淺談高層框架鋼結構與設備穿插安裝技術

楊志勇 褚絲緒(天津二十冶建設有限公司,天津300301)

淺談高層框架鋼結構與設備穿插安裝技術

楊志勇 褚絲緒(天津二十冶建設有限公司,天津300301)

介紹了天鐵RH真空精煉爐建設安裝工程的特點、設備安裝情況。針對該工程原有預留用地小，整個區域占地緊湊，布局比較擁擠，高層框架平臺的構件多等實際情況，充分利用現有施工設備，合理安排施工順序，在設備與平臺穿插的過程中采取適合的施工工藝和技術措施，滿足了安全、質量的要求，達到預定的工程目標。

精煉爐鋼結構平臺設備安裝控制安全

1 前言

隨著國家鋼鐵產業的結構調整，對于高質量品種鋼的需求迅猛增加，因此，高效節能的RH真空精煉爐越來越多地被各大鋼鐵企業所青睞。真空精煉爐的特點是精煉工藝復雜，設備及介質管道繁瑣。如真空泵系統、真空上料系統、液壓頂升系統、真空臺車系統等等均需要一高聳的框架鋼結構平臺將其設置。多層鋼結構平臺的安裝是整個工程的重點，安裝方案的選擇及優化就成為了整個工程進度的關鍵。

天鐵RH爐屬于天鐵集團熱軋板公司的技改項目，為提高熱軋公司的產能和品種競爭力起到了非常重要的作用。RH的使用使熱軋公司年處理鋼水量達到200萬t，生產的優質品種鋼有碳素結構鋼、優質碳素結構鋼、焊接結構用耐候鋼、鍋爐壓力容器鋼、焊接氣瓶用鋼、船體用結構鋼、汽車大梁鋼、低合金結構鋼、等。天津二十冶建設公司承攬了天鐵RH真空精煉爐整個項目的建筑安裝施工部分，本文以此工程為實例對框架結構安裝施工技術作介紹。

2 工程概況

天鐵RH真空精煉爐鋼平臺位于原有廠房內部，總面積4 800 m2，共9層，局部5層，建筑物長48 m，寬21 m，總高39 m。層1-9高分別為7.9 m,12.0 m,16.6 m,20.4 m,23.8 m,27.3 m,30 m,33 m,39 m。整個鋼結構平臺總重量2 000 t，本文主要闡述鋼平臺的安裝方案及與設備的穿插配合。

3 工程特點

3.1 工期緊

由于高層框架平臺內的設備多而大，按施工工序，首先必須先完成框架的封頂，才能使整個框架體系穩定可靠，設備才可以穿插進入各個平臺進行臨時固定，因此要在50天內完成整個鋼平臺的安裝就必須要對安裝方案進行優化。

3.2 場地狹小

該工程屬于技改項目，受原有預留用地的影響，整個區域占地緊湊，布局比較擁擠。高層框架平臺的構件達4 000件,需要穿插的設備也有1 000 t,平臺本身又處于廠房的接收跨和澆注跨之間,既要保工程進度,又要保業主正常生產。這就更需要合理組織，各專業緊密配合。

3.3 高層作業多，空中對接多

由于精煉工藝需要，整個框架平臺達39 m之高，并且每層平臺都有比較重要的設備和介質管道。由于設備場地的限制，只能在一個固定的小范圍內吊裝，所有框架柱都要分段入場，增加了空中對接的任務量，這就對我們的高空施工提出了更高的安全要求和質量要求。

4 安裝方案

4.1 高層框架的結構形式

見圖1。

4.2 安裝方案的選擇

對于24 m以下的底層框架柱、框架梁系統，由于單件比較大，采用傳統的單件吊裝技術；對于24 m以上部分，構件數量增多，重量變小，在現有的場地條件下，綜合比較了雙機同吊、一鉤多吊、整體拼裝等多個方案后，選擇了局部整體拼裝的安裝方案和工藝。

4.3 吊機的選擇

考慮整個鋼平臺在廠房內部施工，大型的吊裝設備缺少工作面無法施展，所以在廠房原有吊車梁上安裝了一個32 t電動葫蘆。結合工期要求，24 t以下吊裝時前提在平臺的左右兩側各布置一個25 t汽車吊同時進行吊裝。

4.4 吊裝方法

框架柱采取分段吊裝，先安裝下段柱，全部下段柱安裝完后，隨即安裝與之相連的縱橫框架梁、平臺梁、平臺板、柱間支撐等。將相應平臺上的設備（如真空料斗、儲氣罐、冷凝器等）吊入工藝位置進行臨時固定。為保證安全施工及焊接質量，將相應層數的平臺欄桿及樓梯安裝到位。24 m料倉的安裝預先將料倉及料倉襯板在制作場地全部拼裝到位，待料倉上口的連梁全部焊接好后，進行尺寸的復檢，然后將料倉一次吊裝到位，進行焊接。

4.5 施工組織

針對整個安裝特點,為了保證設備安裝的要求,我們在合理安排人員不窩工的情況下,采用了黑白兩班作業。白天主要集中力量進行吊裝,安排鋼柱對接,臨時固定等;夜晚集中力量進行焊接,力求安裝一層平臺，所有焊口均同時一次成型。特別需要提出注意的是，由于RH平臺設備及介質管道的煩瑣，所以在平臺形成后的設備安裝期間的變更工作量也會比其它的工程要多出很多，這時對施工力量的組織千萬不能忽視。否則整個收尾工作就會周期增長，嚴重制約了設備及介質管道的安裝。

