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，經(jīng)過分析、計算，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行火炬施工安裝。 關(guān)鍵詞：71米火炬； 倒裝法； 計算； 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，底端最大邊長為12×12×12（米），頂端最小為邊長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)場狹小，運輸困難，施工前經(jīng)過多次實地考察、分析、研究，確定采用分段組對、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，地勢高度約40米，坡陡路窄，因受地理條件及施工現(xiàn)場的限制，難以用整體法吊裝火炬，現(xiàn)對火炬采用合理分段，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。對分段預(yù)制好的鋼塔架、火炬筒逐層進行拼裝，逐層起吊。起吊時，利用3臺5t慢速卷揚機，4×4滑輪組進行。為防止上升過程中火炬筒和鋼塔架傾斜，對其應(yīng)分別設(shè)三根纜風(fēng)繩進行放松或張緊調(diào)整。

3、2.2火炬分段組對吊裝參數(shù)2.2.1鋼塔架制作按十段劃分：（見示意圖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?；鹁骖^、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）對火炬筒固定后再進行安裝，因此頂段火炬筒應(yīng)制成7.2米長的一段（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，運達安裝現(xiàn)場再依據(jù)工序進行組對、吊裝。2.3 火炬組裝施工工序施工準備 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 第二段

4、火炬筒組對、倒裝 第段鋼塔架吊裝 第段第段鋼塔架依次組對、倒裝；第三段底段火炬筒依次組對、倒裝 附件安裝 施工機具拆除 現(xiàn)場清理 3 吊裝分析第段鋼塔架組對好后進行吊裝是本工程項目的最后一次大型吊裝，此時采用倒裝法, 火炬筒作為桅桿達到了最大負荷?；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和吊裝時, 火炬筒升高到設(shè)計高度, 總高達70米。段鋼塔架組裝焊接完畢,利用火炬筒作桅桿，吊點設(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內(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，吊裝點按設(shè)在40米高度處考慮，計算其承載能力: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)，壓桿長度 ，則 計算失穩(wěn)時的臨界壓力:由歐拉公式 式中彈性模數(shù):2×106得：臨界壓力 計算承載能力：考慮火炬筒吊裝塔架時的偏心率，安全系數(shù)選為5，則根據(jù)計算結(jié)果：34.6P實=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，應(yīng)降低吊點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，嚴禁滑動，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，使用火炬筒作桅桿，其吊裝點設(shè)在距地面40米處，在吊裝點受到的內(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,將第段鋼塔架在16.3米層和火炬筒臨時聯(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，桅桿必須調(diào)直；三根纜風(fēng)繩必須鎖緊且有專人看護；吊裝必須統(tǒng)一指揮，三臺卷揚機操作人員按統(tǒng)一指揮信號啟動或停止，禁止劇烈擺動；吊裝前必須進行試吊，核查桅桿的穩(wěn)定性。在確保萬無一失情況下，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4×4 滑輪組來起吊時，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)場吊裝選用鋼絲繩的型號為6×3715170, 其抗拉強度為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的受力分析見圖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排均布的滑輪組來起吊，每組鋼絲繩所承受的拉力為：通過4×4 滑輪組來起吊時，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)場吊裝選用鋼絲繩的型號為6×3715170, 其抗拉強度為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際需要。4 吊裝方案4.1火炬筒、塔架吊裝機具火炬筒的吊裝利用998.145層主立柱為承載點，在主立柱的吊點處進行必要的節(jié)點加固，塔架吊裝利用火炬筒進行，吊點設(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5t卷揚機與地錨固定；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，利用手拉葫蘆對纜風(fēng)繩滑放松緊程度進行控制。 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的無縫鋼管，長度4米，起吊使用2噸快速卷揚機，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汽車吊進行吊裝。（參見圖4，段鋼塔架吊裝示意圖）塔架吊裝前測出中線并標記明顯，可在十字支撐中間連接板及水平支撐上標記。I段鋼塔架就位使用經(jīng)緯儀在0°和90°兩個方向觀測找正，確認鉛垂度達到要求后將底腳與底腳板焊接固定。4.3 第段鋼塔架組對和吊裝在981.845平面上第一次倒裝的是第段鋼塔架。第段鋼塔架設(shè)計標高從1038.145至1044.445，該段垂直高度6.3m，此段鋼塔架

