，情况汇报到吊装总指挥。
操作班组。
负责火炬及塔架吊装就位后的找平找正及柱头焊接、火炬筒基础垫铁放置等准备工作，负责就位时地脚螺栓调正工作，负责分段组对、找正、焊接工作。
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