確保大型鋼結構框架吊裝垂直度的分析計算方法

李 民，路 遙，劉 云

中國石油天然氣第一建設有限公司，河南洛陽 471000

以某石化公司80萬t/a連續重整裝置中反應器框架為例。該反應器總高93.5 m，分3段吊裝，上段框架垂直長度為40 m，截面為長8.5 m×寬7.5 m，凈質量為177 t，反應器已安裝就位在下兩段框架內，反應器需部分穿裝在上段框架內，見圖1。若僅在框架四個立柱頂部設置吊耳，且吊裝鋼絲繩等長，則框架豎立后，由于重心偏差，會導致框架傾斜，給框架組對、調整帶來很大困難，因此需對吊點設置進行理論計算和調整。

1 吊點選擇及吊耳設置

鋼結構多為四柱或六柱成框。本文以四柱成框的鋼結構為例進行分析，主吊點設置在四根立柱與橫梁連接處內側（如圖2所示），分別與立柱和橫梁的翼緣板焊接（立柱為H型鋼），抬尾吊耳設置在立柱翼緣板上。

圖1反應器框架現場吊裝

2 鋼結構框架尺寸參數

圖2 主吊耳位置

鋼結構框架長度設為L，寬度為b，高度為H；下、上主吊點在長度方向上到重心距離分別為L1、L3，在高度方向上到重心的距離分別為d1、d3吊點在長度方向上到重心的距離為L2，高度方向上到重心的距離為d2；下、上主吊耳孔中心與型鋼中心距離分別為h1、h3，抬尾吊耳孔中心與型鋼中心距離為h2，下、上主吊耳孔中心與框架頂面距離分別為a1、a3，抬尾吊耳孔中心與框架底面距離為a2；重心與形心在長度方向上距離為d，在高度方向上距離為e。各尺寸如圖3所示。

圖3 鋼結構尺寸參數

3 垂直度偏差計算

框架底面高度差：

由上式可知，由于重心偏移導致了框架下端高度產生了偏差，底面高度差ΔH除了與偏心距e、h1和h3有關，還與主吊點沿著長度方向到重心的距離L1和主吊點鋼絲繩在豎直面內的分長度l1有關。

圖4 鋼結構框架豎立狀態圖

4 減小垂直度偏差的措施及理論計算方法

4.1 減小垂直度偏差的措施

通過改變主吊吊耳孔中心距重心的水平方向距離或調整主吊點的鋼絲繩長度可以減小垂直度偏差。

4.2 理論計算方法

4.2.1 調整主吊吊耳的理論計算方法

如圖5所示，若h1=h3，將主吊點吊耳孔中心移動，移動距離為2 e，此時h1-h3=2 e，上下主吊點沿框架高度方向到重心的距離相等，即d1=d3，此時框架下表面是水平面。吊耳尺寸改變后需要注意對吊耳板采取加固措施[1-2]。

4.2.2 主吊鋼絲繩調整長度的理論計算方法

圖5 調整吊耳尺寸

圖6 調整鋼絲繩長度

圖7 框架空間示意

5 結論

本文通過對框架豎立后的垂直度分析計算，根據理論計算采取調整措施，提供了解決垂直度偏差的如下理論參考：

（1）框架豎立后底面的高度差理論計算

[1]李俊峰，張小紅，劉國超，等.大型空分裝置冷箱模塊化拆除施工技術[J].石油工程建設，2016，41（2）：46-50.

[2]關啟軍，劉樹君，馮慶輝，等.大型多筒體四邊形塔架式火炬吊裝技術[J].石油工程建設，2017，43（6）：81-82.