门架吊压法吊装施工工法.doc

门架吊压法吊装施工工法（获一九九五一九九六年度总公司级工法）主编：惠青1 前言 本工法的基本模型是兰州煤制气工程65m火炬吊装。 火炬是石油化工及煤制气工程的大型结构之一。它由火炬头、密封器、火炬筒体、排气筒、附属管线、底部分离罐和支撑塔架构成。塔架结构为自立式截头三棱体空间桁架。 目前，这类火炬吊装比较成熟和通常使用的是“A型桅杆双转法”和“单桅杆单转法”吊装工艺。这两种方法有它固有的优点，但它们使用的机索具较多，需设置较多的锚点，吊装作业时操作技术难度较大。 我公司在门式桅杆（简称门架）推举法的基础上开发了“门架吊压法吊装火炬施工方法”。其突出特点是在吊装过程中除卷扬机与制动索具锚点外，门架不需拖拉绳和锚点，操作简单，时间短。该施工方法简便易行，安全可靠，已多次完成大型设备的吊装任务。2 工艺原理及特点2.1 门架吊压法吊火炬塔架，使用一套回转式门式桅杆。2.2 本方法是一种充分利用塔架本身强度和基础承载能力，分担火炬载荷，从而节省机索具的吊装方法。它以火炬底铰为支点，在重心附近施加吊起力，使火炬绕着支撑点从平卧状态回转至主吊索具限制长度，压下门架，利用塔架和门架的自身重量从而使塔架回转直立。（见图一）2.3 塔架的主体及附属件，以及除锈、涂漆、配管、电气、仪表、绝热等工程，均可在地面上组装完成，再进行整体吊装。2.4 吊装过程中除卷扬机与制动索具锚点外，门式桅杆不需拖拉绳和锚点。2.5 这种吊装工艺在起吊开始时，所有受力部件均是最大载荷，所以经起始状态的检验，可保证整个吊装过程安全运行。2.6 吊压法操作简便，可适用于80米以下，150吨以下各类不同高度直立式设备的吊装。当施工场地狭窄时，更能显示出其独特的长处，本工法不适用于设备基础过高和地脚螺栓预埋设备的吊装。2.7 应用计算机进行塔架吊装静力计算，吊装方案编制速度快、精度高、可靠性好，而且软件兼容性与通用性强，只要将有关数据输入计算机很快就能得到吊装过程的受力大小。2.8 操作控制可用门架、塔架的角度为依据。只要能正确掌握角度参数，很容易将吊装过程集中操纵。还可以通过计算机进行方案的优化设计，技术开发前景十分广阔。3 施工工艺和操作要点3.1 吊压法有其自身的特点，其工艺程序如下：锚点设置门架组装、制动索具等机索具准备塔架下段组焊塔架整体组焊门架竖立试吊正式吊装机索具拆除铰腕设置刷油、绝热、电气配管3.2 在整个工艺过程中，塔架的组焊，门架的组装，吊点的位置及吊装时控制这几个程序尤为重要。3.2.1 火炬塔架底节级焊及饺腕旋转试验 塔架底节（标高10m以下）在地面上组焊成节。三条腿间用钢管封闭加强，构成底部三角形，并用铰轴与基础铰座相接。塔架底节水平放置，用吊车将底节抬头，绕铰腕旋转竖立，检查塔柱原点是否对中，铰婉转动是否灵活。3.2.2 底节放倒，进行塔架、火炬筒体、火炬头和附属管线的组装、焊接。3.2.3 除锈刷油、电气仪表、配管、绝热工作在地面全部完成。3.3.3 门架组装及参数要求3.3.3.1 门架两立柱高32m，上横梁宽7m，下梁宽10m，组合重量18吨，组合重心高度19.7m。3.3.3.2 门架底铰中心标高500mm，底铰中心与塔架铰腕水平距离：AO20m。门架上横梁朝向塔架基础，横放在塔架往腿上。3.4 火炬塔架吊点3.4.1 29.5m主吊点：利用排气筒作为捆绑点，主吊索具将门架上横梁外圈和排气筒捆绑点连接。3.4.2 15m吊点；用绑绳捆绑于下边二根塔架柱上。3.4.3 40m吊点：用绑绳捆绑于下边一根塔架柱上。3.5 吊装步骤3.5.1 调整门架底部位置，使其对准0点位置。3.5.2 利用吊车将门架抬头至仰角85°，收紧拉门架的索具。启动压架卷扬机，使压门架索具不致过于松驰，但不受力。3.5.3 启动起吊卷扬机，至抬头状态停止。调整各导向滑车，并用经纬仪检查门架与塔架中心线是否偏移，并调整。