塔類(lèi)框架模塊嵌套式安裝技術(shù)

王寅吉 張友星 汪運(yùn)儲(chǔ)

摘 要：塔類(lèi)聯(lián)合框架的施工進(jìn)度直接影響到工藝配管和內(nèi)構(gòu)件的安裝。塔類(lèi)聯(lián)合框架傳統(tǒng)的施工方式為從下至上散裝，存在施工周期長(zhǎng)、效率低、高空作業(yè)風(fēng)險(xiǎn)大以及施工成本高等弊端。因此，如何安全、快捷完成框架安裝任務(wù)也是整個(gè)項(xiàng)目建設(shè)中的重要環(huán)節(jié)，本工程詳圖深化軟件（Tekla Structures）對(duì)框架結(jié)構(gòu)進(jìn)行分解，地面預(yù)制成模塊，整體嵌套方式完成框架結(jié)構(gòu)的安裝作業(yè)。

關(guān)鍵詞：塔類(lèi)框架；模塊；預(yù)制；嵌套

中圖分類(lèi)號(hào)：TU35 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

0 前言

塔里木油田某地面工程中的脫丁烷塔（左邊）、DHX塔（中間）和脫乙烷塔（右邊）為四方形聯(lián)合框架，框架結(jié)構(gòu)主梁為HW350mm×350mm×12mm的“H”型鋼（圖1）?？蚣苁疽鈭D如圖1所示。

由于現(xiàn)場(chǎng)3臺(tái)設(shè)備到貨周期不一致，若等設(shè)備全部就位后采用傳統(tǒng)散裝方式進(jìn)行框架安裝耗時(shí)太長(zhǎng)，給予后期工藝配管和塔內(nèi)件施工的周期較為緊張，無(wú)法滿(mǎn)足現(xiàn)場(chǎng)工期要求，因此從工期、效率、安全和成本綜合考慮，針對(duì)脫乙烷塔、DHX塔和脫丁烷塔聯(lián)合框架結(jié)構(gòu)特點(diǎn)進(jìn)行分析研究，制定采用在地面將脫乙烷塔和脫丁烷塔的框架預(yù)制成型，待設(shè)備就位后將框架結(jié)構(gòu)整體吊裝就位。

1 施工流程（圖2）

2 框架地面預(yù)制

結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)吊車(chē)情況，應(yīng)用詳圖深化軟件（Tekla Structures）建立框架鋼結(jié)構(gòu)的三維模型，可實(shí)現(xiàn)碰撞校核，創(chuàng)建材料清單并生成零構(gòu)件加工圖紙，以指導(dǎo)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行框架結(jié)構(gòu)模塊的整體預(yù)制，預(yù)制原則為在滿(mǎn)足吊裝和設(shè)備安裝的前提下盡可能多的在地面完成框架構(gòu)件的安裝。

通過(guò)詳圖深化軟件（Tekla Structures）分解的主要框架模塊參數(shù)見(jiàn)表1。

用AutoCad軟件對(duì)框架吊裝過(guò)程中的吊車(chē)拔桿和框架頂部橫梁及塔體自身高度進(jìn)行實(shí)物放樣，如圖3所示，保證最高起吊高度時(shí)拔桿與頂部橫梁之間的間距應(yīng)大于1m，確定脫乙烷塔和脫丁烷塔在地面完成框架1—4豎面、3—4豎面、1—2豎面和頂部?jī)蓪涌蚣艿哪K預(yù)制，待設(shè)備就位后采用嵌套的方式從頂部穿入落下就位。

3 吊耳選擇

為滿(mǎn)足現(xiàn)場(chǎng)吊裝需要，在塔架頂端設(shè)置板式吊耳4個(gè)，吊耳選擇SP型（HG/T21574—2008），單個(gè)吊耳承重20t，吊耳設(shè)置在塔架頂部的4根主梁上，可在蓋板上開(kāi)槽，吊耳與翼板及蓋板的焊縫應(yīng)全焊透，并對(duì)焊縫做滲透檢測(cè)，Ⅰ級(jí)合格。

4 施工創(chuàng)新點(diǎn)