5 控制要點

精煉爐設備煩瑣且復雜,尤其以真空泵系統較為突出,如何銜接好鋼結構平臺與真空泵系統的安裝是整個安裝控制的一個要點。

真空泵系統由B1、B2、B3三臺增壓泵,C1、C2、C3三臺冷凝器，S4a、S4b、S5a、S5b四臺噴射泵，二臺氣體冷卻器，二件水冷彎頭，一臺水分配器，一臺蒸氣分配器，一件真空主閥、連接管組成。分別安裝固定在標高+7.900 m、+16.600 m、+20.400 m平臺上。

真空泵B1、B2、B3的特點是件長，最長的20 m重20 t，最短的12 m重8.6 t。安裝高度從+6.700 m到+30.000 m平臺下，中間要穿過+7.900 m、+16.600 m、+20.400 m、+23.800 m四層平臺。B2增壓泵固定在+20.400 m平臺上，B3增壓泵固定在+16.600 m平臺上，B3增壓泵固定在+16.600 m平臺上。

真空泵的吊裝由于是在廠房內部吊裝，受到廠房的頂標高限制，另外真空泵本身B1件最長達到20m，所以如何正確地使真空泵就位不但可以使設備本身不受損壞，又節約了成本縮短了工期，我們經過計算，預留出靠近過跨車軌道一側的+12.400 m以上的橫梁不進行安裝，這樣就有足夠的吊裝高度，其它三面的橫梁依舊安裝，這樣使框架體系趨于穩定。采用150 t汽車吊進行吊裝，將B1泵慢慢吊起升到泵頭高度高于+12.400 m平臺,吊車旋轉到B1增壓泵的安裝位后,緩慢落鉤直至B1泵泵頭穿過12.400 m平臺、7.900 m平臺，落入事先用槽鋼做好的框架內，在進行臨時固定。要注意增壓泵泵頭法蘭要高于地面，不能與地面接觸，防止泵頭和泵頭法蘭撞壞或變形。吊裝示意圖見圖2。

依此方法，將B2，B3全部進行臨時固定后，將預留一側框架梁進行安裝，并將次梁一并進行安裝，只留有影響增壓泵向上提升的小梁，平臺板全部安裝到位。用32 t電動葫蘆依次將B1，B2，B3吊裝到安裝位置，并將支架一起進行安裝焊接。

6 安全要點

由于RH真空精煉爐鋼平臺屬于高層框架且結構比較緊湊，高空對接及吊裝頻繁，又在廠房內部生產處于高溫的情況下，針對此工程安全控制要點如下。

6.1 施工人員進入現場必須戴好安全防護用品，高空作業人員必須系好安全帶。吊筐必須掛牢固，不許留有探頭板，防止發生危險。平臺梁安裝完畢后應及時安裝平臺板、欄桿、鋼梯，平臺孔洞處必須設置臨時防護欄桿。

6.2安裝構件的吊點選擇要準確并且經過計算，在構件有棱角處要墊半圓鋼管和方木保護吊繩。各吊具和索具的安全系數應大于5，鋼絲繩與構件水平夾角不得小于45°。

6.3 為保證整體穩定性，柱子安裝找正后應及時進行灌漿并安裝梁及柱間支撐。

6.4 現場氧氣、乙炔瓶要分開放置，且分置距離不小于5 m，并做好防曬、防震、防火、防油措施，設專人管理。

6.5 認真做好防暑降溫的工作，并設置煤氣報警器。

7 結束語

通過此次對鋼結構與設備安裝方案的正確運用，使整個工程工期縮短了近兩個月。施工成本也大大降低，32 t天車的充分利用使吊裝費用節省了60%，額外僅用了兩個大型吊車臺班即完成了全部鋼結構平臺和設備的安裝工作。由于有針對性地安全控制要點穿插了工程的始末，使復雜、煩瑣的高空多層平臺施工安全得以保障。總體來說，天鐵RH真空精煉爐安裝技術的運用是一個成功的實例，希望以此能對未來類似的施工提供一些借鑒。

（收稿2009－12－23責編趙實鳴）

[1]中國建筑金屬結構協會建筑鋼結構委員會專家組.中國大型鋼結構工程設計與施工[M].北京:中國建筑工業出版社,2007.

[2]杜容軍.建筑施工安全手冊[M].北京:中國建筑工業出版社,2007.

[3]GB50205-2001,鋼結構工程施工質量驗收規范[S].

Brief Talk on Elevated Frame Steel Structure and Equipment Interlace Installation Technology

Yang Zhiyong,Chu Sixu

The characteristics and situation of the construction and erection of Tiantie RH Vacuum Ladle Furnace are explained at the paper.Taking consideration of the actual conditions such as small reserved land,the compact land occupation and crowded layout of the whole area and many components on elevated frame platform,Tiantie makes full utilization of the existing construction equipment,reasonably arranges the construction order and adopts an appropriate construction process and technical measures during the equipment and platform interlace installation.The safety and quality requirement is met and the expected project target is hit.

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楊志勇，男，高級工程師，2003年6月畢業于天津師范大學政治經濟學（市場營銷與工商管理方向）專業研究生課程進修班。現任天津二十冶建設有限公司副總經理兼天鐵項目部項目經理。