多重約束條件下大型設備吊裝方案優(yōu)選與應用

周從山

（中國核工業(yè)第五建設有限公司，上海200540）

1 引言

目前階段，我國各項生產(chǎn)領域中對于大型設備的應用頻率正在逐漸提升。在這一基礎上，為了有效提升大型設備的施工質(zhì)量，就需要針對設備的吊裝方案選擇進行優(yōu)化，最大程度降低大型設備帶來的操作風險、技術(shù)難度?；诖耍槍Χ嘀丶s束條件下大型設備吊裝方案優(yōu)選與應用這一課題進行深入研究具有一定現(xiàn)實意義[1]。

2 工程概況

某玉米深加工生產(chǎn)線建設項目位于遼寧省，色譜柱是淀粉糖裝置中的重要設備，在2017年的5月份進行了相應的招標與安裝工作。該色譜柱設備的外形尺寸為φ4850*10190毫米，105噸重，色譜分離系統(tǒng)的設備布置區(qū)域為116-17/KN，生產(chǎn)廠房的框架結(jié)構(gòu)材料為混凝土，地面四層高度。在N軸線上，位于16-17軸線之間的連接梁并未施工，而位于17-N與17-1/M之間的鋼筋籠施工項目已經(jīng)作業(yè)完畢，但是未進行混凝土澆筑施工。依據(jù)項目的整體施工狀況與設備的供應情況，生產(chǎn)車間的N軸線北方位置是生產(chǎn)廠內(nèi)的道路，寬度為8米，在廠內(nèi)道路的北側(cè)位置，是土建施工單位臨時使用地。另外，L-M軸線之間的色譜柱中心與N軸線之間的距離為12米。

3 多重約束條件下大型設備色譜吊裝方案優(yōu)選

3.1 起重機吊裝方案

由于部分工程梁不參與施工,所以需要分析采用起重機進行吊裝。

①吊裝工藝。由于核心起重機站并不在N軸線中，而是在16-17軸線之間，所以主起重機需要與輔助起重機進行合作抬吊，使設備呈現(xiàn)豎立狀態(tài)，再讓輔助起重機與主起重機脫離開來，主起重機獨自吊起設備并變幅，把處于16-17軸線之間的設備水平移放到安裝位置進行就位。在此期間，對于主起重機的選擇是LTM1800/800t型號，其中心位置處于16-17軸線中心面向北面的延長線之上，空中回轉(zhuǎn)的半徑在20米左右。對于輔助起重機的選擇是LTM1120/3130t型號，其最高能夠水平吊抬起130噸的重量，工作半徑為6米，主臂長度為16.6米，吊抬重量達66噸，超出某玉米深加工生產(chǎn)線中的色譜柱設備重量的1/2，滿足施工需求條件。

②費用預算。具體的預算成本投入見表1：

表1 起重機吊裝方案預算費用

③綜合分析。該種方案的應用能夠有效滿足工程作業(yè)生產(chǎn)過程中的設備吊裝規(guī)范與相關要求，但是，其應用的范圍相對比較小，例如16-17軸線之間的梁安裝、17軸線之上的17-M、17-1/M、17-M以及17-L柱都無法進行相應的施工，采用此種大型設備吊裝方案會很大程度上導致施工進度受到影響。

3.2 設備直立行走并利用集群千斤頂分步落位吊裝方案

①吊裝工藝。在應用設備直立行走并利用集群千斤頂分步落位吊裝方案進行施工時，需要將16-17軸線之間的中心線作為施工中心，將兩條軌道架設于地面上，兩條軌道之間的距離控制在4000毫米，然后從L軸線位置進行架設，架設至N軸線的北方延伸的5000毫米處。與此同時，在軌道之上還應該設置厚壁圓筒，并于滾筒的上方位置將拖排安裝上，其規(guī)格為L*B：5000*4500毫米，最后在上方進行水平動力裝置的安裝工作。開始吊裝時，應該在生產(chǎn)廠房的外部軌道上臨時將拖排固定其上，用起重機將設備豎立起來之后，將其臨時就位在拖排上，最后運用水平動力裝置將設備進行位移，推動至就位上方。與此同時，使用集群千斤頂頂起設備，然后將拖排與軌道撤出，使得待安裝設備處于基礎之上。在此期間，16-17軸線之間的全部內(nèi)梁不得施工，其余的梁柱以及屋面施工不受影響，當所有的設備均就位之后，16-17軸線之間的梁才能恢復施工。