3.5.4 继续启动吊装卷扬机，使塔架抬头离开道木垛100mm，放下，反复三次，检查下列各点：3.5.4.1 塔架各处焊缝连接点。3.5.4.2 门架法兰、夹板等连接部位。3.5.4.3 吊装素具及其相应的卷扬机、锚点。3.5.4.4 门架、塔架铰腕及其基础。3.5.5 以上检查确认无问题后，松掉拉门架斤不落，连接制动索具，重新收紧吊装索具，正式起吊。3.5.6 继续收紧吊装素具直至塔架仰角=34°门架仰角=85°停止。此时29.5m主吊点与门架绑绳点的距离B´D=11.8m。3.5.7 启动压门架卷扬机，塔架继续旋立，当塔架仰角=80°、门架仰角=38°时，组合重心垂直通过塔架铰腕，调整制动索具，停止压门架卷扬机，缓慢放松制动索具，塔架的自重使其自行竖立就位。3.5.8 塔架就位后，锁死所有滑车组，调整垫铁，使塔架垂直度符合要求，焊接无铰腕的塔架柱脚。3.6 放下门架，拆除机索具3.6.1 缓松起吊索具和压门架索具。3.6.2 拆除门架、机索具及垫木等。吊装作业即告结束。4 操作控制与调整4.1 “吊压法”操作控制，主要在于相关卷场机的同步性。一旦出现异步现象，应及时调整有关的卷标机。4.2 门架操作控制技术指标如下：4.2.1 门架上横梁中心侧向位移60mm。4.2.2 门架两底铰前后偏差110mm。4.3 塔架操作控制技术指标如下：4.3.1 塔架顶部中偏摆65mm。4.3.2 在塔架顶铰腕孔与轴的间隙处，应进行辅助控制，不允许在轴的下方出现间隙，轴的下方紧贴孔为最佳工况。4.4 控制方法如下：4.4.1 门架侧向位移由经纬仪监测，测量结果用步话机报告操作指挥。 4.4.2 门架顶部前后偏移由角度指示器监测，测量结果用步话机报告操作指挥。4.4.3 塔架铰链间隙由铰链岗位观测人员目测，用步话机报告操作指挥。4.4.4 塔架顶部中心偏摆由经纬仪兼行监测。4.5 调整方法4.5.1 当门架上横梁向正北方向偏移时，应暂停南侧的起吊卷扬机。4.5.2 当门架上横梁向正南方向偏移的，应暂停北侧的起吊卷扬机。4.5.3 当门架上横梁北角超前时，应暂停南侧的起吊卷扬机，或暂停南侧的压门架卷扬机。4.5.4 当门架上横梁南角超前时，应暂停北侧的起吊卷扬机，或暂停北侧的压门架卷扬机。4.5.5 当塔架中心向北偏摆时，应暂停北侧的起吊卷扬机。4.5.6 当塔架中心向南偏摆时，应暂停南侧的起吊卷扬机。4.6 调整工作是相互关联的一个整体，只要采用了上述调整方法中的一项，一般就能达到整体调整的目的。因此，在调整时应遵循以下规定：4.6.1 在使用起吊卷扬机时，以调整起吊索具为主，一般不动用其它索具。4.6.2 在使用压门架卷扬机时，以调整压门架索具为主，当调整无效时，可适当调整起吊索具进行辅助调整。4.6.3 调整应以要求指标中的一项为主要参数，调好该项指标后，一般情况下其它指标会自行娇正，严禁同时调整数个指标，以防造成紊乱。4.6.4 进行调整作业时，只允许启动一台卷扬机，如需启动其它卷扬机时，必须先停原来运转的一台。4.6.5 塔架仰角80°时，应以塔架中心偏摆为主要调整指标。5 劳动组织5.1 劳动组织及岗位职责为正确实施吊装工艺，保证吊装工作优质安全，在吊装施工准备和实施全过程，应建立吊装指挥系统。其组织及岗位职责见图二。5.2 主要工种及工时 在吊装过程中，由于现场条件及施工手段各不相同，所以所用的工日数也不会相同。现将在兰州煤制气工程的重54吨，高65m火炬吊装中所需要的工种及消耗的工日数列表如下：表1 工种及工日一览表序号工序内容工 种 消 耗 工 日备 注小计起重民工钳工电工测量1门架基础处理8.5440.52机具检查清洗181623地锚设置16.5880.5用挖掘机4门架运输及组对201645卷扬机，斤不落设置208846起吊滑车组装置12667压门架滑车组装置8448锁门架底滑车组装置8449塔架铰腕及量角器设置32110门架竖立134611150t吊车配合11火炬吊装171411112门架及机具拆除3510186113锚点拆除1028用挖掘机14机具清理回收2441082合 计2138480341146 机具设备该工艺所用的机具，主要是门架、卷扬机、滑车、钢丝绳等起重机具。