倒裝法安裝71米高火炬施工技術(shù)措施

1、倒裝法安裝71米高火炬施工技術(shù)措施摘 要：本文根據(jù)大型火炬工程的具體情況，結(jié)合施工經(jīng)驗(yàn)，經(jīng)過(guò)分析、計(jì)算，從施工安全角度出發(fā)，制定出一套較為合理的空間施工方法，并提出與之相適應(yīng)的吊裝方案：塔架、火炬筒互為桅桿倒裝法進(jìn)行火炬施工安裝。 關(guān)鍵詞：71米火炬； 倒裝法； 計(jì)算； 方案1 工程概況某煉油廠200×104t/a常壓蒸餾裝置技術(shù)改造項(xiàng)目的火炬設(shè)施為塔架式，塔架總高62.6米，為自立式截塊三棱錐體空間桁架結(jié)構(gòu)，截面為等邊三角形，底端最大邊長(zhǎng)為12×12×12（米），頂端最小為邊長(zhǎng)3.9×3.9×3.9（米）。鋼塔架總重41.927噸，火炬筒總高

2、71米，重約11.765噸，火炬頭及分子密封器重量約4.4噸?；鹁嬖O(shè)置在半山腰，且施工現(xiàn)場(chǎng)狹小，運(yùn)輸困難，施工前經(jīng)過(guò)多次實(shí)地考察、分析、研究，確定采用分段組對(duì)、倒裝的方法較為合理。2 安裝工藝及主要施工工序2.1火炬安裝工藝因火炬塔架設(shè)置在半山腰，地勢(shì)高度約40米，坡陡路窄，因受地理?xiàng)l件及施工現(xiàn)場(chǎng)的限制，難以用整體法吊裝火炬，現(xiàn)對(duì)火炬采用合理分段，化整為零，塔架、火炬筒相互利用作為提升桅桿，倒裝法完成施工。對(duì)分段預(yù)制好的鋼塔架、火炬筒逐層進(jìn)行拼裝，逐層起吊。起吊時(shí)，利用3臺(tái)5t慢速卷?yè)P(yáng)機(jī)，4×4滑輪組進(jìn)行。為防止上升過(guò)程中火炬筒和鋼塔架傾斜，對(duì)其應(yīng)分別設(shè)三根纜風(fēng)繩進(jìn)行放松或張緊調(diào)整。

3、2.2火炬分段組對(duì)吊裝參數(shù)2.2.1鋼塔架制作按十段劃分：（見(jiàn)示意圖3），共分為段2.2.2火炬筒的分段制作因火炬筒由鋼板卷制焊接而成，鋼板寬度1.8米。火炬頭、分子密封器安裝在頂段火炬筒上，依靠頂段鋼塔架（高度6.3米）對(duì)火炬筒固定后再進(jìn)行安裝，因此頂段火炬筒應(yīng)制成7.2米長(zhǎng)的一段（由4節(jié)組成，4×1.8=7.2）。故頂段火炬筒高度約為14米（包括火炬頭、分子密封器高度6.54米）。其余每段應(yīng)預(yù)制成5.4米，共約10段，運(yùn)達(dá)安裝現(xiàn)場(chǎng)再依據(jù)工序進(jìn)行組對(duì)、吊裝。2.3 火炬組裝施工工序施工準(zhǔn)備 各段火炬筒、鋼塔架預(yù)制 段鋼塔架組裝 段鋼塔架組裝就位 頂段火炬筒與火炬頭吊裝、組對(duì) 第二段

4、火炬筒組對(duì)、倒裝 第段鋼塔架吊裝 第段第段鋼塔架依次組對(duì)、倒裝；第三段底段火炬筒依次組對(duì)、倒裝 附件安裝 施工機(jī)具拆除 現(xiàn)場(chǎng)清理 3 吊裝分析第段鋼塔架組對(duì)好后進(jìn)行吊裝是本工程項(xiàng)目的最后一次大型吊裝，此時(shí)采用倒裝法, 火炬筒作為桅桿達(dá)到了最大負(fù)荷?；鹁嫱踩拷M裝后重量約11t，利用鋼塔架的三根主立柱吊裝火炬筒，比較容易操作。3.1 火炬筒最大荷載分析第段鋼塔架組對(duì)和吊裝時(shí), 火炬筒升高到設(shè)計(jì)高度, 總高達(dá)70米。段鋼塔架組裝焊接完畢,利用火炬筒作桅桿，吊點(diǎn)設(shè)在距地面35-40米處，吊裝最大重量約20t（注：、段鋼塔架不在吊裝重量?jī)?nèi)）。能否承受吊裝最大荷載，不發(fā)生失穩(wěn)破壞，現(xiàn)核算分析如下：700

