塔類框架模塊嵌套式安裝技術

王寅吉 張友星 汪運儲

摘 要：塔類聯合框架的施工進度直接影響到工藝配管和內構件的安裝。塔類聯合框架傳統的施工方式為從下至上散裝，存在施工周期長、效率低、高空作業風險大以及施工成本高等弊端。因此，如何安全、快捷完成框架安裝任務也是整個項目建設中的重要環節，本工程詳圖深化軟件（Tekla Structures）對框架結構進行分解，地面預制成模塊，整體嵌套方式完成框架結構的安裝作業。

關鍵詞：塔類框架；模塊；預制；嵌套

中圖分類號：TU35 文獻標志碼：A

0 前言

塔里木油田某地面工程中的脫丁烷塔（左邊）、DHX塔（中間）和脫乙烷塔（右邊）為四方形聯合框架，框架結構主梁為HW350mm×350mm×12mm的“H”型鋼（圖1）。框架示意圖如圖1所示。

由于現場3臺設備到貨周期不一致，若等設備全部就位后采用傳統散裝方式進行框架安裝耗時太長，給予后期工藝配管和塔內件施工的周期較為緊張，無法滿足現場工期要求，因此從工期、效率、安全和成本綜合考慮，針對脫乙烷塔、DHX塔和脫丁烷塔聯合框架結構特點進行分析研究，制定采用在地面將脫乙烷塔和脫丁烷塔的框架預制成型，待設備就位后將框架結構整體吊裝就位。

1 施工流程（圖2）

2 框架地面預制

結合現場吊車情況，應用詳圖深化軟件（Tekla Structures）建立框架鋼結構的三維模型，可實現碰撞校核，創建材料清單并生成零構件加工圖紙，以指導現場進行框架結構模塊的整體預制，預制原則為在滿足吊裝和設備安裝的前提下盡可能多的在地面完成框架構件的安裝。

通過詳圖深化軟件（Tekla Structures）分解的主要框架模塊參數見表1。

用AutoCad軟件對框架吊裝過程中的吊車拔桿和框架頂部橫梁及塔體自身高度進行實物放樣，如圖3所示，保證最高起吊高度時拔桿與頂部橫梁之間的間距應大于1m，確定脫乙烷塔和脫丁烷塔在地面完成框架1—4豎面、3—4豎面、1—2豎面和頂部兩層框架的模塊預制，待設備就位后采用嵌套的方式從頂部穿入落下就位。

3 吊耳選擇

為滿足現場吊裝需要，在塔架頂端設置板式吊耳4個，吊耳選擇SP型（HG/T21574—2008），單個吊耳承重20t，吊耳設置在塔架頂部的4根主梁上，可在蓋板上開槽，吊耳與翼板及蓋板的焊縫應全焊透，并對焊縫做滲透檢測，Ⅰ級合格。

4 施工創新點

（1）實現了施工過程的模塊化：利用詳圖深化軟件（Tekla Structures）對框架結構進行三維建模，可實現碰撞校核、創建材料清單、生成零構件加工圖紙，指導生產加工，并根據現場吊裝作業實際情況，對模型進行分解，形成滿足吊裝要求的若干個模塊，現場采用模塊組裝的方式完成整個框架平臺的安裝；（2）實現了施工過程的機械化：充分利用了大型機械設備來完成整個施工作業，模塊采用地面預制，與散裝組對相比，減少了施工人員使用，降低了勞動強度，同時提高了作業效率；（3）降低了施工過程的安全風險：采用模塊預制成型后整體吊裝的方式，主要的工作量均在地面完成，采用升降車即可完成焊接組對作業，無須搭設腳手架，地面預制不受垂直空間限制，可以進行多組片裝預制后組合成模塊，提高效率的同時避免了高空作業和高空墜物帶來的人員安全風險；（4）節省了施工周期：無須設備就位后再進行框架結構施工，實現了框架平臺施工和設備安裝平行作業，甚至可以提前作業，減少了作業周期，為后續的工藝管線施工創造了條件。

5 應用效果

現場通過框架結構地面預制、整體嵌套就位的方法，在完成相同工作量的情況下，較傳統散裝方法取得了以下較好效果：（1）無須設備就位后再進行施工，實現了框架結構施工和設備安裝平行作業，甚至可以提前作業，減少了作業周期，將原施工周期從45天左右，減少到15天；（2）采用整體吊裝的方法，施工均在地面完成，預制率達到了90%，同時，地面預制不受空間限制，可以進行多組片狀預制后組合成框，施工效率提高了80%；（3）采用整體吊裝的方式，無須搭設滿堂腳手架平臺，待框架就位后可以利用底層平臺進行上層平臺的安裝，降低了高空作業風險；（4）傳統散裝周期約45天，且需50t吊車一直配合，采用地面預制后整體吊裝就位，整個施工周期縮短為15天～20天，減少了吊車使用時間，節省了開支，增加了效益。

結論

聯合框架結構無須在與設備連接，減少了現場焊接量，同時通過框架結構樓梯，相比以往的直爬梯，更便于對塔群運行參數的監測和檢修，因此，聯合框架結構是一種趨勢。本次采用的框架平臺整體預制、嵌套就位的方法，實現了框架平臺施工與設備吊裝同步甚至提前，實現了框架平臺整體預制，充分利用了現場已有的機具設備，降低了勞動強度和高空作業風險，增加了施工效率，積極響應并實現了集團公司“五化”建設中的“預制化”和“機械化”。

參考文獻

[1]紀海濤，郭春燕，催化蒸餾塔及其框架的分段吊裝[J].石油工程建設，2000（2）：40-41.

[2]顧桂汀.模塊式鋼結構框架組裝、吊裝施工工藝技術[C].施工機械化新技術交流會論文集（第十輯），2009.