株洲某φ7.5m反应器组对吊装方案.doc

株洲****集团有限责任公司
常压富氧直接浸出炼锌工程
Φ7.5m反应器组对

吊装方案

****冶集团第一工程有限公司
2007年7月18日

一、工程概况
株洲****集团有限责任公司常压富氧直接浸出炼锌工程的反应器是由玻璃钢制及不锈钢制作而成的重要筒体设备，其特点是高、大、重。设备直径为7500mm，高度为24m，总重63.25吨，分为六节到现场拼装。安装在标高为7.5m的结构平台上，设备安装顶标高为31.5m。
反应器的吊装的特点就设备直径大、安装位置“超高”，吊装难度大。若采用整体吊装，设备在地面组对安装精度达不到设备及设计要求，按要求需要采取边拼装设备边吊装方法；若采用顺装，需要搭设较高的脚手架，较大部分的作业为高空作业，即不便于施工，也不利于安装、保护设备。经各种方案对比，我们认为采用倒装法对设备安装的精度要求、设备保护以及施工均较为有利。但是八个反应器施工总工期约为八个月，仅靠汽车吊车吊装（因设备高、大、重的特点），至少需要租赁250吨和50吨汽车吊各一台长期守候施工现场，从经济角度分析不合理。因此，我方建议采用桅杆作为主要吊装工具，另租赁一台50吨汽车吊车作为辅助吊装工具，这样既能保证安装进度和质量，以能保证设备安装安全。我们根据设备特点，施工机具条件、现场情况及施工技术水平，对方案进行了优化，认为在反应器中心线两端竖立两座顶标高为35米的桅杆，两桅杆中心距离为8500mm，两桅杆顶上安装框式横梁作为吊装承重梁。如下图为桅杆吊装示图（本方案为一套吊架的施工方案，如采用二套吊架的施工方案其方法相同，但可一边组对胶接，一边进行吊装，这样工期可大缩短）。

反应器吊装桅杆布置效果示意图
吊点由设备本身本身确定,设在筒体最顶上一节（即①号段圆筒），并对称布置。(注:倒装过程从始至终只能使用这一节筒体上的吊点)
二、施工准备
1．审查图纸
审查图纸的设计深度能否满足施工要求，校对图纸上的构件
数量和安装尺寸，检查构件之间有无矛盾，另一方面对图纸进行工艺审核，即技术上是否便于施工。
2．材料
根据图纸计算各种材质、规格的材料净用量，加上一定重量的损耗，提出材料预算计划。要求定尺的钢材如没有按要求进货，则损耗必须增加。
3．施工技术准备
3．1熟悉图纸，严格按图纸施工，对图纸有疑问的地方会同技术部门共同协商解决。
3．2组织施工人员学习国家新规范、新标准，并严格执行新规范、新标准内容。
3．3施工前进行施工技术交底，控制每一道工序，上下工序要衔接，不能出现差错。
3．4组织原材料进场，并对原材料进行复检，保证材质合格。
4．施工用机具准备
4．1根据反应器筒体具有高、重、大等特点，选择其安装方案尤为重要，通过多种方案的安全性、难易性、经济性进行比较、分析，最后确定采用逐节段倒装。需要制作倒装用的钢架。
4．2吊装用的卷扬机、滑轮组、钢丝绳、绳卡、倒链要根据吊装需要准备就绪。
4．3制作安装用的电焊机要充分准备好，检查其工作性能
是否完好。
三、主要的施工方法
吊装工艺流程：
吊装桅杆及横梁安装→吊装临时平台安装→组对平台铺设→轨道安装→①号段圆筒安装→②号段圆筒安装→③号段圆筒安装→④号段圆筒安装→⑤号段圆筒安装→⑥号段圆筒安装→组对平台拆除→圆筒与设备支座结构连接→吊装其它附属设备→桅杆拆除

按筒体①~⑥顺序逐节吊装

（一）、桅杆的选用与竖立
1、桅杆的选用：
选用同一规格，截面尺寸为1000mm×1000mm，
主肢角钢为：∠125mm×125mm×10mm 材质为Q235
副肢角钢为：∠75mm×75mm×8mm 材质为Q235
本方案使用的桅杆长度为35m，每个桅杆重为： 4.8 t
桅杆与横梁总重为12t。
（注：为了满足施工进度的要求，可以同时制作两套桅杆设备，即四个桅杆和两个横梁）
桅杆的竖立：先将横梁在地面安装在桅杆顶部，再利用现场50吨汽车吊车吊装，将桅杆及横梁竖立起来，并拉好桅杆三面的钢丝绳。
2、桅杆的受力计算：
计算重荷：P=（Q＋q）×k＇×k=(63.25＋５)×1.2×1.1=98.28t=98.28×104N
式中：Q—设备筒体重量
q—吊绳等吊具重量
k—动载荷系数
k＇—动载荷系数
吊装过程中，使吊绳保持竖直，因此，桅杆仅承受压力。
桅杆强度计算公式：σ=Pz/A≤[σ]
稳定性计算公式：σ=Pz/φA≤[σ]
式中：σ—计算应力，Pa