（1）實(shí)現(xiàn)了施工過(guò)程的模塊化：利用詳圖深化軟件（Tekla Structures）對(duì)框架結(jié)構(gòu)進(jìn)行三維建模，可實(shí)現(xiàn)碰撞校核、創(chuàng)建材料清單、生成零構(gòu)件加工圖紙，指導(dǎo)生產(chǎn)加工，并根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)吊裝作業(yè)實(shí)際情況，對(duì)模型進(jìn)行分解，形成滿(mǎn)足吊裝要求的若干個(gè)模塊，現(xiàn)場(chǎng)采用模塊組裝的方式完成整個(gè)框架平臺(tái)的安裝；（2）實(shí)現(xiàn)了施工過(guò)程的機(jī)械化：充分利用了大型機(jī)械設(shè)備來(lái)完成整個(gè)施工作業(yè)，模塊采用地面預(yù)制，與散裝組對(duì)相比，減少了施工人員使用，降低了勞動(dòng)強(qiáng)度，同時(shí)提高了作業(yè)效率；（3）降低了施工過(guò)程的安全風(fēng)險(xiǎn)：采用模塊預(yù)制成型后整體吊裝的方式，主要的工作量均在地面完成，采用升降車(chē)即可完成焊接組對(duì)作業(yè)，無(wú)須搭設(shè)腳手架，地面預(yù)制不受垂直空間限制，可以進(jìn)行多組片裝預(yù)制后組合成模塊，提高效率的同時(shí)避免了高空作業(yè)和高空墜物帶來(lái)的人員安全風(fēng)險(xiǎn)；（4）節(jié)省了施工周期：無(wú)須設(shè)備就位后再進(jìn)行框架結(jié)構(gòu)施工，實(shí)現(xiàn)了框架平臺(tái)施工和設(shè)備安裝平行作業(yè)，甚至可以提前作業(yè)，減少了作業(yè)周期，為后續(xù)的工藝管線(xiàn)施工創(chuàng)造了條件。

5 應(yīng)用效果

現(xiàn)場(chǎng)通過(guò)框架結(jié)構(gòu)地面預(yù)制、整體嵌套就位的方法，在完成相同工作量的情況下，較傳統(tǒng)散裝方法取得了以下較好效果：（1）無(wú)須設(shè)備就位后再進(jìn)行施工，實(shí)現(xiàn)了框架結(jié)構(gòu)施工和設(shè)備安裝平行作業(yè)，甚至可以提前作業(yè)，減少了作業(yè)周期，將原施工周期從45天左右，減少到15天；（2）采用整體吊裝的方法，施工均在地面完成，預(yù)制率達(dá)到了90%，同時(shí)，地面預(yù)制不受空間限制，可以進(jìn)行多組片狀預(yù)制后組合成框，施工效率提高了80%；（3）采用整體吊裝的方式，無(wú)須搭設(shè)滿(mǎn)堂腳手架平臺(tái)，待框架就位后可以利用底層平臺(tái)進(jìn)行上層平臺(tái)的安裝，降低了高空作業(yè)風(fēng)險(xiǎn)；（4）傳統(tǒng)散裝周期約45天，且需50t吊車(chē)一直配合，采用地面預(yù)制后整體吊裝就位，整個(gè)施工周期縮短為15天～20天，減少了吊車(chē)使用時(shí)間，節(jié)省了開(kāi)支，增加了效益。

結(jié)論

聯(lián)合框架結(jié)構(gòu)無(wú)須在與設(shè)備連接，減少了現(xiàn)場(chǎng)焊接量，同時(shí)通過(guò)框架結(jié)構(gòu)樓梯，相比以往的直爬梯，更便于對(duì)塔群運(yùn)行參數(shù)的監(jiān)測(cè)和檢修，因此，聯(lián)合框架結(jié)構(gòu)是一種趨勢(shì)。本次采用的框架平臺(tái)整體預(yù)制、嵌套就位的方法，實(shí)現(xiàn)了框架平臺(tái)施工與設(shè)備吊裝同步甚至提前，實(shí)現(xiàn)了框架平臺(tái)整體預(yù)制，充分利用了現(xiàn)場(chǎng)已有的機(jī)具設(shè)備，降低了勞動(dòng)強(qiáng)度和高空作業(yè)風(fēng)險(xiǎn)，增加了施工效率，積極響應(yīng)并實(shí)現(xiàn)了集團(tuán)公司“五化”建設(shè)中的“預(yù)制化”和“機(jī)械化”。

參考文獻(xiàn)

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