模塊化安裝在堆垛式取料機安裝中的應(yīng)用

張書騰

摘 ?要：在機電安裝行業(yè)中，大型模塊化設(shè)備吊裝的比重日益增大，在該公司承接的南通王子造紙項目中，堆垛式取料機的安裝曾多次使用模塊化吊裝工藝并取得成功，該文就南通王子造紙項目堆垛式取料機的中心立柱、懸臂堆料機、取料及回轉(zhuǎn)俯仰裝置和刮板取料機等4個部分分析了對于模塊化安裝的應(yīng)用，為今后同類型的施工提供借鑒和參考。

關(guān)鍵詞：模塊化;結(jié)構(gòu)分析;吊裝

中圖分類號： TH24 ? ? ? ? 文獻標志碼：A

0 引言

堆垛式取料機發(fā)展的空間不斷擴大，對于模塊化的吊裝在此的應(yīng)用，充分整合施工工序，既降低工程項目成本，同時進一步規(guī)避風(fēng)險，創(chuàng)造實用價值。對于堆垛式取料機的工廠化模塊制造有待進一步發(fā)展，更好的將模塊化安裝應(yīng)用其中。

堆垛式取料機設(shè)備結(jié)構(gòu)主要分為中心立柱、懸臂堆料機、取料及回轉(zhuǎn)俯仰裝置、刮板取料機等四部分，其中懸臂堆料機為長74 400 mm，寬4 300 mm，高為4 030 mm的鋼結(jié)構(gòu)絎架，總重量78t，吊裝高度37 m，取料及回轉(zhuǎn)俯仰裝置為長73 067 mm，高4 268 mm，寬2 400 mm的鋼結(jié)構(gòu)箱體，總重94 t，吊裝高度為3 m。該設(shè)備構(gòu)件組裝銜接性較強，但經(jīng)過認真地結(jié)構(gòu)分析、校核和反復(fù)的論證，得出采用兩臺350 T汽車吊作為主吊機進行抬吊的吊裝法比較合理。下面詳細闡述設(shè)備結(jié)構(gòu)分析、設(shè)備部件安裝重點、模塊化建造技術(shù)、設(shè)備抬吊方法、設(shè)備吊裝重心計算等施工工藝和技術(shù)要求[1]。

1 設(shè)備結(jié)構(gòu)分析

堆垛式取料機主要有12個子模塊，包括旋轉(zhuǎn)底座、中心立柱框架、懸臂堆料機框架、堆料機皮帶機、懸臂堆料機框架斜撐、配重、取料機箱體、末端支撐、螺旋桿、回轉(zhuǎn)俯仰裝置、刮板支撐、耙子，各個子模塊通過工廠制作，部分子模塊進行工廠組裝，如中心立柱框架、懸臂堆料機框架、懸臂堆料機框架斜撐和耙子等。

各個子模塊形成較大的單元，主要有4個部分，旋轉(zhuǎn)底座、中心立柱框架組成中心塔模塊，臂堆料機框架、堆料機皮帶機、懸臂堆料機框架斜撐、配重組成懸臂堆料機，取料機箱體、末端支撐、螺旋桿組成取料及回轉(zhuǎn)俯仰裝置，刮板支撐、耙子組成刮板取料機。4部分結(jié)構(gòu)特點差異較大，其中懸臂堆料機、取料及回轉(zhuǎn)俯仰裝置結(jié)構(gòu)最為復(fù)雜，長度、寬度及重量各方面參數(shù)最大，如圖1所示。

2 設(shè)備部件安裝重點

2.1 中心塔安裝重點

中心塔的旋轉(zhuǎn)底座為整個設(shè)備的基礎(chǔ)，底座的安裝水平度要求需達到0.3 mm/m，由于底座尺寸大，安裝調(diào)整非常困難，所以調(diào)整工作需連續(xù)性作業(yè)，來保證底座的精度要求。