5、×10火炬筒，吊裝點(diǎn)按設(shè)在40米高度處考慮，計(jì)算其承載能力:鋼管規(guī)格:700×10 鋼管截面積：截面慣性半徑: 式中： 為火炬筒內(nèi)徑，為火炬筒外徑。柔度： 選取支承系數(shù)，壓桿長(zhǎng)度 ，則 計(jì)算失穩(wěn)時(shí)的臨界壓力:由歐拉公式 式中彈性模數(shù):2×106得：臨界壓力 計(jì)算承載能力：考慮火炬筒吊裝塔架時(shí)的偏心率，安全系數(shù)選為5，則根據(jù)計(jì)算結(jié)果：34.6P實(shí)=20（t）, 可起吊此段鋼塔架。3.2 考慮因素3.2.1桅桿的吊裝點(diǎn)應(yīng)設(shè)在40米以下，以3540米為宜。如果發(fā)現(xiàn)桅桿垂直度不佳時(shí)，應(yīng)降低吊點(diǎn)或采取加固桅桿的其它措施。3.2.2桅桿的基礎(chǔ)必須固定，嚴(yán)禁滑動(dòng)，并充分考慮桅桿

6、基礎(chǔ)的承載力。3.2.3第段鋼塔架吊裝時(shí)，使用火炬筒作桅桿，其吊裝點(diǎn)設(shè)在距地面40米處，在吊裝點(diǎn)受到的內(nèi)應(yīng)力還應(yīng)增加火炬頭和火炬筒的重量（約11噸）而引起的壓應(yīng)力。我們要求在第段鋼塔架吊裝時(shí),將第段鋼塔架在16.3米層和火炬筒臨時(shí)聯(lián)接牢固，增加桅桿的起吊能力和穩(wěn)定性。綜合考慮桅桿的安全系數(shù)和柔度情況，我們認(rèn)為:采用火炬筒作桅桿，可以承受吊裝鋼塔架的最大荷載。起吊第段鋼塔架時(shí)，桅桿必須調(diào)直；三根纜風(fēng)繩必須鎖緊且有專人看護(hù)；吊裝必須統(tǒng)一指揮，三臺(tái)卷?yè)P(yáng)機(jī)操作人員按統(tǒng)一指揮信號(hào)啟動(dòng)或停止，禁止劇烈擺動(dòng)；吊裝前必須進(jìn)行試吊，核查桅桿的穩(wěn)定性。在確保萬(wàn)無(wú)一失情況下，方可起吊。3.3鋼絲繩的選用3.3.1吊

7、裝火炬筒的鋼絲繩選用：（火炬筒的受力分析見(jiàn)圖1）火炬筒的最大起吊重量若現(xiàn)用3排均布的滑輪組來(lái)起吊，每組鋼絲繩所承受的拉力F為： S拉Qmax/3F1F3 4.849mF2 16.25m15.5m Qmax F c）a）b） 圖1 火炬筒的受力分析 通過(guò)4×4 滑輪組來(lái)起吊時(shí)，起吊繩頭上所需的跑頭拉力為：取滑輪組的阻力系數(shù)，鋼絲繩的折減系數(shù), 安全系數(shù),則實(shí)際跑頭拉力鋼絲繩的破斷拉力 鋼絲繩的許用拉力為：現(xiàn)場(chǎng)吊裝選用鋼絲繩的型號(hào)為6×3715170, 其抗拉強(qiáng)度為170 Kg/mm2120.6/15=8.04 Kg/mm2此鋼絲繩完全滿足起吊火炬筒的實(shí)際需要。3.3.2.吊裝

8、鋼塔架的鋼絲繩選用：（利用火炬筒吊裝鋼塔架時(shí)的受力分析見(jiàn)圖2）Qmax/3 F'21.3m 16.3m F3'F1'F2' 15.324m14.7m4.33m c)b)a) 圖2 火炬筒吊裝鋼塔架時(shí)的受力分析鋼塔架的最大起吊重量同樣選用3排均布的滑輪組來(lái)起吊，每組鋼絲繩所承受的拉力為：通過(guò)4×4 滑輪組來(lái)起吊時(shí)，起吊繩頭上所需的跑頭拉力為：取滑輪組的阻力系數(shù)，鋼絲繩的折減系數(shù), 安全系數(shù) ,則實(shí)際跑頭拉力鋼絲繩的破斷拉力 鋼絲繩的許用拉力為： 現(xiàn)場(chǎng)吊裝選用鋼絲繩的型號(hào)為6×3715170, 其抗拉強(qiáng)度為170 Kg/mm2 148/15=9.

