塔類設備的吊裝技術

劉欣芳

（山西省安裝集團股份有限公司，山西太原 030032）

1 塔類設備的吊裝技術概述

在日新月異的科技發展過程中，塔類設備安裝的起重技術成為一種必不可少的應用技術，在選擇塔類設備吊裝技術之前，務必要與施工現場相結合，確保選擇正確吊裝技術；我國在不斷發展自身，強大自我的體系過程中，工程建設領域趨于正規化、企業化、全面化發展，吊裝設備的“體格”也變得越來越豐滿，高度也越來越高，隨之而來的就是安裝難度越來越困難，每一個設備的吊裝，都是影響施工工程在未來安全、效益和工程進度的重要原因，所以在選擇使用以及選對適用吊裝技術顯得格外重要，如何合理、有效、科學的使用起重機械是確保吊裝設備安裝能夠安全快速投入生產建設的首要前提[1]。

塔類設備的吊裝方法根據設備的體積大小、高度、外形結構尺寸、具體施工場地以及吊裝機械本身所承受負荷狀況和施工單位的技術狀況來決定，所以塔類設備的吊裝方式可以有很多；現階段，隨著社會進步，現代化技術逐漸應用到各個方面，在起重能力方面，國外的自行式起重車可以達到2000t，國內的自行式起重車可以達到1250t；正常情況下，大型的塔類設備安裝都會使用大噸位的自行式起重車或履帶式起重機，非常方便，簡單快捷還安全；但由于一些施工現場受限或者工況不能滿足要求，不能使用大型吊機，或者選擇使用大型自行式起重機在經濟方面不可行，所以為確保吊裝任務完成不得不采用專門的起重機；現階段來講，不管是國外還是國內，對于這種高大威猛型的立式塔類設備吊裝的常見辦法有無錨點推吊法、A字桅桿扳立旋轉吊裝法、直立雙桅桿滑移吊裝法[2]。

2 塔類設備的吊裝技術

2.1 無錨點推吊法

2.1.1 主要技術

無錨點推吊法可以使用在無法大展拳腳，相對較小的施工現場，因為無法架設纜風繩，設備本身還具有相對剛度的環境下吊裝“大體格”的設備；推吊法的門架不用拖拉繩和錨點，主要工作原理只有兩個動作，一個是“吊”另一個是“推”，稱之為無錨點推吊法；而一整套的吊裝過程則是由豎立門架、起吊設備、扳倒門架、推舉就位和放下門架五步完成，此類方法使用設備用于穩定桅桿，但相對比其他旋轉法同理，當設備一旦達到“自動轉回角”之后，整個吊裝設備就會失衡，產生強烈沖擊，所以在設備達到“自動轉回角”前10°的時候，要利用制動設備操控設備的旋轉。而推吊法的門架可以選用門式桅桿、雙桅桿及人字桅桿來實現系統在方向控制的穩定。由于無錨點推吊法省時省力，既符合國家倡導節約資源能源的要求，還能快速完成安裝任務，所以此類吊裝技術應被廣泛推廣。

2.1.2 無錨點推吊法的特點

①無須纜風繩和錨點。②采用矮門架，使受力更穩。③吊裝期間可自主豎立門架及放倒門架。④地面操作為主，高空操作為輔。⑤起吊期間，負載重量由高變低，使之吊裝設備更輕易操控。⑥使用期間可依賴設備單一控制，方便后期吊裝運作過程的同一操控，并用電腦數據化設計優質方案及編程。

2.1.3 技術要求

依據設備的中心，制定設備前后吊點距離及位置，正常情況下是前吊點在設備重心的上邊部位的3m以上，最多不能超過4.5m，后吊點的位置應在設備重心的下邊部分的4.5m以上，但最多不能超過7m；實際操作設備的大小與此數據可做等比匹配使用。而后考慮計算出其最大的承受力，針對各個組成部分逐個進行強度排查，強度計算，例如門架、鉸鏈、基礎預埋設施、吊軸等，并選擇相對應的機械設施和索具裝備；另一方面，無錨點推吊法是依據設備底端的前提下進行回轉從而進行吊裝，所以對設備底端要嚴格把控，進行適當改善處理，確保達到安裝需求，保障安全。

2.1.4 具體操作事項

（1）使用兩組推舉滑車組，適當收緊拉伸，使設備預受力，再適當調整門架底端距離和位置，讓其正確對應受力點。

（2）用兩組滑車組放在前掛上，使之在門架頂端受力，再適當放松已安裝好的兩組滑車組，使前后滑車組受力均衡。

（3）在操作過程中門架的高度達到吊角的71°，準備安裝的設備會隨之向上運動，而門架回到吊角65°，暫停前置卷揚機；使用后置卷揚機，當門架被扳倒為50°，設備會慢慢抬起。

