倾斜单桅杆在锅炉安装时吊装工法.docx
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倾斜单桅杆在锅炉安装时吊装工法
倾斜单桅杆在锅炉安装时吊装工法
双桅杆滑移法吊装和大型吊车吊装是工程施工中经常采用的两种吊装工艺，该两种工艺经验丰富，技术成熟，操作方便。
双桅杆滑移法吊装是在设备安装位置两旁竖立二根桅杆，桅杆与设备安装位置成对称布置。
桅杆头部缆风盘由拖拉绳固定，桅杆底部同样由钢丝绳锁定，在桅杆头部各设置一套滑车组，由钢丝绳连接到设备上的吊耳。
缓慢提升滑车组，设备尾部由拖排（或吊车）递送，直到设备呈直立状态安装就位。
双桅杆滑移法吊装使用机索具多，消耗大量人工，施工准备周期长，多台设备同时吊装不方便。
但吊装单台设备时，吊装费用比采用大型吊车吊装费用低，经济效益较好。
大型吊车吊装使用方便，消耗人工少，施工周期短，但这种吊装方法大型吊车租用困难，费用昂费，经济效益差。
针对上述两种吊装方法的不足之处，结合我公司在施工中吊装锅炉时的实际情况，大胆构思倾斜单桅杆侧偏吊装新思路，组织有经验的工程技术人员进行深入讨论，仔细研究吊装中的每个环节，大家一致认为该方法安全可靠，经济实用，操作方便。
在施工中成功地完成了锅炉设备的吊装。
一、工艺特点及适用范围
（一）设备吊耳位置接近设备重心，这样可使用矮桅杆吊装高设备，提高了桅杆的吊装能力。
（二）吊装时只需一根桅杆，作业空间小，灵活性大，施工方便。
（三）使用工机具数量减少，安装周期短，劳动强度低，吊装费用缩小。
（四）可用于多台设备的连续吊装，经济效益好。
二、工艺原理
在以往的吊装方法中，设备吊离地面后呈直立状态。
偏心吊装由于设备吊点设在设备的一侧，设备腾空离地后设备轴线与地面呈一倾斜角，必须由设备重心附近的一根辅助曳引绳拉正呈直立状态就位。
偏心吊装的工艺主要决定于设备腾空要达到最佳倾斜角时设备吊耳的位置以及设备重力、辅助曳引力和滑车组受力三力汇交平衡时辅助曳引绳在设备上的捆绑点。
（一）设备吊耳的设置
偏心吊装时设备离地腾空时的倾斜状态与设备吊耳的高度有关，见图一。
倾斜角Ｑ的计算式：
ｔｇＱ＝ａ／ｂ
式中Ｑ——设备腾空时的自然倾角
ａ——设备直立状态时设备吊耳至设备重心的水平距离。
在吊装中，ａ是一个定值。
ｂ——设备直立状态时吊点至设备重心的垂直距离
由上式可见，Ｑ与ｂ成反比，ｂ越大，Ｑ就越小，吊装就越容易。
在偏心吊装中，起吊前，桅杆必须向设备基础倾斜一定角度，保证设备腾空时不会与桅杆相碰。
不难看出，Ｑ值越小，桅杆倾斜角度就越小，桅杆受力就越好。
为此，在桅杆起吊设备高度足够的情况下，尽量提高ｂ值，即提高吊耳距离设备底部的高度。
（二）设备拉正时的三力汇交平衡
设备就位时在曳引力的作用下呈垂直状态，受力计算有２种方法，一种是力距平衡，另一种是三力汇交于一点。
１、三力汇交平衡
设备处于垂直状态时，有三个力作用在设备上，起吊滑车组对设备的提升力ｐａ、设备重力Ｇ和曳引绳的拉力Ｓ，受力分析如图二。
当起升滑车组拉力Ｐａ及曳引绳曳引力Ｓ作用线均通过设备重心时，设备上没有附加力矩，设备处于自由下垂状态，三者之间的作用关系如下：
式中β——起吊滑车组作用力与设备轴线之间的夹角。
不难看出，β值等于自然倾斜角Ω。
γ——曳引绳拉力与水平面之间的夹角。
由于β值与Ｑ值相等，容易保证设备直立就位时桅杆头部与设备之间的安全距离。
２、力矩平衡
这种方法是考虑设备上的三个力对设备的力矩矢量和为零。
受力分析如图三。
以设备吊耳为支点，要达到力矩平衡，则Ｇ·ａ＝ｓ·ｂ
