大型塔体设备吊装技术.docx

1、大型塔体设备吊装技术大型塔体设备吊装技术侯克福 提要：广纸异地迁建林纸一体化项目大型非标槽塔制作安装，罐体高达35m，直径为15260mm，起重量达320吨，属于重大型设备吊装类型。本方案采用桅杆群吊装方法，本文详细论述了重型设备的吊装工艺方法，对重型设备的吊装有一定的参考价值。关键词：大型设备、吊装、工艺1工程概况本工程为广纸异地迁建林纸一体化项目大型非标槽塔制作安装，新建地址为广州市南沙开发区，塔体安装在空旷的场地中。主要工程量为分布在造纸车间、脱墨车间、水处理的6个大型塔体的制作安装。需吊装塔体的规格、参数外形尺寸见下表。序号名 称规 格数量技术参数吊装重量(t)备 注1损纸浆塔V=50

2、00m3115260/7000350003202白水塔V=6000m3115260350002603储浆塔V=3200m3113500/675028000160t4粗浆塔V=3200m3113500/675028000160t5白水塔V=3200m3113500/675028000160t6IC反应塔V=2950m31125002400090t损纸浆塔、储浆塔、粗浆塔、白水塔从下往上依次为柱面、锥面和柱面形状（外形见吊装就位示意图）。白水塔、IC反应塔为柱体结构。其中造纸车间5000m3损纸浆塔总重370t，除去底板结构后，吊装重量达320吨，属于重型设备吊装。损纸浆塔高为35m,从下至上1m

3、-3m段为7000mm的柱体、重24t，311m为7000mm/15000mm倒圆台体98t，11m35m为15000mm的圆柱体、重198t。侧板壁厚从下到上从46mm6mm递减，侧面有加强筋加强，顶板与侧板连接处有角钢加强。因损纸浆塔外形不规则，吊装重量最大，起重难度高。此以损纸浆塔为例，介绍吊装大型塔体设备吊装技术2吊装方法的选择根据现场的施工环境、作业面情况，以及周边现有的吊装机具的情况，可以采用以下的两种吊装方法2.1 散装法：在塔壁内外两侧分别搭设钢管脚手架，建立人工高空作业平台，塔壁构件采用塔吊逐一吊装、拼接。优点：拼接灵活、容易控制安装精度；缺点：超高空作业多，施工人员安全性低

4、，同时高空作业中拼接点多，受天气影响大，作业面小，特别是焊接难度大，随着高度的变化，作业点的风力也不断的增大，会严重影响焊接质量，工程质量检测也很难实施，使得工程质量很难得到控制，同时工期又加长，工程的设备台班费、机具费也伴随着工期不断增加而增加；2.2 分步倒装法：先将加工好的构配件根据编号运到施工现场，根据编号按照壁厚在地面进行逐一拼接，拼成圆柱形，采用倒装法将一节节的塔壁连接起来，最终起重量要达到320t。优点：整个塔壁都在地面上组装，有良好的作业面，焊接质量容易控制、高空作业少、安全，工期短，成本低；综合以上的两种方法，从安全、经济、可行性考虑，采用倒装法优于散装法。3吊装工艺方法3.

5、1工艺流程根据损纸浆塔壁板厚度，将塔体按塔壁的板材厚度从上至下分成16个部分，1#到10#构件依次代表 = 6mm、8mm、10mm、12mm、14mm、16mm、18mm、20mm、22mm、42mm的壁板。44mm和46mm厚的壁板分别分为三段，分别为11#到16#件。依次从上至下进行吊装，工艺流程图如下。3.2吊装机械选择3.2.1 履带吊车：因塔壁需要组装焊缝多，现场组装耗费人工日多，在使用高昂的履带吊车时，会浪费大量的机械台班费。由于施工现场的道路承受能力有限，履带吊车的进出场问题必须对道路进行加固或者另设道路，同时吊车进场后，必须对现场的工作地面进行加固，防止因地面不均匀沉降而造成

6、吊车倾翻事故，这些工作都需会增加大量的吊装成本；3.2.2 液压千斤顶：主要是考虑到本壁塔高达35m多高，塔体底部为锥体结构。如果使用液压千斤顶顶升倒装法，由于塔体上大下小，则随着设备安装进度的推进，设备重心不断升高，其稳定性很难保证，吊装速度慢，难以保证施工工期；3.2.3 桅杆：考虑到经济性、安全性，可采用人字桅杆群吊装，同时将桅杆作成A字形，人字桅杆的横向稳定性好、起吊能力大、缆风绳较少、搭设容易、移动方便，相对成本低；从经济、安全、施工速度综合考虑以上三种设备方案，选用人字桅杆吊装。3.3 桅杆设置3.3.1 在已建成的钢筋混凝土基础上通过预埋件来安装桅杆底板（=14mm 480mm4

