输煤栈桥吊装工艺

[摘要] 钢结构栈桥的应用在煤化工项目越来越广泛输送钢栈桥工程越来越多,输送钢栈桥工程的安装因场地、工期及费用等因素影响, 必须经过精心的设计，方能确保安装工作顺利进行。

[关键词]输煤栈桥吊装 方案

中图分类号：U445 文献标识码：A

虽着经济的发展，在煤资源富集地区以煤为原料进行深加工替代石油的现代煤化工堪称最热。煤化工项目建设离不开基础建设，而钢结构栈桥的应用在其中越来越广泛，在栈桥结构中所占的比例也越来越大。尤其是跨度大于15m~35m的栈桥，由于其造价低，建造速度快的特点，钢结构栈桥的结构类型越来越多并逐步向大、高、重的方向发展。然而随着钢结构栈桥的跨度、高度和重量的不断增大，其安装的难度也越来越大。必须经过精心的设计，方能确保安装工作顺利进行。只有这样才能促进大跨度钢结构栈桥的结构形式进一步优化和不断创新。

一、 工程背景

       鹤壁煤化工年产60万吨甲醇项目主要建设内容包括：一台投煤量2500吨/日的Shell煤气化生产装置，2×34000Nm3/h空分装置(2套)和甲醇合成系统。项目建筑大部分采用钢结构，绵延1公里长将远处半球状的煤库和40多米的气化装置连接在了一起的栈桥均采用钢结构。我公司制作安装的栈桥为13#-18#栈桥，栈桥总长约1100米，总吨位约2000吨。最大跨度76.4米，最大宽度6.8m，最大高度50米。在所有钢结构栈桥中，以13#GHJ-3、13#GHJ-3、15#GHJ-3、15#GHJ-4的吊装最为困难。它们的主要参数如表1所示。

表1

名称 吊件长度(米) 吊件宽度(米) 牛腿标度(米) 重量(吨)

13#GHJ-3 45 6.8 H1=10.7、H2=9.6 68

13#GHJ-9 76.4 6.8 H1=27.6、H2=26.1 117

15#GHJ-3 33 6.8 H1=32.5、H2=40.5 52

二、吊装方法的比较与选择

返煤栈桥钢桁架具有跨度大、起重量大，根据以往施工经验，输煤栈桥钢桁架吊装方法对比：高空散装法（传统吊装工艺）、分段整体吊装法

高空散装法，即先在设计位置处搭设拼装脚手架，然后用垂直运输工具把构件分件吊至空中的设计位置，在脚手架上进行拼装。该方法高空作业多、焊接质量难于保证，安全难度大，安装操作脚手架所占面积大，高空作业工作量大，工期长，成本高；

分段整体吊装法，即将输煤栈桥钢桁架在地上拼装成整体，然后用起重机械整体吊装，空中移位后落位固定。该方法高空作业较少，焊接质量能得到保证，安全风险小，施工场地占用不大，成本低，工期短。

故分段整体吊装法对输煤栈桥钢桁架施工不管是在质量、安全保证方面，施工工期的控制上，成本控制方面均比传统的吊装工艺有较大的优势。

三、吊车选择

    1、 在一个批次的吊装工作中应选用最不利的吊装条件为吊装设计的计算模型。本设计为二个吊装批次，13#GHJ-3、13#GHJ-9为第一批次，15#GHJ-3为第二批次。第一批次选择13#GHJ-9为计算模型来验算模型。第二批次选择15#GHJ-3为计算模型。由于栈桥均为斜置，在吊装就位时可能需要平面旋转和立面旋转，况且吊件为超长，更是增加了吊装工作的难度。按可操作性来分析，若采用一台吊车起吊具有如下主要缺点：

（1）按吊点平衡理论，两组吊点之间距离不宜小于1/4总长，即L吊应大于33/4=8.25m。吊装的夹角一般取α=60°，吊钩距吊件之距离h1达到8.5m,再加上吊件的起吊高度h0 为40.5m，吊绳余量h余为4m。栈桥高度h物=3.5m，则起吊高度达到H=h0+h1+h余+h物=40.5+8.5+4+3.5 =56.6m，起吊高度超高，增加自然风力对吊件的晃动影响，提高了对吊车主臂长度的要求（一般300T汽车吊的主臂长度不超过60m，这样必须选用400T以上吨位的汽车式吊车）。

