大型設(shè)備液壓提升連續(xù)吊裝施工時(shí)的總平面布置

馮 強(qiáng)

上海市安裝工程集團(tuán)有限公司 上海 200080

1 概述

本項(xiàng)目2臺(tái)產(chǎn)品分離塔（A塔和B塔）設(shè)備直徑為9.7、9.1 m，高度95 m，吊裝質(zhì)量1 872、1 665 t，兩塔橫向間距為39 m。計(jì)劃使用2 500 t門式液壓提升系統(tǒng)作為主吊，配合1 600 t履帶吊車溜尾（抬尾）實(shí)現(xiàn)兩塔的連續(xù)整體吊裝就位。由于兩塔體積龐大，吊裝涉及區(qū)域廣，吊裝涉及空間因素多，因此給總平面布置（規(guī)劃）帶來(lái)較大困難。我公司深入考察施工現(xiàn)場(chǎng)條件，結(jié)合多方因素做出了最優(yōu)的吊裝場(chǎng)地布置（圖1）。

圖1 現(xiàn)場(chǎng)吊裝總平面布置示意

2 吊裝施工總平面布置的難點(diǎn)

大塔吊裝總平面布置需要綜合考慮門架提升裝置起吊方位，門架錨固牽索（纜風(fēng)繩）、地錨布置方位，兩塔現(xiàn)場(chǎng)橫置（起吊）方位及吊裝主吊點(diǎn)、副吊點(diǎn)設(shè)置的方位，兩塔整體運(yùn)輸進(jìn)場(chǎng)線路及方位，抬吊溜尾大型吊機(jī)的站位以及負(fù)載行走方向線路，門架提升裝置安裝（拆卸）和直立滑移的布置及方向路線，兩塔吊裝裝置內(nèi)相關(guān)的基礎(chǔ)、結(jié)構(gòu)等需協(xié)調(diào)暫緩施工的主要內(nèi)容[1-4]。針對(duì)上述難點(diǎn)，我們做了如下研究及規(guī)劃。

2.1 門架提升裝置的起吊方位

1）門架提升裝置起吊方位的設(shè)置主要考慮下述5個(gè)施工過(guò)程的必要條件。

① 門架提升裝置錨固牽索（纜風(fēng)繩）地錨設(shè)置的方位和空間條件，應(yīng)滿足門架頂部水平分力雙向平衡的要求，且必須滿足兩塔吊裝連續(xù)共用的需求。

② 兩塔吊裝吊點(diǎn)（主吊點(diǎn)與抬吊吊點(diǎn)）設(shè)置的方位應(yīng)符合吊裝工藝實(shí)施的要求，確保設(shè)備由門架提升裝置起吊豎立后的方位角度與圖紙?jiān)O(shè)計(jì)角度一致。

③ 兩塔運(yùn)輸進(jìn)場(chǎng)路線、現(xiàn)場(chǎng)橫置及卸車方位應(yīng)統(tǒng)一協(xié)調(diào)，避免設(shè)備二次移位、翻身等情況。

④ 兩塔在現(xiàn)場(chǎng)橫置狀態(tài)時(shí)應(yīng)考慮塔體附件組裝操作空間要求。

⑤ 結(jié)合門架提升裝置結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及滿足兩塔快速連續(xù)吊裝，合理地規(guī)劃門架移位，在頂推滑移路線上留有足夠的空間條件。A塔吊裝完成后門架需整體移位至B塔吊裝。

2）綜合研究了上述5個(gè)方面的工藝條件及要求，門架提升裝置2次定位布置的方位位置選擇確定如下。

① 門架提升裝置的兩立柱間距為21 m，此間距是門架立柱的最大間距，可以滿足門架滑移空間的要求。

② 門架提升裝置方位設(shè)置于設(shè)備就位縱軸線偏轉(zhuǎn)20°（橫軸線為70°），此角度如果太小，兩塔凈間距將不能滿足附件組裝的空間要求，角度如果太大，門架滑移時(shí)將和B塔本體相碰。

③ 門架提升裝置的縱橫向中心點(diǎn)的投影與設(shè)備就位縱橫向中心點(diǎn)重合。

3）軸線偏轉(zhuǎn)20°后的相關(guān)尺寸如下。

① 兩塔的凈間距為3.9 m，2個(gè)塔的平臺(tái)安裝后寬度為3.2 m，滿足要求。

② 將B塔主吊點(diǎn)軸線距頂部法蘭間距控制在12 m以內(nèi)，就可以滿足門架滑移時(shí)不碰B塔塔體的要求。

2.2 門架錨固牽索（纜風(fēng)繩）地錨的布置方位

門架錨固牽索（纜風(fēng)繩）地錨在確保門架設(shè)置錨固安全可靠的前提下設(shè)置，牽索地錨布置的方位、位置應(yīng)盡可能地避讓裝置內(nèi)的構(gòu)建物，不影響土建框架和鋼結(jié)構(gòu)的施工，同時(shí)考慮2次門架定位錨固牽索地錨的共用性，減少牽索地錨的設(shè)置數(shù)量。