7、80mm）在树立桅杆时，必须加47010mm钢管套管，同时在底板的四角用=12mm 长250mm肋板连接套管。3.3.2 在做好的底座上面安装A字型桅杆，桅杆材料为：Q235B 426mm10mm的无缝钢管，垂直高度为20m，桅杆夹角为28。，桅杆平面倾斜角度为5。，在桅杆6m、12m、18m处用1596钢管分别设置横杆；3.3.3 采用HQD8100滑轮，跑绳为637+1，直径32的钢丝绳。26mm钢丝绳作为缆风绳，把缆风绳固定到预埋好的地锚上，同时通过滑轮组来调节缆风绳的松紧程度；3.3.4 在为桅杆顶部分别设置两个套管，套管焊接在桅杆上，用3778的钢管将两套管连接起来，同时在钢管上设立

8、吊点；3.4 吊装过程3.4.1 利用40T的自行式起重机将初拼装好的顶板（1件）吊装到基础上；3.4.2 起吊1件前，在顶部安装好缆风绳，通过已安装好的桅杆群同步起吊1件，然后用滚杠滑移来搬运2件至基础上与1件连接；3.4.3 焊接完后，对焊缝进行X射线抽检探伤；3.4.4 依照上述工序依次吊装316件，当塔体自由上升时，要同步调整好每根缆风绳的长度，达到扶正塔体的作用，也能确保偶遇大风时的施工安全；3.4.5 为了防止卷扬机的不同步，必须在钢丝绳的上面做好标点标识，同时由同一哨声指挥，达到同步协调的目的。3.4.6 在地面上互相垂直的两个方向设置两台经纬仪，用以监视塔体的倾斜度。随时作出反

9、映调整。3.4.7 利用经纬仪、水准仪来进行塔体的水平、垂直的安装精度以及底板的水平度的测量，并好调整好；3.4.8 找正找平后，对底座进行灌浆并捣实； 3.4.9 桅杆布置图、吊装过程图如下：4主要机具受力分析4.1荷载分析：P=(Q+q)K1 K2 式中Q吊物重量，N； q吊具重量，按吊物重量的2.5%估算，N； K1动载系数，取K1=1.1；K2超载系数，取K2=1.1。P=（320/4+3202.5%/4）1.11.1104= 992.2 KN4.2滑轮组选型每个滑轮组最大拉力： P1P992.2KN选用HQD8100滑轮；4.3钢丝绳选型滑轮组出绳拉力： S=KP1=0.09992.

10、2=89.3KN式中 S滑轮组出绳拉力；K滑轮组载荷系数；P1滑轮组载荷。 卷扬机选择JM10。牵引破断拉力： T=KS689.3535.8KN式中T破断拉力；K安全系数；S滑轮组出绳拉力。选用钢丝绳637+1，直径32mm，公称抗拉强度1770Mpa，破断拉力534KN，满足要求。4.4 卷扬机地锚选型如图一所示，卷扬机地锚所需承受拉力89.3KN，采用222m混凝土地锚，地锚埋地，四周土压实处理，出绳与地面夹角为30。以下地锚验算计算不考虑摩擦力（偏安全）。图一 地锚计算简图地锚自重：G2222.410192KN1）地锚竖直方向平衡条件： KSSinG式中 K安全系数，取K3；S地锚所受拉

11、力；出绳与地面夹角，取30；G地锚自重。KSSin30389.30.5134.0KNG192KN 满足要求2）地锚水平方向平衡条件： （SCOS）/A式中S地锚所受拉力；出绳与地面夹角，取30；A承压面面积；土壤压力不均造成的折减系数，取0.25；土壤承压能力，取100 KPa 。SCOS30/A89.30.866/（22）19.3Kpa0.2520025Kpa 满足要求；3）地锚抗倾覆能力（不考虑土壤作用力N的影响，偏安全）：(SSin) B/2GB/2式中S地锚所受拉力；出绳与地面夹角，取30；B截面宽度；G地锚自重。(89.3SIN30) 2/289.30.544.75KN.M1922/