（4）拉緊推舉滑輪組，讓門架移動到設備底端位置的77°，拉緊制動滑輪，進行剎車，以防設備前傾。

（5）而設備中心達到鉸鏈上端部分，暫停推舉，適當放緩制動，讓設備找到屬于自己的位置。

（6）最后依據塔體的重力，自行放倒門架。

2.1.5 可應用范圍

①歷史悠久的舊廠房擴建施工，場地小，大型設備施展不開。②施工場地環境復雜，障礙多，無法進入大型自行式起重機及設定錨點和纜風繩困難的場所。③施工場地可以正常水平放置設備。

2.1.6 技術對比

和雙桅桿吊法相比較省時省工還能節約經濟開銷，①根據有關數據對比勞動力方面可以節省30%左右，鋼絲繩的使用可節省大約40%，由此而來的費用消耗也就降低了差不多一半；②無錨點推吊法已在國內外大型設備安裝期間多次展露手腳，不僅在確保質量和安全的前提下完美的完成任務，還將預計工期節省了15d左右；因為安裝簡單，操作簡單，并且省時省工還省錢，所以非常應該值得去廣泛應用[3]。

2.2 A字桅桿扳立旋轉法

2.2.1 主要技術

A字桅桿扳立旋轉法又稱龍門桅桿扳立旋轉法，是在原有的龍門桅桿推吊法和旋轉起扳法的結合；技術過程是把塔類設備底端使用可旋轉鉸鏈進行連接，成立A字桅桿和設備共同使用一個鉸鏈和設備底端相連；充分發揮A字桅桿上的起重滑車讓設備和鉸鏈旋轉，進而把A字桅桿放倒，使設備可以能夠通過鉸鏈繼續旋轉，使設備“立正”到達指定位置。

2.2.2 A字桅桿扳立旋轉的特點

①桅桿可多次循環反復使用，投入成本低。②除設置卷揚機和必要的制動索具，不用纜風繩和錨點。③地面操作安裝，高空操作少，確保人員安全和保障吊裝工藝質量。④充分利用設備本身自重。⑤易安裝、好操作、循環利用、安全、造價經濟實惠。

2.2.3 技術要求

（1）確定回轉角：在A字桅桿扳立旋轉法的操作期間或設定一個自動回轉角；由于設備本身自重相對較大，所以在設備和底端鉸鏈相互扳立旋轉時會圍繞連接的鉸鏈形成一個旋轉的軸心，而當設備在自身重心發生傾斜的情況下，設備就會進行回轉，回轉之后超過的角度就是自動回轉角；所以確定自動回轉角的數值在整個設計A字雙桅桿扳倒旋轉法里是最最基礎也是作為最最重要的一個數值；在最初會根據施工現場的環境，風力、濕度、土壤密度以及設備的大小，長度和重量等條件做綜合數據計算，得出一個相對接近的理論數值；而因為這些條件計算得出的理論值很有可能和實際施工數值不一樣，所以在實際施工操作期間可以增設回轉角度指示器；在安裝好之后可以試運行操作，在操作馬上到達理論數值的自動回轉角的10°之前，可以適當收緊或釋放制動起重滑車組，緊接著慢慢釋放制動滑車組，再緩慢收緊起扳滑車組，直到設備能夠自動回轉，在慢慢釋放制動滑車組讓設備到達應有位置，應有角度。

（2）受力分析：由于涉及設備本身自重和扳立旋轉，在具體的實際操作過程中，受力和自動回轉角的計算，要針對吊裝結構的各部分組成，包含設備本身、索具、桅桿等的中心受力點，整理其各部分數據，綜合得出整個吊裝設備的受力點，再通過受力點進一步得出受力大小和面積以及自動回轉角的數據，結合數據和施工現場的實際情況選核對應器具[4]。

2.2.4 注意事項

（1）焊接塔架組和安裝鉸鏈：塔架底以三角形作為支撐型進行焊制，同時使用絞軸和絞座連接到一起；塔架底放置在地面確保水平，使吊車抬起底節，旋轉纏繞鉸鏈。

（2）組裝桅桿，計算設備所需桅桿長寬高度，設置單獨的桅桿鉸鏈系統，塔架的鉸鏈和單獨的鉸鏈中心處于水平。

（3）根據設備的高度計算出適合的節點作為主要受力點，通過桅桿上的起吊滑輪組的鋼絲繩捆綁設備的受力點控制安裝設備時的張力。

（4）控制桅桿底端，和設備底端對齊，保證和塔架鉸鏈軸水平，再通過滑輪組縮進桅桿底端鉸鏈座。

（5）抬高桅桿角度達到大約85°，拉緊桅桿索具，開啟扳動桅桿的卷揚機，讓索具張緊度適中。

（6）使用起吊卷揚機，反復實驗，確保所有部件都是正常情況下拉起起吊滑車，使塔架仰角在34°暫停。

（7）開始使用扳倒桅桿的卷揚機，在塔架仰角快到80°左右，桅桿仰角快到38°左右，整體設備的重心可以通過塔架絞腕，拉緊制動，讓其和扳立桅桿組相互牽制，預防設備本身因失重導致溜滑，當翻過自動回轉角之后，慢慢松開制動，使塔架歸位。