1）門架共設(shè)置6根牽索，每根牽索與地面連接處設(shè)置1個(gè)錨點(diǎn)，2臺(tái)塔的吊裝共用6個(gè)錨點(diǎn)。5個(gè)錨點(diǎn)為埋置式，1個(gè)錨點(diǎn)為利用現(xiàn)場(chǎng)現(xiàn)有框架梁立柱作為錨點(diǎn)（為了不影響土建結(jié)構(gòu)框架的施工）。埋置式錨點(diǎn)是在錨點(diǎn)處開(kāi)挖長(zhǎng)×寬×深度為5.0 m×3.0 m×4.5 m的基坑，將2個(gè)規(guī)格為1.2 m×1.2 m×4.0 m的混凝土塊放置到基坑內(nèi)后回填，并分層夯實(shí)，直至回填土高于地表0.2 m即可。單個(gè)錨點(diǎn)的設(shè)計(jì)能力為F=500 kN，埋置式錨點(diǎn)和利用框架立柱錨點(diǎn)經(jīng)計(jì)算校核，均滿足要求。門架立柱上部基座設(shè)有連系桿和牽索錨架，使立柱的頂部水平分力雙向平衡（圖2）。

圖2 門架布置位置區(qū)域放大示意

2）在考慮錨點(diǎn)布置位置時(shí)，首先假設(shè)門架在兩塔連線的中心位置，這樣在進(jìn)行兩塔共用時(shí)牽索偏轉(zhuǎn)角度為最小值，水平距離為最大值。吊裝兩塔時(shí)各個(gè)方位的牽索地錨設(shè)置的水平距離為112～165 m，錨點(diǎn)纜風(fēng)繩與地面的夾角均不大于45°，符合規(guī)范要求。

2.3 兩塔現(xiàn)場(chǎng)橫置（起吊）方位及吊裝主吊點(diǎn)、副吊點(diǎn)設(shè)置的方位

2.3.1 兩塔現(xiàn)場(chǎng)橫置（起吊）方位的確定

1）兩塔的放置方位為（對(duì)應(yīng)門架偏角）20°。

2）設(shè)備（臥置）縱向中心與門架中心重合且垂直于門架兩立柱的中心線。

3）兩主吊耳的水平連線中心線與門架兩立柱連線中心線重合。

4）兩塔體（筒體底面）距地面≥1.8 m，通過(guò)設(shè)備托架和支墩滿足附件組裝需求。

5）支墩設(shè)置位置和設(shè)備裝車托架位置一致，在每個(gè)支墩下鋪設(shè)一塊路基箱，以增加接地面積。

2.3.2 兩塔主吊吊耳的方位確定

1）主吊吊耳的方位必須與門架液壓提升裝置設(shè)置的方位保持一致，確保設(shè)備吊裝就位的正確性。

2）主吊吊耳設(shè)置方位側(cè)的上部塔體的管口，應(yīng)確保設(shè)備吊裝扳轉(zhuǎn)過(guò)程中吊具能順利通過(guò)。

2.3.3 主吊吊耳位置的確定

1）兩塔主吊吊耳的位置必須確保設(shè)備裝車運(yùn)輸能把兩塔主吊耳的水平中心連線運(yùn)送至與門架兩立柱的中心連線重合，也就是上部塔體在運(yùn)輸車上的懸挑長(zhǎng)度必須大于吊耳至頂部法蘭的距離加上塔體基礎(chǔ)的半徑，并考慮運(yùn)輸車輪胎和基礎(chǔ)之間的距離。

2）主吊耳的位置要根據(jù)設(shè)備重心和質(zhì)量計(jì)算出抬尾吊機(jī)的吊裝質(zhì)量來(lái)確定，吊裝質(zhì)量須確保滿足吊機(jī)吊裝性能的要求。

3）主吊耳的位置應(yīng)考慮吊耳與塔體的焊接焊縫不能與塔本體焊縫相碰，塔體排版時(shí)須能夠避開(kāi)。

4）B塔主吊吊耳位置還應(yīng)考慮滿足門架液壓提升裝置頂推滑移時(shí)通過(guò)B塔（頂部）的空間。

2.3.4 設(shè)置主吊吊耳

在研究了上述條件后，兩塔主吊吊耳的方位確定為340°與160°，兩處各設(shè)置1只，偏轉(zhuǎn)角度和門架基礎(chǔ)一致。經(jīng)過(guò)干涉分析，主吊耳以上有5個(gè)管口，其中2號(hào)管口與吊具可能發(fā)生干涉，采用CAD進(jìn)行放樣，A塔的2號(hào)管口與鋼絞線之間的距離為51 mm，B塔的2號(hào)管口與鋼絞線之間的距離為42 mm，扳吊過(guò)程中不會(huì)相碰。主吊吊耳的位置確定為A塔距塔頂上部法蘭面12.3 m的筒體上，B塔距塔頂上部法蘭面12 m的筒體上。