11、可在地面平臺上先對三面分別預(yù)制組裝，按圖紙要求，對三根主管上的連接板進行焊接，斜支撐、水平支撐等，然后利用汽車吊來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安全工作, 段鋼塔架1044.445金屬平臺在火炬筒吊裝后即進行組裝;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)簡易平臺，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，利用手動倒鏈調(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，在平臺上焊接630×12的無縫管，高度為150mm，在進行火炬筒吊裝時，可以利用其在基礎(chǔ)上初步定位。在段鋼塔架頂端臨時焊接固定抱箍裝置，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發(fā)生傾斜。焊接時，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5米（即段鋼塔架高度）后，即臨時固定段鋼塔架，固定時，可利用工字鋼對段鋼塔架支撐，參照上述方法，接下來立即組裝段鋼塔架，完畢后，落下段鋼塔架與段組對并焊接，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程中，及時檢查、完成相應(yīng)支撐件、平臺及上下輸送管道的焊接工作，減少高空作業(yè)任務(wù)。對于、段鋼塔架橫截面下端尺寸較大，根據(jù)實際可在998.145層進行。為保證在此層組裝剩余各段鋼塔架，組裝前應(yīng)對此層操作平臺進行加固，邊沿設(shè)欄桿防護，且搭設(shè)安全網(wǎng)，確保施工人員的操作安全，嚴防高空墜落事故。4.7火炬筒分段吊裝1） 分段吊裝火炬筒前為了確保火炬筒吊裝的穩(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程中始終在、段鋼塔架的加固圈中上下移動。分段吊裝時在

14、段鋼塔架16.3米標高層，從三個立柱位置處，向下引鋼絲繩，利用3臺5t卷揚機起吊火炬筒。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慢速卷揚機卷筒上，并保證有足夠的伸放長度。2） 吊裝時,松開抱箍固定裝置,保證火炬筒外表面光滑，無焊疤等阻礙物，使火炬筒能夠向上自由滑動。吊裝統(tǒng)一指揮,保證同步起升,慢速卷揚機同步放繩。當(dāng)火炬筒底端離開基礎(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，開始從鋼塔架底部將預(yù)制的筒節(jié)， 運至火炬筒下，進行上下火炬筒組對焊接，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，防止火炬頭升得過高而無鋼塔架的保護發(fā)生傾覆。3）吊裝前，為組對調(diào)整方便，應(yīng)在地面搭設(shè)臨時支架平臺，高度5米左右，作好相應(yīng)的安全防護措施，以便于組對和焊接。5 火炬工程組裝注意事項起吊火炬筒及鋼塔架時，要保證平穩(wěn)，垂直上升，用經(jīng)緯儀隨時檢查火炬筒垂直度，在火炬筒吊點處的鋼絲繩應(yīng)固定，防止向下滑動，應(yīng)采用加墊木板等形式加固，防止火炬筒變形。鋼塔架偏差檢測非常重要。鋼結(jié)構(gòu)安裝偏差的檢測，應(yīng)在結(jié)構(gòu)形成空間剛度單元，并連接固定后進行。鋼塔架按上述系列，每段（）連接固定后檢測一次，應(yīng)符合鋼結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗收規(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)計標高控制安裝質(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，對施工機具要求較低，尤其對現(xiàn)場狹小的場所和環(huán)境，才能顯示其不可替代的優(yōu)勢。 3139001044.445m 段1038.145m39001028.145m39003900段段1033.145m1023.145m4500段