式中ａ——设备呈垂直状态时设备吊耳至设备中心线的水平距离。
ｂ——曳引绳曳引力作用线与设备吊耳之间的距离。
由于曳引绳曳引力位于设备重心以下，这样设备向左右两侧翻转倾向性大，不易呈垂直状态，就位困难，桅杆头部至设备之间的安全距离也不易保证。
实际吊装中一般不采用这种方法。
三、工艺流程
偏心吊装比其它吊装工艺复杂。
详见图四：
重心计算→吊耳位置的确定→吊点的设计→桅杆的选用→吊装受力计算→吊装平面布置→机索具准备→锚点设置→桅杆竖立→桅杆倾斜固定→提升卷扬机设置→设备装拖排→试吊→曳引绳设置→正式吊装→设备就位找正→
桅杆拆除
桅杆移动→起吊下一台设备→桅杆拆除
机索具拆除→清理现场、施工总结
图四偏心侧偏吊工艺流程
四、关键部位计算
在整个偏心吊装过程中，吊装平面布置、吊耳高度及型式、曳引绳捆绑高度这三个参数最为重要。
（一）吊装时几个主要参数的选择及要点
１、吊耳高度
（１）吊耳高度与桅杆的高度，设备脱排后的自然倾角β以及设备重心高度有关。
设备重心高度对一台设备来说是一个固定值。
在桅杆高度足够的情况下，吊耳距离设备底端的距离越大，自然倾角就越小，桅杆倾斜越小，受力就越好。
（２）设备吊装前需重新核算设备吊装组合重心，并确定脱排时的自然倾角和脱排距离，从而确定桅杆竖立位置。
２、吊耳的设置
偏心吊装滑车组系点位于设备边缘外侧，吊耳设置有２种形式。
（１）采用板轴式吊耳
板轴式吊耳只适用于中小型设备吊装，不能用于重型设备的吊装。
板轴式吊耳设计如图五
（２）采用钢丝绳捆绑
钢丝绳捆绑不受设备重量的限制，使用范围广。
捆绑方法如图六。
图六塔体捆绑
３、桅杆高度
（１）桅杆高度与设备吊耳的高度及吊装滑车组的尺寸有关。
设备垂直就位状态如图七。
１、主拖拉绳２、桅杆３、起吊滑车组４、设备筒体５、设备基础６、曳引绳
其几何关系为：
式中：
ｈ——桅杆高度ｈ１——桅杆系点至桅杆顶部的距离
ｈ２——吊耳在设备上的高度
ｈ３——设备底面离开地面高度
β——提升滑车组的倾角
４、曳引绳的捆绑高度ｈ４
偏心吊装设备脱排时设备轴线与水平面呈一夹角，必须由一根辅助曳引绳将设备拉正就位。
曳引绳捆绑高度见图七。
ｈ４＝ｈ５－（Ｄ／２）ｔｇγ
式中：
γ——曳引绳与地面的夹角
ｈ４——曳引绳在设备上的捆绑高度
ｈ５——设备重心的高度
５、吊装布置
吊装平面布置见图八，吊装立面布置见图九。
锚点几何尺寸及埋设物通过计算，结合当地的地质资料确定。
（二）操作要点及注意事项
１、起吊时的控制
（１）滑移提升时，牵引卷扬机与两台提升卷扬机配合，使起吊滑车组偏转角不大于３°。
（２）由于吊耳接近设备重心，所以起吊时机索具已承受８０％左右负荷，此时，要对机索具作全面检查。
（３）由于吊耳接近设备重心，所以塔尾拖排承受重量小，如有条件用坦克吊代替拖排递送抬吊更为合理，也有利于塔头躲过拖拉绳。
（４）设备即将脱排腾空时，改用吊车递送，塔体继续上升，缓慢使塔体腾空。
２、设备拉正就位时的控制
（１）设备脱排后，检查各绳索受力情况，防止受力过载。
并用经纬仪测量桅杆是否处于
良好状态。
（２）根据脱排位置及基础高度来决定是否有必要继续提升塔体。
（３）设备脱排不再提升后，曳引绳受力，使塔尾向基础方向移动。
（４）设备穿地脚螺栓时，可备若干倒链协助定位。
（５）两台提升卷扬机缓慢回车，塔体就位，完成吊装作业。
五、机具设备
以镇江９２１工程成品塔吊装为例，主要机具设备一览表见表１：
表１
序号
名称
规格型号
单位
数量
备注
1
桅杆
１００ｔ—５１ｍ
根
1
2
拖排
８０吨
个
1
3
吊车
５０吨