2.3.5 設(shè)置副吊吊耳

副吊吊耳方位位置設(shè)置在設(shè)備底部裙座250°的方位位置上方，和主吊耳垂直，裙座部位便于加固。根據(jù)主、副吊耳的位置計(jì)算了設(shè)備抬吊時(shí)兩塔體在最大彎矩時(shí)的彎曲應(yīng)力和剪切應(yīng)力，滿足塔體材料許用應(yīng)力的要求。

2.4 兩塔整體運(yùn)輸進(jìn)場(chǎng)線路及方位

1）線路方向：設(shè)備運(yùn)輸進(jìn)入工程二期預(yù)留地后逐步調(diào)整朝向裝置PSA單元，進(jìn)入PSA單元后朝向調(diào)整為沿設(shè)備基礎(chǔ)橫軸線20°方向，設(shè)備縱向中心與門架中心垂直，把設(shè)備運(yùn)送到正確位置。

2）設(shè)備運(yùn)輸裝車設(shè)備上部塔頂朝向運(yùn)輸車輛的前面；設(shè)備主吊吊耳呈水平放置狀態(tài)，尾部抬吊吊耳垂直向上；塔體上部在運(yùn)輸車的懸挑長(zhǎng)度必須大于19 m。采用液壓自卸平板車，塔體托架寬度必須大于車輛寬度，卸車時(shí)將挑出部分?jǐn)R置在支墩上（圖3）。

圖3 兩塔整體運(yùn)輸路徑示意

2.5 抬吊溜尾大型吊機(jī)的站位以及負(fù)載行走方向線路

1）兩塔抬吊大型吊機(jī)布置分別站位在兩塔尾部，吊機(jī)縱向中心偏離設(shè)備縱向中心約2.5 m，抬吊起吊作業(yè)半徑為14 m。

2）抬吊大型吊機(jī)朝垂直于門架的方向站位，設(shè)備起吊后大型吊機(jī)向前直行，把設(shè)備尾部往門架方向遞送。抬吊吊機(jī)負(fù)載行走約70 m，把設(shè)備尾部吊運(yùn)至設(shè)備板轉(zhuǎn)豎立位置。

3）抬吊大型吊機(jī)履帶中心寬度10.5 m，兩側(cè)履帶下各鋪設(shè)規(guī)格為2.3 m×7.0 m的路基箱，路基箱中心和履帶中心重合，路基箱外寬為17.5 m，在吊機(jī)吊裝行走過(guò)程中采用小型吊機(jī)隨行隨翻。

2.6 門架提升裝置安裝（拆卸）和直立滑移的布置及方向路線

1）門架提升裝置安裝布置在門架A塔吊裝范圍內(nèi)。

2）門架的移位采用整體頂推滑移，布置方向線路為從A塔吊裝位置頂推滑移至B塔吊裝位置，定位錨固。在門架向B塔滑移時(shí)，為避免設(shè)備頭部與門架發(fā)生干涉，需要拆除提升系統(tǒng)南側(cè)主肢的自提升框架。門架單根桅桿滑移底排的基礎(chǔ)處理尺寸為33 m×7 m，連接兩塔的門架基礎(chǔ)承臺(tái)。

3）門架拆卸首先把門架從B塔的位置往A塔的方向頂推滑移約12 m的距離，留出門架拆卸自頂升下降的空間，然后進(jìn)行門架拆卸作業(yè)。

4）門架組裝和拆除場(chǎng)地布置在兩塔的四周，約80 m×30 m。

2.7 兩塔吊裝裝置內(nèi)相關(guān)的基礎(chǔ)、結(jié)構(gòu)等需協(xié)調(diào)暫緩施工的主要內(nèi)容

兩塔吊裝總平面布置雖然盡量考慮了避讓裝置內(nèi)其他基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)等施工作業(yè)面，但由于兩塔吊裝平面布置的區(qū)域大，點(diǎn)多面廣。還是有許多基礎(chǔ)、建筑結(jié)構(gòu)等無(wú)法避讓，需要暫緩施工，待兩塔吊裝完成后再進(jìn)行。

3 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)精確的計(jì)算分析，進(jìn)行兩塔的地面放置位置和門架的定位，滿足了兩塔附件地面組裝空間和門架整體頂推滑移空間的要求，實(shí)現(xiàn)了兩塔的快速連續(xù)吊裝作業(yè)，兩塔的吊裝就位日期僅相隔了12 d，如采用常規(guī)的方案將門架拆除后組裝，再進(jìn)行第2臺(tái)塔的吊裝，需要一個(gè)多月的時(shí)間。吊索具和管口采用CAD進(jìn)行干涉分析，確保了扳吊過(guò)程的順利進(jìn)行。牽索錨點(diǎn)的合理布置，既滿足了規(guī)范的要求，又實(shí)現(xiàn)了兩塔吊裝的共用。場(chǎng)地處理方法結(jié)合了裝置地坪設(shè)計(jì)圖紙，并經(jīng)過(guò)計(jì)算校核和第三方檢測(cè)，節(jié)約了成本，同時(shí)確保了吊裝作業(yè)的安全可靠。