（2）一台吊车在进行吊件平面旋转时，必须设置风缆绳辅助，这样无故增加吊车荷载，也增添了吊装工作的安全隐患。

（3）台吊车进行吊装作业,无法进行立面旋转作业

（4）台吊车起吊，吊点在吊件的中部，改变了吊件的原来受力特征。对构件产生不良影响。

（5）从经济上分析:一台500T吊车进场费20万，台班费为5万/台班×2=10万，合计30万。2台起吊：进出场费2.5×（2+3）=12.5万，台班费为2×（2+3）=10万，合计22.5万，节约费用（30-22.5）/22.5=33.3%。

依据上述理由，故本次吊装作业，选择两台吊车进行抬吊作业。

2、安装机具设备选择

（1）15#GHJ-4栈桥至煤仓段带式输送机栈桥的起吊：根据现场情况，350吨汽车吊与170T汽车吊布置在栈桥一侧离栈桥10米处，两台吊车同时吊装。

（2）钢梁的起吊方法：采用两点起吊的方法起吊，吊点的位置按下述计算公式可得，吊点选择在各端4米处，吊点处钢架必须加设临时剪刀撑防止变形，在勾住吊车吊钩的地方，必须用卡环卡住。在正式起吊前必须进行试吊。

（3)钢栈桥最重部分，最大自重为52吨/榀。

（4）吊车荷重计算

每台吊车按最大栈桥重量直立状态时受力为最大，所承受最大载荷

P为：

P=Q(G+q1+q2)×K1=(26+2+0.5) ×1.1=31.35T

其中：P—吊车所受最大载荷

Q—吊车所最大荷重

G—钢梁净重量(52T/2=26T)

q1—吊车勾头重量(2T)

q2—索具重量(0.5T)

K1—动载系数

(K1=1.1)

2.主吊车工况确定

主吊车吊装工况选择：

型号：AC350/6汽车吊

工况组合：AC350/6

汽车吊标准工况重型主臂起重

性能表

回转幅度R=10m

吊装工作半径：R=10m

最高臂长：L=43.9m

此工况下吊车吊装能力为49.3T，大于最大吊装载荷P1(31.35T)，满足吊装要求。

副吊车工况确定

型号:RT1650汽车吊

工况组合：RT1650

汽车吊标准工况重型主臂起重性能表

回转幅度R=8m

吊装工作半径：R=8m

最高臂长：L=28.7m

此工况下吊车吊装能力为39.2T，大于最大吊装载荷P1(31.35T)，

满足吊装要求。

四、吊装质量保证措施

1、配备有丰富施工经验和工作认真踏实的施工质量管理人员，由项目经理、项目技术负责人、项目质量负责人及有关技术管理人员组成质量管理小组，对各级质量管理人员制订切实可行的质量责任制并落实到人，使现场质量责任制纵向到底，横向到边，形成网络，三级质保体系的核心是项目部，重点是一线班组，关键是生产工人。

2、项目部班子是工程的直接管理者，实行项目经理负责制，所有人员做到职责分明。每个部位，每个环节的工程质量落实到人，项目经理和施工人员均应熟悉图纸，了解设计意图，明确各分部分项的施工方案和施工方法，掌握质量标准。

3、在施工过程中及时对操作班子进行技术交底，检查监督各班组按图纸和规范施工的情况，发现问题及时整改，对各班组施工质量进行检查、验收。验收合格后及时通知公司、业主及监理等有关单位验收。

4、施工班组施工过程中严格用按图纸、规范及技术要求操作，边施工，边自检、边整改。将质量问题消灭在操作第一线。

5、做好预先控制。施工过程中做到事先预防，事后把关。对可能遇到的重点、难点，预先制定应付措施，对材料操作工艺、工序、机具、产品保护均要事先制订预控计划，确定控制点，施工中明确专人进行检查落实。

6、加强质量检验评定制度，严格实行“三检”制，上道工序未验收合格不得转入下道工序的施工。

7、严格实行各种原材料和配件的质量验收制度，主要材料进场必须有生产单位的出厂试验报告单或质保书，并同时具备化验单或复试单。

8、测量仪器设备应配备完善，各种仪器都应通过计量部门的检测，合格后方可使用。

9、现场出现设计或结构尺寸不符的问题不得擅自处理，应由工程技术、质量工程师会同有关专家和技术人员处理。

五、几点工作体会

1、方案设计的优化结果是提高经济效益的最重要环节。

2、土建设计对吊装工作的影响必须有充分的认识，在土建设计时，就应该认真考虑吊装方案。

3、施工现场的布局对吊装设计的影响也是不容忽视的。如HJ-7吊装困难的起因就是现场临时设施安排不合理所致。

4、吊装设计中采用CAD技术进行模拟，是行之有效的手段，应进一步完善和大力推广。