Pz—轴向荷载，N
A— 横截面积
[σ]—许用应力
φ—稳定系数
单个桅杆受力为P1=98.28/2=49.14t=49.14×104N即为桅杆轴向荷载
P’= Pz
桅杆为4根∠125mm×125mm×10mm角钢组合，则
A=4d(2b0-0.833d)=4×10×(2×125－0.833×10)=9666.8mm2
σ= Pz/A=491400/9666.8=50.8N/mm2
桅杆长细比：λ=l/r=35000/0.462×1000=75.7
由长系比可以求得稳定系数为：φ=1.222-0.0062×75.7=0.752
σ=Pz/φA=67.6 N/mm2
许用应力计算如下：
Q235钢的屈服极限为σs=21.5kgf/mm2=215N/ mm2
取安全系数为k=2，则[σ]= σs/2=107.5 N/ mm2
[σ]>σ
（二）、横梁受计算
横梁仅受弯矩力作用，为制作方便，将横梁反采用的材料及制作形式与桅杆相同，其强度计算公式为：

σ=M/W≤[σ]
由吊点布置可知，吊点受力点距桅杆中心横梁支点距离为0.6m
则M=491400×600=294840000N*mm
W=1.72×1000×10×（2×125-0.833×10）=4156724mm3
σ=M/W=294840000/4156724=71N/mm2
[σ]>σ
故桅杆及横梁选择均能满足吊装需要。
（三）、起吊滑车组、吊绳选择及出绳端拉力计算
1、滑车组选择
根据起重最大重量，以及吊装方案，每个吊点选用HQD5-80t和HQD6-80t滑车各一只，组成6-5单头出绳滑车组，出绳从定滑轮拉出，其倍率为i=11,η=0.65
则滑车组出绳端拉力为：S=P1/i*η=491400/11×0.65=68727.3 N
滑车串绕出绳端拉力，就是等于卷扬机的牵引力，故选用每套滑车组选用一台10T慢速卷扬机做牵引。
2、导向滑轮选取：
按进出导向滑车组的跑绳呈90度计算
则导向轮受力为：Qa=S*Ca=68727.3×1.41=96905.5N
HQGK1-10t滑车四只作为导向滑车。
3、求串绕绳直径：
取安全系数k=5，其破断拉力PP=0.3σd2=S*k

