石油化工裝置大型鋼結(jié)構(gòu)模塊化吊裝技術(shù)分析

李斌

摘要：現(xiàn)如今，我國(guó)建筑業(yè)發(fā)展迅速，吊裝技術(shù)被廣泛應(yīng)用在建設(shè)過(guò)程中。隨著國(guó)內(nèi)石油化工工程建設(shè)的迅速發(fā)展，生產(chǎn)裝置規(guī)模逐漸變大，設(shè)備、鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)趨于大型化，其施工難度也隨之增加。在大型鋼結(jié)構(gòu)安裝過(guò)程中模塊化吊裝技術(shù)的應(yīng)用，能夠更好的提升工程整體建設(shè)質(zhì)量，提升工程效率。本文從施工工藝、技術(shù)性分析等方面進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明，對(duì)國(guó)內(nèi)典型的模塊化吊裝施工進(jìn)行簡(jiǎn)要介紹，希望今后對(duì)于同類型施工有可借鑒之處。

關(guān)鍵詞：石油化工裝置;大型鋼結(jié)構(gòu);模塊化;吊裝技術(shù)

引言

模塊化鋼結(jié)構(gòu)建筑在每個(gè)模塊中集成建筑、結(jié)構(gòu)、水電、暖通、消防、裝飾裝修、智能化系統(tǒng)等元素，可以說(shuō)是集成度、標(biāo)準(zhǔn)化程度及工藝流程化最高、現(xiàn)場(chǎng)施工速度最快、環(huán)境污染最小的建筑形式。

但因模塊體積與質(zhì)量大所造成的吊裝、運(yùn)輸不便，在吊裝過(guò)程中模塊變形造成內(nèi)裝及結(jié)構(gòu)的破壞及吊裝效率偏低等問(wèn)題也一直困擾行業(yè)發(fā)展。因此對(duì)于模塊吊裝、運(yùn)輸?shù)难芯考敖鉀Q可對(duì)行業(yè)的發(fā)展起到很大的促進(jìn)作用。

1吊裝的定義和吊裝工藝

吊裝是指在起重機(jī)械的作用下，工件被提升并安裝到規(guī)定位置的施工作業(yè)。

吊裝工藝是由起重機(jī)械的類型、工件結(jié)構(gòu)形式、施工場(chǎng)地條件綜合確定的，非常具有創(chuàng)造性，不能一勞永逸，同樣的設(shè)備、同樣的起重機(jī)械，對(duì)不同的安裝單位、不同的施工場(chǎng)地條件，會(huì)衍生不同的吊裝工藝。石油化工項(xiàng)目上常用的起重機(jī)械主要有桅桿、橋式/門式起重機(jī)、汽車式起重機(jī)和履帶式起重機(jī)。隨著起重機(jī)械受力構(gòu)件性能的不斷優(yōu)化和大型液壓技術(shù)的不斷發(fā)展，危險(xiǎn)性高、工藝復(fù)雜、施工周期長(zhǎng)、影響施工平面范圍大的桅桿已逐步退出了歷史舞臺(tái)，性能更高、更安全可靠的橋式/門式起重機(jī)、汽車式起重機(jī)和履帶式起重機(jī)越來(lái)越受到施工企業(yè)的青睞。經(jīng)過(guò)多年摸索和總結(jié)，目前主流的吊裝工藝有單機(jī)提升滑移法、雙機(jī)提升滑移法和雙機(jī)抬吊滑移法。這三種吊裝工藝具有原理透徹清晰、力學(xué)計(jì)算簡(jiǎn)單準(zhǔn)確、方案設(shè)計(jì)簡(jiǎn)捷方便、吊裝過(guò)程操作簡(jiǎn)便、吊裝平面布置機(jī)動(dòng)靈活、對(duì)吊裝現(xiàn)場(chǎng)適應(yīng)性好等特點(diǎn)。

2鋼結(jié)構(gòu)作用原理分析

鋼結(jié)構(gòu)是由型鋼和鋼板等制成的梁、柱等基本構(gòu)件，用焊縫、螺栓或鉚釘將其連接成可承受各種載荷作用的幾何不變體，是主要的建筑結(jié)構(gòu)類型之一。鋼結(jié)構(gòu)有著材料強(qiáng)度高，結(jié)構(gòu)重量輕;韌性、塑性好，材質(zhì)均勻，結(jié)構(gòu)可靠性較高;制造安裝機(jī)械化程度高，可以準(zhǔn)確快速地裝配;抗振（震）性、抗沖擊性好;室內(nèi)空間大，容易做成密封結(jié)構(gòu)等優(yōu)點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于大型廠房、橋梁、場(chǎng)館及石油化工領(lǐng)域。

根據(jù)鋼結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)，在石油化工建設(shè)領(lǐng)域中，運(yùn)用鋼結(jié)構(gòu)工程進(jìn)行設(shè)計(jì)，有著如下優(yōu)點(diǎn)：

1）鋼材強(qiáng)度較高，彈性模量也高。與混凝土和木材相比，其密度和屈服強(qiáng)度的比值相對(duì)較低，因而在同樣的受力條件下，鋼結(jié)構(gòu)的構(gòu)件截面小，自重輕，便于運(yùn)輸和安裝，適用于跨度大，高度高，承載重的結(jié)構(gòu)。

2）鋼材適用于沖擊和動(dòng)力荷載具有較好的抗振（震）性能，可靠性高。

3）鋼結(jié)構(gòu)本身制作安裝機(jī)械化程度高，可以準(zhǔn)確快速裝配，可以節(jié)約施工工期。正因如此，使得其在石油化工工程方面的應(yīng)用越來(lái)越廣。