台
2
桅杆抬头、设备脱排
4
卷扬机
慢速８吨
慢速５吨
台
台
2
7
5
钢丝绳
６×３７－５２＋１
６×３７－４７.５＋１
６×３７－３２.５＋１
６×３７－２６＋１
６×３７－１９.５＋１
米
米
米
米
米
Ｍ１主拖拉绳
Ｍ２、Ｍ７拖拉绳、捆绑绳
Ｍ２、Ｍ４、Ｍ５、Ｍ６、Ｍ８跑绳
主跑绳
Ｍ１、Ｍ２、Ｍ３、Ｍ５、Ｍ７、Ｍ８拖拉绳
6
滑车组
Ｈ１７５×８Ｄ
Ｈ３２×４Ｄ
Ｈ２０×４Ｄ
Ｈ１０×１
个
个
个
个
起吊滑车
7
倒链
１０吨
个
２
用于Ｍ４、Ｍ６锚点
图八倾斜单桅杆侧偏吊平面布置图
六、劳动力组织
（一）人员组织及职责（以镇江９２１工程为例）
序号
岗位
人数
职责范围
备注
1
吊装总指挥
1
全面负责吊装施工
决策层
2
吊装副总指挥
1
施工组织及管理
决策层
3
吊装责任工程师
1
技术指导
参谋层
4
吊装指挥
1
吊装工艺指挥
指挥层
5
吊装副指挥
2
传达吊装指挥的命令，指挥卷扬机、吊车工作
指挥层
6
安全员
1
吊装作业安全监督
监测
7
起重工
20
具体实施者
操作
8
电工
1
吊装用电
操作
9
其它
10
协助配合
操作
（二）安全质量保证体系
七、安全技术管理
（一）吊装施工前，由吊装责任工程师、安全负责人向参加本次吊装作业的施工人员进行
技术交底和安全教育。
（二）设立吊装作业警戒区，吊装时禁止非工作人员入内。
（三）吊装前，组织有关专业技术人员对工机具、运行机械进行安全质量大检查。
（四）卷扬机要有专人负责，使用前对其使用性能进行检查。
（五）严禁车辆辗压钢丝绳。
（六）拖拉绳超越带电线路的距离应符合电气安全规定。
（七）高空作业必须佩带安全带，进入现场必须戴安全帽，作业时不得从高处向地面扔工具、材料。
（八）高处临时解、挂绳扣时，必须有可靠安全防范措施。
八、工程应用实例
该工法在我公司首次应用于镇江９２１工程成品塔的吊装。
成品塔总高５４米，空塔净重５３吨，重心距离底部２４.３８米。
选用１００吨—５１米单根桅杆，捆绑点距塔底部３５米，曳引绳捆绑点距离塔底部２３.７６米。
实践证明，该工法运用于成品塔吊装，即节约了资金，又保证了施工总工期，赢得了承包单位、建设单位的好评。
九、经济效益评估
镇江９２１工程成品塔吊装，先后提出了多种方案，归结为三种主要方案：
２８０吨吊车吊装、双桅杆夺吊、倾斜单桅杆侧偏吊。
三种方案的经济分析、可行性研究如下表２、表３：
表２
序号
项目
２８０吨大吊车吊装
双桅杆夺吊
单桅杆侧偏吊
1
租赁费
７００００.００
５００００.００
2
台班费
６７２００.００
3
进出厂费
２５００００.００
4
运输费
１０００００.００
６００００.００
5
人工费
４８００.００
１１００００.００
６４０００.００
6
其它费用
５００００.００
２８０００.００
１５０００.００
7
合计
３７２０００.００
３０８０００.００
１８９０００.００
说明：
１、２８０吨大吊车进出厂费考虑从上海至镇江，单趟路程３００公里。
２、桅杆运输费考虑从襄樊至镇江，单趟路程１０００公里。
表３
序号
项目
280吨吊车吊装
双桅杆夺吊
单桅杆侧偏吊
1
经济效益
不好
不好
好
2
吊装时间
短
长
长
3
施工工期
能保证
不能保证
能保证
4
吊装空间
小
大
大
经以上经济评估及可行性研究，倾斜单桅杆侧偏吊具有经济效益好、能保证施工工期、吊
装空间小等优点而选为最佳吊装方案。
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