（8）在整個起吊過程中，時刻觀察各部分受力程度，是否出現損壞，變形等情況。

2.2.5 可應用范圍

A字桅桿扳立旋轉法可以適用在：①直立式設備的安裝。②施工現場受限，相對狹小的環境。③可以水平放置設備的場合。

2.2.6 技術對比

與其他吊裝技術相比：①便于安裝，便于操作，涉及安裝部件少。②省時省工省成本。③地面安裝操作方式為主要安裝方式，提高安全系數。

2.3 直立雙桅桿滑移吊裝法

2.3.1 主要技術

同以上兩種塔類設備吊裝技術的方法類似，直立雙桅桿滑移法是在設備兩側相對直立兩根豎立的起重桅桿，加上滑車組，鋼絲繩、纜風繩、地錨、托排及卷揚機等設備；而后把設備水平放在兩個桅桿中間，致使上邊部分的吊點在基礎上面，正式進行設備吊裝時，會將設備頂端豎直吊起，設備底端將放在尾部托排上面，水平移動，慢慢的滑向桅桿，同時設備會因為底端的移動緩慢旋轉至豎立狀態；也可以通過起重機抬起設備底端，使之靠近桅桿，最后也因為桅桿受到作用力，設備緩慢旋轉至豎立狀態，從而完成吊裝設備的安裝。現階段，吊裝大型塔類設備技術主要采用的是直立雙桅桿滑移吊裝法，因其安裝吊裝承受重量高，運用多組結構共同工作，使之吊裝時穩定性高；設備安裝也同樣可以在地面完成安裝，避免過多高空作業，提高工作效率，保障施工工程的安全和質量。

2.3.2 直立雙桅桿滑移法的特點

①承重力大，設備完全垂直之后穩定性高，安裝方便。②地面安裝，例如管道、電氣、保溫、平臺梯子等附件，避免高空作業。③對大型吊裝設備安裝能夠極大保護人員施工安全，確保施工的質量。④與大型自行式起重機相比投入低，吊裝設備部件可循環使用。⑤安裝簡單，易操作。

2.3.3 操作步驟

①桅桿選擇，依據吊裝設備的長寬高及體積選擇正確的桅桿。②制定錨點、卷揚機、桅桿及吊裝設備安裝位置。③使用纜風繩安裝桅桿進行加固。④安排設備就位，安裝滑車組。⑤吊起設備頂端，試運行。⑥在確保吊裝設備能夠正常運作后，進行正式安裝。⑦吊裝設備安裝后，反復校驗，反復矯正，直至固定安裝。⑧最后拆除吊裝所使用索具及用不到的零件。

2.3.4 注意事項

由于直立雙桅桿滑移吊裝法所涉及的組裝零件較多，所以對每個部件安裝要求就顯得至關重要，比如桅桿的定位、方向、高度、底端處理、纜風繩的安裝等有關部件處理都需要有一個科學且安全合理預案進行參考。

（1）桅桿的位置：因為直立雙桅桿滑移吊裝法可以使用在多種要求的施工場所，所以桅桿的安排是可以依據實際施工現場的環境進行豎立和臥放桅桿，但需要格外注意的是桅桿的底端中心必須和設備基礎中心與塔類設備臥放的縱軸線垂直，并且兩個桅桿要和基礎中心距離相同。

（2）桅桿底座處理：安裝大型塔類設備因其自身重量較大，所以在正式開展吊裝工作前，要結合實際施工現場的環境，土壤密度、濕度等提前進行檢測；根據得出的數據進行方案設計，從而確保底；底座的基礎處理包括鋪設砂墊層、夯實地基，采用建筑碎石廢料逐層夯實、反復重量實驗，確保承受能力、最后鋪設鋼板確保與吊裝設備處于同一水平線。

2.3.5 使用范圍

①施工現場不能進入大型自行式起重機；②施工現場可以安裝直立雙桅桿的條件；③吊裝設備體積較大的[5]。

3 結語

因時代發展社會的進步，塔類設備也因各種工藝技術要求需要，被制作成各式各樣的結構，高矮胖瘦不一；但不管什么樣的結構都需要使用即安全又經濟的吊裝技術去安裝，如何選用正確的吊裝技術還是需要更多科學層面的研究，理論加實際的相互結合才能更好的做好吊裝技術。