2.2 懸臂堆料機安裝重點

懸臂堆料機的整體長度為74.4 m，吊裝高度37 m，為保證模塊中的皮帶機正常行走，需保證整個堆料機在安裝完成后到達整個長度方向上不得出現(xiàn)10 mm偏差，所以中心立柱與堆料機框架連接點處需及時增加調(diào)整墊片，通過兩端垂直測量桁架的水平度。

2.3 取料及回轉(zhuǎn)俯仰裝置安裝重點

取料機回轉(zhuǎn)俯仰裝置中的取料機箱體、末端支撐、螺旋桿需分別組成3個大的子模塊進行整體吊裝，其中末端支撐與中心立柱底座中間連接的取料機箱體必須保證其直線度（長度75 m），3個子模塊的吊裝順序如下。1）吊裝末端支撐。2）吊裝箱體。3）吊裝螺旋桿，其中前2部分的吊裝工作尤為重要，直接影響螺旋桿的直線度。

3 模塊化建造技術(shù)

針對施工周期及施工安全性的考慮，本項目將模塊化建造技術(shù)應(yīng)用到施工過程中，首先模塊化建造是在建造場地上直接進行，大大減少資源。下面描述整個模塊化建造技術(shù)的實施過程。

3.1 懸臂堆料機模塊拼裝

3.1.1 懸臂堆料機施工步驟

懸臂堆料機施工步驟如圖2所示。

3.1.2 工裝制作

工裝共制作12個，底部橫梁為H型鋼（300×300×10×15），立柱為方鋼（150×150），中部用方鋼（80×80）進行支撐，具體如圖3所示。

3.1.3 ?絎架模塊預(yù)拼裝

將工裝放置在絎架長度的端頭，把每節(jié)絎架按照圖紙進行吊裝，擺放在事先放置的工裝上。

3.1.4 現(xiàn)場測量定位并進行精調(diào)

絎架擺放完畢后，用千斤頂和水準儀調(diào)節(jié)每段的標高（先調(diào)節(jié)D段絎架，再調(diào)節(jié)E、F、C、B，最終調(diào)節(jié)A段），用墊鐵進行調(diào)平，并用連接螺桿固定;待全部絎架調(diào)平、調(diào)直后，經(jīng)驗收合格后才可以焊接，焊接要求嚴格按照GB 50205—2001鋼結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范。

3.1.5 中間進料口附件安裝

進料口附件安裝時，應(yīng)保證整個附件組裝后的中心線與棧式存儲器絎架的中心線在一條直線上。

3.1.6 皮帶機的安裝

首先安裝皮帶機軌道，并根據(jù)設(shè)計圖紙進行調(diào)平。

皮帶機本體按照GB 50270—2010及設(shè)計說明進行安裝。

3.2 取料及回轉(zhuǎn)俯仰模塊拼裝

3.2.1 取料及回轉(zhuǎn)俯仰模塊的施工步驟

取料及回轉(zhuǎn)俯仰模塊的施工步驟如圖4所示。

3.2.2 工裝制作

工裝共制作16個，底部橫梁為H型鋼（300×300×10×15），立柱為方鋼（150×150），頂部橫梁為H型鋼（200×200×8×12），具體如圖5所示。

3.2.3 取料機箱體預(yù)拼裝

根據(jù)每節(jié)箱體的尺寸將工裝放置在指定位置，通過水準儀將每個工裝的高度調(diào)整在一個平面上，將箱體吊至工裝上，進行預(yù)拼裝。

3.2.4 末端支撐拼裝

末端支撐由4個輪子、一個支撐架組成，此子模塊拼裝需在整個堆場的最外圓進行拼裝，且拼裝是前后兩組輪子的中心連線必須與堆場圓相切，保證取料及回轉(zhuǎn)俯仰模塊拼裝完畢后能夠繞著圓周運轉(zhuǎn)。