选用6×37+1，抗拉强度1550N/mm2,其直径为：
d2=68727.3×5/0.3×1550
则d=27.18mm
圆整数据,选取串绕绳为直径为28mm，型号为6×37+1
4、滑车与设备吊装梁、设备连接钢丝绳选取取安全系数k=5，其破断拉力PP=0.3σd2=S*k，选用6×37+1，抗拉强度1550N/mm2,其直径为：
d2=491400×5/0.3×1550
则d=72.7mm
圆整数据,选取设备与滑车组相连接的钢丝绳直径为74mm.
（四）、为了保证桅杆吊装时处于稳定，考虑风载荷的影响,在每个桅杆周边拉三根直径为φ30mm的钢丝绳为桅杆稳定拉绳，钢丝绳与桅杆成30度夹角。
（五）、搭设临时组对平台与安装运输小车
根据玻璃钢反应设备的基础支架高度，搭设一个与支架高度相同(标高均为7.5m)的临时平台，平台尺寸为：8000mm×8000mm。在平台上铺设两根型号为43kg/m的轨道用钢作为运输入小车的轨道。运输小车作为筒体平移到设备安装中心位置用.
（六）、筒体的吊装与组对
吊装筒体采用倒装安装的方法，由筒体顶部逐级向下安装的顺序，先将第①段筒体利用50吨汽车吊吊上临时组对平台，放在轨道上的运输小车上，拉动小车，将筒体平移至设备支架安装位置处，落下滑
车组，挂上吊绳等吊具，吊装时注意按设备要求保护筒体。同时启动两台10吨卷扬机，缓慢升起第①段筒体，当筒体起升高度能容下第②段筒体时，利用50吨起重机将第②段筒体吊上临时平台上的小车上，并将小车拉到设备支架筒体安装位置处，调整好安装位置，缓慢落下第①段筒体，由设备厂家负责现场调整与组对,我方配合起重吊装。
当第①、②段筒体组装完成后，吊起①、②段筒体上升至能容纳下第③段筒体的高度，再利用类似吊装第②段筒体方法吊装第③段筒体。同理，利用相同的方法吊装直到吊装结束。
最后一节筒体组对完成后，整体吊起六节筒体，拆除支架上的轨道及小车，清除支架上的杂物，缓慢放下筒体，将筒体直接安装在设备支架设计安装位置处并按要求将设备固定与联接。
吊装过程中，注意设备组对要求的精度，由设备厂家负责直接控制，我方负责配合吊装。
为了配合施工的工期，可以制作两套吊装设备，同时安装两个反应器筒体。
（七）、吊装附属设备
筒体吊装完毕后，吊装筒体附属设备。
（八）、拆除吊装桅杆及横梁
将筒体安装完成后，利用现场的50吨汽车吊车，将桅杆及横梁整体转移至下一个准备安装的反应槽位置，准备安装下一个反应器筒体。当所有筒体吊装完成后，再利用汽车吊配合拉线钢丝绳将桅杆放
倒，拆除桅杆及横梁。
四、质量保证措施
1．所用工程材料必须检查验收，其质量必须符合设计规定和产品标准，并具有出厂合格证，没有出厂合格证或对质量有怀疑时，进行复检，符合要求后方可使用。
2．重点工序的检查点必须由业主代表、监理代表和施工单位共同检查验收，签字生效方可转入下道工序。
3．施工准备阶段，由技术负责人组织对质量保证措施计划进行评审，如材料进场、技术方案、技术交底等工作项，保证各项质量措施计划能在施工过程中逐项实施。
4．施工过程中发现不合格品，应立即明显标记，或另堆存放，避免不合格品使用到工程中去。对不合格品的处理要写出方案，报工程技术负责人审批决定。
5．测量仪器包括长度测量钢尺，必须经检定合格，质检人员要保存标定合格钢尺，经常与施工人员使用钢尺比较，避免施工人员钢尺因频繁使用精度下降，造成质量事故。
6．施工记录、质量与验收文件应有完整的签字，不允许他人代签或无人签字的记录作为正式的资料。
五、职业健康安全与环境保护措施
1．所有参与本工程施工人员，均须熟悉工程内容和吊装方法，并按方案进行施工。
2．施工过程中，施工人员必须明确其具体分工和职责。

3．在起重作业时，应有统一的指挥信号，施工人员必须熟悉此信号，各操作岗位协调动作。在整个吊装过程中，切实听从命令，服从指挥，不得擅自离开工作岗位。
4．吊装时，整个现场应有一个总指挥调配，各岗位应迅速执行总指挥的命令，做到信号传递迅速准确，并对自己负责区域负责任。
5．施工过程中，要随时清理现场，清除障碍物，以利操作。
6．离地3m以上的高空作业人员须经体检合格，操作时佩戴好安全带，并系挂在安全可靠的物件上，脚手架应坚实稳固，跳板应扎牢，防止跳头板。
7.进入施工现场均须佩戴好安全帽，不能穿拖鞋、高根鞋和背心进入施工场地。
8．带电的焊把线和电线要远离钢丝绳和倒链。
9．不许在雨天、雾天、夜间和5级风以上的情况下进行作业。
10．在起吊过程中，任何人不得在重物下和受力索具附近逗留或通过，不允许有人随同重物升降。
11．起重作业现场应设有明显的标示警戒线，非施工人员不得擅自入内。
12．吊装用的索具、倒链必须采用正规厂家的产品，并须有产品合格证。
13．焊接过程中产生的焊渣和电焊条端子不能随便乱丢，应收集起来做相应处理，以免污染环境。
14．施工过程中应尽量避免产生过大的噪声，以免扰民，在规定的休息时间应停止作业。
15．在施工过程中产生的废铁应及时回收，以免埋入土层污染土壤，提高经济效益。
六、施工主要机具及辅材
名称
型号
数量
备注
电焊机焊机

4台
吊架制作用
50t汽车吊

1台

手提砂轮机
φ150
4台
吊架制作用
角向磨光机
φ100
4台
吊架制作用
卷扬机
5t
2台

双输滑车
50t
2个
HQD5-80t
双输滑车
50t
2个
HQD6-80t
单输滑车
10 t
4个
HQGK1-10t
钢丝绳
φ28 6×37＋1
1000米

钢丝绳
φ74 6×37＋1
20米

绳卡
20
50个

倒链
10t
5个

倒装桅杆及横梁需各种材料及重量
名称
规格
材质
数量
备注
钢板
δ=20
Q235-B
0.5t
一套设备
钢板
δ=14
Q235-B
0.4t
一套设备
钢板
δ=12
Q235-B
2t
一套设备
钢板
δ=8
Q235-B
0.5t
一套设备
角钢
∠125×10
Q235-B
350m
一套设备
角钢
∠75×8
Q235-B
480m
一套设备