12、2=192KN.M 满足要求；4.5缆风绳及其地锚选择1）缆风绳选型如下图： Pd=P+S=89.3+992.2=1081.5KN按正弦定理求角：L/（Sin95）=H/（Sin）Sin=Sin95/3=0.332=19.4求缆风绳合力T：由A点力矩平衡（Pd为滑轮组对桅杆拉力，）：THCOS=PdHSin5T=PdSin5/（COS） =1081.5Sin5/（COS19.4）=99.9.0KN在重物另一侧设置2根缆风绳，主缆风绳拉力为（分配系数K=1）： T1=T=99.9KN 缆风绳选用637+1，直径26，公称抗拉强度1570Mpa，破断拉力313KN，安全系数K3。2） 地锚选型如下

13、图所示，缆风绳地锚所需承受拉力99.9KN，采用222m混凝土地锚，地锚埋地，四周土压实处理，出绳与地面夹角为30。以下地锚验算计算不考虑摩擦力（偏安全）。地锚计算简图地锚自重：G221.52.410192KN1) 竖直方向：KSSinG式中K安全系数，取K3；S地锚所受拉力；出绳与地面夹角，取30；G地锚自重。KSSin30399.90.5149.9KNG192KN2) 水平方向：（SCOS）/A式中S地锚所受拉力；出绳与地面夹角，取30；A 承压面面积；土壤压力不均造成的折减系数，取0.25；土壤承压能力，取100 KPa 。SCOS30/A99.90.866/（22）21.6Kpa0.2

14、510025 KPa3) 抗倾覆能力（偏安全地，不考虑土壤作用力N的影响）：(SSin) B/2GB/2式中S地锚所受拉力；出绳与地面夹角，取30；B截面宽度；G地锚自重。(99.9Sin30) 2/299.90.5150.0KN.M1922/2=192KN.M4.6 桅杆受力分析： 桅杆为Q235B 426mm10mm的无缝钢管1） 桅杆强度校核 桅杆平面垂直分力（见上图二）：Pz=(Pd +TSin)/COS 5式中 - 缆风绳与地面夹角；T- 缆风绳拉力；=（1081.5+99.90.332）/0.996=1119.2 KN桅杆轴心力： P1 = Pz/(2COS(/2) ) -人字桅杆

15、夹角； =1119.2/(20.97) =576.9桅杆强度校核=P1 /A式中A桅杆截面积。=P1/A=576.91000 / （131100）=44.1N/mm2f=215 N/mm2所以该桅杆满足强度要求2）桅杆的刚度及稳定性校核长细比：=L / i式中L轴心受压构件自由长度；i回转半径。L=H/（COS 5 COS（/2）=20700 mm=L / i =20700 / 147 = 141 =150该杆件满足刚度要求；查表得稳定系数 =0.378= Pz/A= 576.91000 / （1311000.378）= 116.9 N/mm2f=215 N/mm2所以该桅杆满足结构稳定性要求

16、；5 安全技术措施5.1 吊装作业人员必须持有特殊工种作业证。5.2 整个吊装过程中设定一人指挥，参加人员服从指挥，指挥人员应充分了解吊装程序和作业中应注意的事项； 5.3 各种吊装作业前，应预先在吊装现场设置安全警戒标志并设专人监护，非施工人员禁止入内。5.4 捆绑绳应受力均匀，不得重叠、挤压，钢丝绳受力后应用榔头敲击钢丝绳使之受力均匀； 5.5 吊装作业前，应对起重吊装设备、钢丝绳、揽风绳、链条、吊钩等各种机具进行检查，必须保证安全可靠，不准带病使用。 5.6 吊装作业时，必须分工明确、坚守岗位，并按GB5082规定的联络信号，统一指挥。5.7吊装作业前必须对各种起重吊装机械的运行部位、安全装置以及吊具、索具进行详细的安全检查，吊装设备的安全装置要灵敏可靠。吊装前必须试吊，确认无误方可作业。5.8悬吊重物下方严禁站人、通行和工作。5.9 当吊起重物吊离地面约100mm时，应进行全面检查，确认各部情况正常后才可正式提升；5.10 起重过程中若起吊机械发生事故或出现不正常现象时，必须发出戒备信号。参考文献：机械设备其中吊装手册 机械工业出版社，1976年 重型设备吊装手册 冶金工业出版社，2001年