隨著我國(guó)工業(yè)化進(jìn)程的進(jìn)一步發(fā)展，生產(chǎn)裝置規(guī)模逐漸變大，設(shè)備、鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)趨于大型化，這就對(duì)鋼結(jié)構(gòu)工程的設(shè)計(jì)提出了更高的要求。

3石油化工裝置大型鋼結(jié)構(gòu)模塊化吊裝技術(shù)分析

3.1片式框架組裝

1）首先把兩根立柱吊放到臥式組裝平臺(tái)胎架上，利用調(diào)整支座，側(cè)向與端面靠模找正、找平。兩根立柱的平直度、間距、平行度、對(duì)角線與端面錯(cuò)位，然后組裝聯(lián)結(jié)橫梁、斜撐等構(gòu)件，組裝找正符合要求后進(jìn)行連接件的緊固或焊接。

2）緊固連接件為高強(qiáng)度螺栓時(shí)結(jié)合面應(yīng)按要求檢查處理，高強(qiáng)度螺栓應(yīng)按規(guī)定進(jìn)行初緊和終緊。

3）采用焊接連接時(shí)施焊應(yīng)符合設(shè)計(jì)或施工驗(yàn)收規(guī)范的規(guī)定，控制焊接工藝，防止焊接變形。

4）為了保證鋼結(jié)構(gòu)框架總裝質(zhì)量，宜采用上段和下段（如第一段與第二段，第二段與第三段）鋼結(jié)構(gòu)模塊相對(duì)應(yīng)的片式框架設(shè)置在同一組臥式組裝平臺(tái)胎模具上組裝，待下段片式框架組裝完畢后，上段片式框架的立柱以下段片式框架立柱為基準(zhǔn)，并進(jìn)行上下段片式框架立柱的臨時(shí)連接（用臨時(shí)螺栓連接緊固或點(diǎn)焊固定），待上段（第二段）片式框架組裝找正完畢后拆卸臨時(shí)連接，把下段片式框架吊運(yùn)至鋼結(jié)構(gòu)模塊組裝位置。

3.2散裝法

該安裝方式為直接在鋼結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上進(jìn)行拼裝，安裝順序大致為單立柱的安裝、立柱之間安裝橫梁及斜撐安裝成片、片狀之間再安裝橫梁及斜撐等安裝成框。本層框架成型后，繼續(xù)在結(jié)構(gòu)頂部進(jìn)行上一層鋼結(jié)構(gòu)的安裝，反復(fù)如此，直至結(jié)束。此安裝方式優(yōu)點(diǎn)是單件的重量較輕，可有效降低起重設(shè)備的要求。缺點(diǎn)是該安裝方式需要隨著鋼結(jié)構(gòu)框架的增高配合進(jìn)行腳手架設(shè)作業(yè)，搭設(shè)高空作業(yè)平臺(tái)，平臺(tái)搭設(shè)時(shí)間長(zhǎng)，高空作業(yè)多，工期跨度大，且需用大量纜風(fēng)繩等支撐材料。

3.3框架單元吊裝

3.3.1框架單元吊裝吊機(jī)的選用

1）根據(jù)框架單元的重量、外形尺寸與現(xiàn)場(chǎng)場(chǎng)地、空間等作業(yè)條件來(lái)選用吊機(jī)并符合HG20201-2000規(guī)范的相關(guān)規(guī)定。

2）對(duì)群體式鋼結(jié)構(gòu)框架的吊裝，吊裝吊機(jī)需要移動(dòng)、多次定位，宜選用履帶起重機(jī)進(jìn)行吊裝。

3）對(duì)一座或兩座鋼結(jié)構(gòu)框架的吊裝，吊裝吊機(jī)一次定位能覆蓋所有結(jié)構(gòu)框架的吊裝，宜選用桁架汽車式起重機(jī)進(jìn)行吊裝。

3.3.2吊機(jī)的定位地基

1）地基的地耐力必須能承載吊裝作業(yè)時(shí)吊機(jī)施加在地基上的重力，作業(yè)時(shí)地基不得下沉，特別是不得產(chǎn)生不均勻下沉，如地基的地耐力不符合要求應(yīng)認(rèn)真做好處理。

2）吊機(jī)定位地基的特殊處理：①遇到定位地基的下面設(shè)置有地下管道、電纜溝和電纜等情況，則需要特殊處理保護(hù)，不被壓傷、壓壞;②如遇到定位地基設(shè)置在已大開挖（土建施工）或松軟的回填土區(qū)域（范圍）時(shí)，則需要特殊處理，保證吊機(jī)定位地基達(dá)到地耐力要求。

3.3.3框架單元吊裝吊點(diǎn)、吊索具設(shè)置選用

框架單元吊點(diǎn)、吊索具的設(shè)置應(yīng)根據(jù)鋼結(jié)構(gòu)框架的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)來(lái)選擇吊點(diǎn)、吊索具的設(shè)置形式。但總體來(lái)說(shuō)吊點(diǎn)、吊索具的設(shè)置主要?dú)w納為兩種，一種為采用平衡吊梁式吊索具，另一種為吊索千斤直接錨固式。

結(jié)語(yǔ)

模塊化吊裝是今后石油化工工業(yè)裝置建設(shè)的趨勢(shì)，近年來(lái)多種類型實(shí)施模塊化施工案例的成功實(shí)施，證明了模塊化施工是一種高效且安全的建設(shè)模式，在今后的工程中，可充分借鑒原有的工程經(jīng)驗(yàn)，并在此基礎(chǔ)上進(jìn)行優(yōu)化創(chuàng)新，進(jìn)一步提高工程建設(shè)效率，降低工程施工風(fēng)險(xiǎn)。

參考文獻(xiàn)

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