9、867 Kg/mm2，此鋼絲繩完全滿足起吊鋼塔架的實(shí)際需要。4 吊裝方案4.1火炬筒、塔架吊裝機(jī)具火炬筒的吊裝利用998.145層主立柱為承載點(diǎn)，在主立柱的吊點(diǎn)處進(jìn)行必要的節(jié)點(diǎn)加固，塔架吊裝利用火炬筒進(jìn)行，吊點(diǎn)設(shè)置在36米高度處。吊裝火炬筒、塔架選用4×4滑輪組，鋼絲繩為6×37+1，15.5,布置為120°夾角，3臺(tái)5t卷?yè)P(yáng)機(jī)與地錨固定；纜風(fēng)繩選用6×37+1，21.5,布置為120°夾角，并且與地錨固定，吊裝時(shí)，利用手拉葫蘆對(duì)纜風(fēng)繩滑放松緊程度進(jìn)行控制。 在火炬頭下面，火炬筒上部安裝1付懸臂吊桿，作為塔架構(gòu)件及作業(yè)用料的垂直提升裝置。吊桿選

10、用89×4.5的無(wú)縫鋼管，長(zhǎng)度4米，起吊使用2噸快速卷?yè)P(yáng)機(jī)，12.5鋼絲繩加單滑子構(gòu)成，并在合適的位置安裝導(dǎo)向滑輪。4.2 第段鋼塔架吊裝此段鋼塔體重量約15噸，吊裝采用正裝法，利用32t汽車吊進(jìn)行吊裝。（參見(jiàn)圖4，段鋼塔架吊裝示意圖）塔架吊裝前測(cè)出中線并標(biāo)記明顯，可在十字支撐中間連接板及水平支撐上標(biāo)記。I段鋼塔架就位使用經(jīng)緯儀在0°和90°兩個(gè)方向觀測(cè)找正，確認(rèn)鉛垂度達(dá)到要求后將底腳與底腳板焊接固定。4.3 第段鋼塔架組對(duì)和吊裝在981.845平面上第一次倒裝的是第段鋼塔架。第段鋼塔架設(shè)計(jì)標(biāo)高從1038.145至1044.445，該段垂直高度6.3m，此段鋼塔架

11、可在地面平臺(tái)上先對(duì)三面分別預(yù)制組裝，按圖紙要求，對(duì)三根主管上的連接板進(jìn)行焊接，斜支撐、水平支撐等，然后利用汽車吊來(lái)完成桿件吊裝及組焊。段鋼塔架檢查組焊完畢后，依靠汽車吊吊裝到段鋼塔架內(nèi)。為保證安裝火炬頭時(shí)安全工作, 段鋼塔架1044.445金屬平臺(tái)在火炬筒吊裝后即進(jìn)行組裝;梯子隨鋼塔架由下往上逐段組裝,以利施工人員上下方便。（參見(jiàn)圖5 第段鋼塔架吊裝示意圖）4.4 頂段火炬筒的安裝火炬筒頂段的安裝高度要高出段鋼塔架，以便施工人員可在段鋼塔架上搭設(shè)簡(jiǎn)易平臺(tái)，安裝火炬頭。段鋼塔架高度為6.3米，故第一次在地面可組裝4節(jié)，高度約7.2米，一次吊裝到段鋼塔架中央，吊裝時(shí)，利用手動(dòng)倒鏈調(diào)整到位。為保證火

12、炬筒的垂直性和穩(wěn)固性，在基礎(chǔ)底座上鋪設(shè)道木及鋼板，且與基礎(chǔ)固定，在平臺(tái)上焊接630×12的無(wú)縫管，高度為150mm，在進(jìn)行火炬筒吊裝時(shí)，可以利用其在基礎(chǔ)上初步定位。在段鋼塔架頂端臨時(shí)焊接固定抱箍裝置，使之與基礎(chǔ)地面的定位裝置一起固定火炬筒，防止安裝火炬頭及分子密封器時(shí)發(fā)生傾斜。焊接時(shí)，保證上下兩層固定裝置的同軸度，保證火炬筒能垂直固定。4.5 其余各段鋼塔架的倒裝當(dāng)起升段鋼塔架超過(guò)5米（即段鋼塔架高度）后，即臨時(shí)固定段鋼塔架，固定時(shí)，可利用工字鋼對(duì)段鋼塔架支撐，參照上述方法，接下來(lái)立即組裝段鋼塔架，完畢后，落下段鋼塔架與段組對(duì)并焊接，完成和段鋼塔架組焊。用同樣辦法，起吊一段火炬筒（約

