確保大型鋼結(jié)構(gòu)框架吊裝垂直度的分析計(jì)算方法

李 民，路 遙，劉 云

中國石油天然氣第一建設(shè)有限公司，河南洛陽 471000

以某石化公司80萬t/a連續(xù)重整裝置中反應(yīng)器框架為例。該反應(yīng)器總高93.5 m，分3段吊裝，上段框架垂直長度為40 m，截面為長8.5 m×寬7.5 m，凈質(zhì)量為177 t，反應(yīng)器已安裝就位在下兩段框架內(nèi)，反應(yīng)器需部分穿裝在上段框架內(nèi)，見圖1。若僅在框架四個(gè)立柱頂部設(shè)置吊耳，且吊裝鋼絲繩等長，則框架豎立后，由于重心偏差，會(huì)導(dǎo)致框架傾斜，給框架組對(duì)、調(diào)整帶來很大困難，因此需對(duì)吊點(diǎn)設(shè)置進(jìn)行理論計(jì)算和調(diào)整。

1 吊點(diǎn)選擇及吊耳設(shè)置

鋼結(jié)構(gòu)多為四柱或六柱成框。本文以四柱成框的鋼結(jié)構(gòu)為例進(jìn)行分析，主吊點(diǎn)設(shè)置在四根立柱與橫梁連接處內(nèi)側(cè)（如圖2所示），分別與立柱和橫梁的翼緣板焊接（立柱為H型鋼），抬尾吊耳設(shè)置在立柱翼緣板上。

圖1反應(yīng)器框架現(xiàn)場(chǎng)吊裝

2 鋼結(jié)構(gòu)框架尺寸參數(shù)

圖2 主吊耳位置

鋼結(jié)構(gòu)框架長度設(shè)為L，寬度為b，高度為H；下、上主吊點(diǎn)在長度方向上到重心距離分別為L1、L3，在高度方向上到重心的距離分別為d1、d3吊點(diǎn)在長度方向上到重心的距離為L2，高度方向上到重心的距離為d2；下、上主吊耳孔中心與型鋼中心距離分別為h1、h3，抬尾吊耳孔中心與型鋼中心距離為h2，下、上主吊耳孔中心與框架頂面距離分別為a1、a3，抬尾吊耳孔中心與框架底面距離為a2；重心與形心在長度方向上距離為d，在高度方向上距離為e。各尺寸如圖3所示。

圖3 鋼結(jié)構(gòu)尺寸參數(shù)

3 垂直度偏差計(jì)算

框架底面高度差：

由上式可知，由于重心偏移導(dǎo)致了框架下端高度產(chǎn)生了偏差，底面高度差ΔH除了與偏心距e、h1和h3有關(guān)，還與主吊點(diǎn)沿著長度方向到重心的距離L1和主吊點(diǎn)鋼絲繩在豎直面內(nèi)的分長度l1有關(guān)。

圖4 鋼結(jié)構(gòu)框架豎立狀態(tài)圖

4 減小垂直度偏差的措施及理論計(jì)算方法

4.1 減小垂直度偏差的措施

通過改變主吊吊耳孔中心距重心的水平方向距離或調(diào)整主吊點(diǎn)的鋼絲繩長度可以減小垂直度偏差。

4.2 理論計(jì)算方法

4.2.1 調(diào)整主吊吊耳的理論計(jì)算方法

如圖5所示，若h1=h3，將主吊點(diǎn)吊耳孔中心移動(dòng)，移動(dòng)距離為2 e，此時(shí)h1-h3=2 e，上下主吊點(diǎn)沿框架高度方向到重心的距離相等，即d1=d3，此時(shí)框架下表面是水平面。吊耳尺寸改變后需要注意對(duì)吊耳板采取加固措施[1-2]。

4.2.2 主吊鋼絲繩調(diào)整長度的理論計(jì)算方法

圖5 調(diào)整吊耳尺寸

圖6 調(diào)整鋼絲繩長度

圖7 框架空間示意

5 結(jié)論

本文通過對(duì)框架豎立后的垂直度分析計(jì)算，根據(jù)理論計(jì)算采取調(diào)整措施，提供了解決垂直度偏差的如下理論參考：

（1）框架豎立后底面的高度差理論計(jì)算

[1]李俊峰，張小紅，劉國超，等.大型空分裝置冷箱模塊化拆除施工技術(shù)[J].石油工程建設(shè)，2016，41（2）：46-50.

[2]關(guān)啟軍，劉樹君，馮慶輝，等.大型多筒體四邊形塔架式火炬吊裝技術(shù)[J].石油工程建設(shè)，2017，43（6）：81-82.