3.2.5 底部螺旋桿安裝

底部螺旋桿由16部分組成，每個構(gòu)件通過支撐架及軸承連接，拼裝需從頭部依次向尾部連接，保證連接的直線度。

3.3 ?各模塊整體吊裝順序

各模塊整體吊裝順序如圖6所示。

4 設(shè)備抬吊方法及設(shè)備吊裝重心計算

4.1 設(shè)備抬吊方法

根據(jù)設(shè)備重量，外形尺寸，安裝位置以及現(xiàn)場實際情況，綜合考慮進度、費用、安全等因素，最終決定采用如下方案：第一天吊裝中心塔模塊及懸臂堆料機，第二天吊裝取料及回轉(zhuǎn)俯仰裝置及刮板取料機。其中中心塔模塊采用350 t汽車吊單獨吊裝，50 t汽車吊溜尾;懸臂堆料機采用兩臺350 t汽車吊進行抬吊。取料及回轉(zhuǎn)俯仰裝置采用2臺220 t吊車進行抬吊。

4.2 設(shè)備吊裝重心計算

在4個模塊的吊裝過程中，懸臂堆料機的吊裝最難，由于其長度長，吊裝高度高，且內(nèi)部移動皮帶機的擺放位置決定2臺350 t吊車的吊裝重量分配，下面介紹懸臂堆料機確定吊裝重心的計算要求[2]。

設(shè)定吊點1距離Stacker下料斗中心10 m，吊重48 t，吊點2距離懸臂堆料機下料斗中心30 m，吊重30 t。

分配式皮帶機重量17.3 t，整機重量78 t，絎架重量60.7 t。

重心位置的計算如圖7所示。

30a=48（40-a） ? 解得a=24.6 m

絎架的重心計算可得重心距離下料口中心6.14 m。

分配式皮帶機本身重心距離皮帶機機頭20.8 m。

17.3b=60.7（6.14-5.4） ? ? 解得b=2.6 m

由于分配式皮帶機可移動，下面討論皮帶機移動時，重心及兩側(cè)起重量的變化。

設(shè)皮帶機重心為原點，向中心移動時為負，向相反移動時為正，移動量設(shè)為c，絎架重心距離整個重心距離為y。

60.7y=17.3（6.14-2.6-c）

解得y=1.01-0.285c

根據(jù)重心的移動，重新計算兩側(cè)起重量的變化量。

設(shè)吊點1的起重量為F1，吊點2處的起重量為F2。

F1（10+6.14-y）=F2（30-6.14+y）

解得F2=28.78+0.5415c ? ? ? ? ?-7.8≤c≤18.7

所以24.56t

當(dāng)F2=30時 c值為2.25 m，也就是皮帶機重心距離中心塔下料口中心4.85 m。

（注：未標注單位的數(shù)字及字母，統(tǒng)一單位為m）。

a—吊點至整機中心距離。

b—皮帶機重心至整機重心距離。

c—皮帶機重心移動量。

y-絎架重心至整機重心距離。

根據(jù)以上計算，可以準確地定位2臺350 t吊車在各自額定起重量范圍內(nèi)的起吊點位置。

6 結(jié)論

作為大型設(shè)備吊裝，由于在施工前對設(shè)備、吊機、氣候和人員配備等諸多方面做了周密部署，事先正確編制了切實可行的施工方案。在吊裝領(lǐng)導(dǎo)小組的正確領(lǐng)導(dǎo)和合理組織下，有條不紊且成功地完成了該次吊裝，整體施工效果良好。

參考文獻

[1]國家經(jīng)濟貿(mào)易委員會.石油化工工程起重施工規(guī)范，SH/T 3536—2002[S].中石化集團第四建設(shè)公司，2003：16.

[2]中華人民共和國國家發(fā)展和改革委員會.大型設(shè)備吊裝工程施工工藝標準，SH/T 3515—2003[S].中石化集團第十建設(shè)公司，2004：9.