13、5.4米），組焊一段鋼塔架（約5米）直至完成全部塔架的倒裝任務(wù)。4.6 鋼塔架安裝其他要求在施工過(guò)程中，及時(shí)檢查、完成相應(yīng)支撐件、平臺(tái)及上下輸送管道的焊接工作，減少高空作業(yè)任務(wù)。對(duì)于、段鋼塔架橫截面下端尺寸較大，根據(jù)實(shí)際可在998.145層進(jìn)行。為保證在此層組裝剩余各段鋼塔架，組裝前應(yīng)對(duì)此層操作平臺(tái)進(jìn)行加固，邊沿設(shè)欄桿防護(hù)，且搭設(shè)安全網(wǎng)，確保施工人員的操作安全，嚴(yán)防高空墜落事故。4.7火炬筒分段吊裝1） 分段吊裝火炬筒前為了確?；鹁嫱驳跹b的穩(wěn)定，在段鋼塔架頂端增加加固圈，內(nèi)徑705，在段鋼塔架離地面6.5米處增設(shè)一層加固圈，這樣讓火炬筒吊裝過(guò)程中始終在、段鋼塔架的加固圈中上下移動(dòng)。分段吊裝時(shí)在

14、段鋼塔架16.3米標(biāo)高層，從三個(gè)立柱位置處，向下引鋼絲繩，利用3臺(tái)5t卷?yè)P(yáng)機(jī)起吊火炬筒。吊裝前在火炬筒頂端向下約3m處設(shè)三根纜風(fēng)繩,纜風(fēng)繩采用直徑12.5的鋼絲繩, 纏繞在5t慢速卷?yè)P(yáng)機(jī)卷筒上，并保證有足夠的伸放長(zhǎng)度。2） 吊裝時(shí),松開(kāi)抱箍固定裝置,保證火炬筒外表面光滑，無(wú)焊疤等阻礙物，使火炬筒能夠向上自由滑動(dòng)。吊裝統(tǒng)一指揮,保證同步起升,慢速卷?yè)P(yáng)機(jī)同步放繩。當(dāng)火炬筒底端離開(kāi)基礎(chǔ)一定高度（即三根筒節(jié)約5.5米左右）后，停止吊裝，固定火炬筒，開(kāi)始從鋼塔架底部將預(yù)制的筒節(jié)， 運(yùn)至火炬筒下，進(jìn)行上下火炬筒組對(duì)焊接，完畢后，鋼塔架起升5米，再組裝一段鋼塔架約5米，然后繼續(xù)起升火炬筒，依次類推，第一次倒

15、裝火炬筒達(dá)到7.2+5.4=12.6米高度為止。因火炬頭較重，這樣每次使火炬頭稍高于鋼塔架，防止火炬頭升得過(guò)高而無(wú)鋼塔架的保護(hù)發(fā)生傾覆。3）吊裝前，為組對(duì)調(diào)整方便，應(yīng)在地面搭設(shè)臨時(shí)支架平臺(tái)，高度5米左右，作好相應(yīng)的安全防護(hù)措施，以便于組對(duì)和焊接。5 火炬工程組裝注意事項(xiàng)起吊火炬筒及鋼塔架時(shí)，要保證平穩(wěn)，垂直上升，用經(jīng)緯儀隨時(shí)檢查火炬筒垂直度，在火炬筒吊點(diǎn)處的鋼絲繩應(yīng)固定，防止向下滑動(dòng)，應(yīng)采用加墊木板等形式加固，防止火炬筒變形。鋼塔架偏差檢測(cè)非常重要。鋼結(jié)構(gòu)安裝偏差的檢測(cè)，應(yīng)在結(jié)構(gòu)形成空間剛度單元，并連接固定后進(jìn)行。鋼塔架按上述系列，每段（）連接固定后檢測(cè)一次，應(yīng)符合鋼結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范GB50205-2001附錄E中表E.0.5、表E.0.6、E.0.1表的規(guī)定。其允許偏差：主體結(jié)構(gòu)總高度按設(shè)計(jì)標(biāo)高控制安裝質(zhì)量，允許偏差為±H/1000，且不應(yīng)大于30mm；火炬筒及鋼塔架垂直度允許偏差為H/1000，且不應(yīng)大于35mm。6 結(jié)束語(yǔ)火炬工程塔架、火炬筒相互利用作為桅桿倒裝法，適用于特定條件下的施工，對(duì)施工機(jī)具要求較低，尤其對(duì)現(xiàn)場(chǎng)狹小的場(chǎng)所和環(huán)境，才能顯示其不可替代的優(yōu)勢(shì)。 3139001044.445m 段1038.145m39001028.145m39003900段段1033.145m1023.145m4500段