谈无锚点吊推大型设备施工方法

【摘要】在非常狭小的施工现场要完成大吨位的设备或大型构件的吊装工作是非常困难的，采用大型金属桅杆和与之配套的锚点、拖拉绳、滑车组、卷扬机等不仅施工工艺繁琐，劳动强度大，高空作业多，辅助工期长，施工费用高，而且有时甚至无法在狭窄的施工现场内展开。无锚点吊推法的开发成功，正是解决了上述难题。

【关键词】无锚点；吊推；大型设备；施工方法

大型设备的吊装方法是根据各种条件因素，因时因地，综合考虑技术经济的合理性来确定的。在非常狭小的施工现场要完成大吨位的设备或大型构件的吊装工作是非常困难的，采用大型金属桅杆和与之配套的锚点、拖拉绳、滑车组、卷扬机等不仅施工工艺繁琐，劳动强度大，高空作业多，辅助工期长，施工费用高，而且有时甚至无法在狭窄的施工现场内展开。无锚点吊推法的开发成功，正是解决了上述难题。特别是在旧装置改造中，周围环境复杂，障碍物较多的施工现场，凡是基础在地面的高、重型设备或构件，只要在地面上有水平摆放的位置，就可完成起吊工作。

1 原理

由于吊推法的门架无需拖拉绳和锚点，它的主要工作过程由“吊”和“推”两种动作组成，故称无锚点吊推法。全部吊装过程一般由竖立门架、起吊设备、扳倒门架、推举就位、放下门架等五道工序完成。

2 吊推工艺(以初分馏塔吊推为例)

2.1 施工方案

精确计算设备的理论重心。在整体组合吊装时，应将附塔平台、梯子、栏杆、管道、保温、电器、仪表等一起考虑。根据理论重心，确定设备的前、后吊点位置，一般是前吊点位于理论重心的上方3.0～4.5m，后吊点位于理论重心的下方4.5～7.0m(可视设备的高度选择，高的取上限，低的取下限，特高设备还可适当放大一些)。

初选门架的外形尺寸及零点位置(均指中心线)：门架高H=设备重心高+基础高+h。式中，h 为附加高度，取3～4m；上横梁宽度B=设备中下部外径(包括平台)+门架立柱直径(或宽)十b，式中，b为附加宽度，取1.5～2m；两立柱夹角λ＝5°～10°；门架底部的零点位置(即门架在滑道上的初始位置)，应设在设备前吊点外侧0.5～1m左右。绘制吊推过程图并进行受力分析，以便掌握门架抬头、设备抬头，前后挂滑轮组收紧、推举过程、重心通过铰链、设备就位时的各部相对位置及受力大小。

当收紧前挂起扳时，可将门架和设备作为独立的受力体进行受力分析，建立平衡方程，由于吊装系统处于随机平衡，建立的方程组是多元方程组，必须在计算机上编程反复试算，才能得出精确的结果，当前挂、后挂、推举3套滑车组同时作用时，门架或设备受力分析为超静定，且3套滑车组只能受拉，这时可将吊装系统看成是柔接三连杆机构。运用虚功原理，分别计算出后挂或推举滑车组收紧时，吊装系统内的各部相对位置及受力变化。根据最大的受力情况，对门架、吊轴、铰链及基础预埋件等进行强度核算，同时选择相应的索具和机械。(如果是火炬，还应对塔架整体和每个杆件的强度及稳定性进行计算分析)。吊推法是借设备底部在基础上回转而进行吊装的，它对基础有一些特殊的要求，如果在土建设计时没有考虑，就需要对设备基础作适当处理，以满足吊推作业的要求。

2.2 吊推工艺

调整门架底部位置，使其在零点上就位，启动两套推举滑轮组，产生适当预紧力。启动两套前挂滑轮组，使门架顶部绕零点升起，同时相应地松开后挂滑轮组，使其松紧适当。当门架升至起吊角为71°时，设备就会自行抬头。继续收紧前挂滑轮组，设备继续升起，门架自行回倾至65°时，停止前挂卷扬机。启动后挂滑轮组，扳倒门架至50时，停止后挂卷扬机，设备继续升起。启动推举卷扬机，收紧推举滑轮组，使门架逐步向基础移动。此时门架和设备都将升起，至设备角接近77°(门架角为53°)时，收紧制动滑轮组，预防设备向前倾倒。门架再稍向前移动，同时相应地放松制动滑轮组。当设备重心通过铰链上方后，停止推举卷扬机，缓松制动滑轮组，使设备自行就位。拧紧地脚螺栓，松开前挂滑轮组与推举滑轮组，以塔上的前吊点为支点，借助门架的自重，将它放至地面，拆除索具、门架及滚道。至此全部吊装工作完毕。

2.3 主要技术要求

各吊挂点及门架位置应符合方案要求，误差±20mm。两侧滚道在同一横断面上的偏差应在±10mm以内，平行偏差小于0.5／1000。设备铰链轴的水平偏差小于0.5／1000；与基础中心线的平行偏差小于0.5／1000。在吊推过程中(包括升起门架)，两台对应卷扬机必须保持同步，以保证门架两立柱的倾角差不大于0.5°，推举时的位移偏差不大于100mm。应备有两台经伟仪配合测量并及时进行调整，确保门架顶部横梁的轴向位移，在吊装过程中不应大于门架高度的2.0／1000，设备顶部的最大摆动量不应大于设备的1.5／1000。设备底部的铰链轴不得悬空，应始终压在轴套的下方。门架在地面的水平移动需要一个坚实平整的推举滚道。

3 工艺特点

3.1 该技术消除了桅杆起重机所需要的缆风绳及其锚点，对在狭小的场地内施工，特别是老厂扩建中施工甚为方便。

3.2 使用较矮的柜式门架，既没有拖拉绳的压力，又是对称无偏心受载，使承载能力与同样断面的等高双桅杆比较，起重能力提高了1／3。

3.3 竖立和放倒门架的辅助工作，在设备吊装过程中自行完成。

3.4 以地面操作为主，避免了在整个吊装过程中的高空作业。起吊中，门架或设备头部刚离地面时受力最大，以后逐步减小，使主要机械、门架、索具及受力零部件的载荷也由大变到小，整个吊装系统更容易掌握和控制。

3.5 本工艺吊推的操作过程可用门架角度或设备角度为单一控制依据，只要能正确掌握角度参数，便很容易实现吊装过程的集中操纵和自动控制，进而可用微机进行方案优化设计和编程。

吊推法工艺已多次在大型设备吊装工程中顺利实施，每次吊装都获成功，不仅保证了安全与质量，而且工期比计划提前10～15天，与双桅杆抬法相比，可节约钢丝绳40％，劳动力30％，其费用仅为双桅杆抬吊法的1／2，且为企业赢得了极大的声誉。实践证明，吊．推法工艺先进，省工省时，安全可靠，完全符合优质、高速、低耗的要求，在安装工程建设中有着十分广泛的推广应用价值。

参考文献：

[1]建筑工程手册. 北京:中国建筑工业出版社,1997.

[2]宁仁岐.建筑施工技术.北京：高等教育出版社,2002.