根据吊装设备的规格、重量可以有不同的选择。现以兰州煤制气65米火炬吊装为例，主要机索具用量，见表2：7 安全技术要求7.1 塔架基础、机具、加工件、铆焊件的合格证必须齐全。现场组装的零部件应符合图纸及吊装技术质量要求。7.2 现场整体布置，机索具及锚点的设置应符合施工方案要求。各项施工记录应堆确，签字确认应齐全。表2 机索具一览表序号名称型号、规格单位数量用 途1门 架L=32m套1吊装2汽车吊50t台1门架竖立3卷扬机5t台4起吊、压门架4卷扬机5t台1制动5斤不落5t台2拉门架6滑 车H50-5D个2起吊滑车组，用于门架上横梁7滑 车H32-4D个2起吊滑车组，用于29.5吊点8滑 车H20-40个8压门架和门架底部锁定9滑 车H10-1G（L）个1440m吊点和导向轮10滑 车H8-2D个2制动滑车组11滑 车H5-1G（L）个3制动滑车导向轮12钢丝绳21.5-6*37+1米/根800/2起吊滑车组跑绳13钢丝绳19.5-6*37+1米/根400/4压门架及门架底制动跑绳14钢丝绳15.5-6*37+1米/根550/1制动卷扬机跑绳15绳 扣43-6*37+1米/根6/450t、32t滑车绑绳，双股合用16绳 扣26-6*37+1米/根10/16导向轮绑绳，双股合用17绳 扣24-6*37+1米/根10/2制动滑车组绑绳18绳 扣15.5-6*37+1米/根125/1拉门架绳索19锚 点5t个2起吊卷扬机20锚 点5t个2压门架，利用火炬基础21锚 点5t个2门架底部锁定，利用火炬基础22锚 点10t个1制动及拉门架7.3 指挥人员、操作人员及检查、监测人员应熟悉施工方案。明确各自的责任范围，熟悉指挥信号、控制指标、调整方法。在总指挥的统一指挥下协同工作。所有工作人员应严格执行指令，若对指挥意图清楚或有疑议时，应及时请示，待清楚明了后，方可继续操作。严禁擅自更改指令或脱离岗位。7.4 相关卷扬机应预先测定转速及卷筒直径，缠绳层数应一致，以保证跑绳速度一致。7.5 塔架及门架的初始状态应严格执行吊装方案的要求，确保门架、机索具的荷载控制在限定范围内。7.6 其它注意和操作要求事项应按化工工程建设起重施工规范HGJ20183及我公司安全技术操作规程的规定进行。8 效益分析 采用吊压法整体吊装火炬，它使用机索具比较少，省工省时，操作简单，索具连接精巧合理。煤制气65m火炬采用该方法吊装，其费用仅为单抱杆扳吊法的1/2（指人工、机索具等的耗用）。提高了工效，又加快了安装进度，取得了明显的经济效益和社会效益。9 工程应用实例9.1 1990年元月16日，我公司在兰州煤制气工程施工中，采用吊压法成功地吊装了两台重131吨，高63m的吸收塔。充分体现了该工法的先进性、科学性和合理性。它对提高起重机索具的起重能力，降低工程成本，提高工效，加快安装进度是行之有效的。9.2 1991年元月5日，我公司在兰化丙烯腈工程施工中，采用吊压法成功地吊装了一台重49吨，高63m的火炬。9.3 1991年元月15日，我公司在兰州煤制气工程施工中，在一个两面是农村果园的狭长地带采用吊压法成功地吊装了一台重54吨，高65m的火炬。从吊装到结束仅耗时45分钟，而且没有占用一块农田果园，使在场的外国专家称赞不已，取得了很好的社会效益和经济效益。 实践证明，吊压法工艺先进，省工省时，安全可靠，完全符合优质、高速低耗的要求。这种吊装工艺的开发成功，在安装工程建设中有十分广阔的推广使用价值。