②費用預算。具體的預算成本投入見表2：

表2 設備直立行走并利用集群千斤頂分步落位吊裝方案預算費用

③綜合分析。設備直立行走并利用集群千斤頂分步落位吊裝方案對于工藝技術(shù)方面的要求標準比較高，必須精確設計軌道、滾筒等施工環(huán)節(jié)，在施工操作人員的選擇上需要具備多年配合施工經(jīng)驗，方能最大限度的滿足施工進度。

3.3 兩種方案優(yōu)選比較

在進行上述兩種方案的比較時，第一種方案的施工工序比較簡單，具有安全性高、危險系數(shù)低、成本低的優(yōu)勢，但該種施工方案要求施工必須間斷，等待施工設備安裝完畢后才能再次開展施工,十分影響施工效率。第二種方案的施工成本比較經(jīng)濟適宜，施工難度比較大，風險系數(shù)相對也比較高，但是依舊處于可控范圍內(nèi)，最大的優(yōu)勢在于能夠有效滿足土建方面的施工需求，保障了整個淀粉糖裝置的施工節(jié)點，所以權(quán)衡之下決定選用第二種施工方案。

4 多重約束條件下大型設備直立行走并利用集群千斤頂分步落位吊裝方案應用

4.1 千斤繩設計

由于本次工程中采用的色譜柱外形尺寸為φ4850*10190毫米，105噸重，所以在使用千斤頂進行樹立時，應該將千斤繩回轉(zhuǎn)90。，將千斤繩與扁擔進行結(jié)合使用。采用兩根18米長的千斤繩，每根繩的破斷拉力應該保持為1910kN，兩側(cè)的吊耳數(shù)量為一根，并且需要將其折疊使用，工序4根承受拉力。與此同時，還需要將鋼絲繩的上端位置掛于吊鉤之上，下端部位利用橫擔連接于色譜柱頂部上的管軸式吊耳上，橫擔需要與設備的頂端部位相距3米遠。

4.2 色譜柱水平位移施工工藝設計

通過綜合分析施工現(xiàn)場的實際狀況之后，本次施工決定采用色譜柱水平運輸工藝。在進行軌道設計時,需要進行必要的吊裝作業(yè)。當不同類型的基礎設備制作完成之后，廠房的地面未進行回填施工，色譜柱基礎的附近是3米左右的深坑。在這一色譜柱水平位移施工條件下，需要在位移軌道上加設淀粉酶儲罐基礎、色譜柱加固基礎。另一方面，為了有效提升軌道的梁承載力，開展軌道立柱設計時，應該充分利用固有的軌道基礎，將柱本身的承載力進行優(yōu)化提升。為了便于施工后續(xù)的各類輔助設備撤離，還應該將色譜柱水平運輸軌道上的不同支柱結(jié)構(gòu)設置為門式結(jié)構(gòu)，搭設軌道的方法選用分段搭設，然后使用螺栓固定的方式提升色譜柱水平位移操作的安全性能和施工質(zhì)量。

5 總結(jié)

綜上所述，在進行機電安裝工程的施工時，有關于大型設備的施工工藝都相對較為復雜，相對應的約束條件數(shù)量也比較多。此時開展的大型設備吊裝方案優(yōu)選工作，必須從設備的實際應用點著手，做到因地制宜施工,全方位考量整個工程的經(jīng)濟成本、施工安全、建筑質(zhì)量以及持續(xù)周期等諸多因素，整理出最佳的施工方案，唯有如此，才能為后續(xù)施工流程推進給予正確、高效的指導意見。由于受到多方面因素的影響,文中的研究內(nèi)容并不全面，還有待補充，希望其中的部分內(nèi)容能夠為后續(xù)關于本課題的研究提供參考[2]。