塔類框架模塊嵌套式安裝技術(shù)

王寅吉 張友星 汪運(yùn)儲

摘 要：塔類聯(lián)合框架的施工進(jìn)度直接影響到工藝配管和內(nèi)構(gòu)件的安裝。塔類聯(lián)合框架傳統(tǒng)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(yè)風(fēng)險(xiǎn)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(wù)也是整個(gè)項(xiàng)目建設(shè)中的重要環(huán)節(jié)，本工程詳圖深化軟件（Tekla Structures）對框架結(jié)構(gòu)進(jìn)行分解，地面預(yù)制成模塊，整體嵌套方式完成框架結(jié)構(gòu)的安裝作業(yè)。

關(guān)鍵詞：塔類框架；模塊；預(yù)制；嵌套

中圖分類號：TU35 文獻(xiàn)標(biāo)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(lián)合框架，框架結(jié)構(gòu)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(xiàn)場3臺設(shè)備到貨周期不一致，若等設(shè)備全部就位后采用傳統(tǒng)散裝方式進(jìn)行框架安裝耗時(shí)太長，給予后期工藝配管和塔內(nèi)件施工的周期較為緊張，無法滿足現(xiàn)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(lián)合框架結(jié)構(gòu)特點(diǎn)進(jìn)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(yù)制成型，待設(shè)備就位后將框架結(jié)構(gòu)整體吊裝就位。

1 施工流程（圖2）

2 框架地面預(yù)制

結(jié)合現(xiàn)場吊車情況，應(yīng)用詳圖深化軟件（Tekla Structures）建立框架鋼結(jié)構(gòu)的三維模型，可實(shí)現(xiàn)碰撞校核，創(chuàng)建材料清單并生成零構(gòu)件加工圖紙，以指導(dǎo)現(xiàn)場進(jìn)行框架結(jié)構(gòu)模塊的整體預(yù)制，預(yù)制原則為在滿足吊裝和設(shè)備安裝的前提下盡可能多的在地面完成框架構(gòu)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(shù)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(jìn)行實(shí)物放樣，如圖3所示，保證最高起吊高度時(shí)拔桿與頂部橫梁之間的間距應(yīng)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(yù)制，待設(shè)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(xiàn)場吊裝需要，在塔架頂端設(shè)置板式吊耳4個(gè)，吊耳選擇SP型（HG/T21574—2008），單個(gè)吊耳承重20t，吊耳設(shè)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(yīng)全焊透，并對焊縫做滲透檢測，Ⅰ級合格。

4 施工創(chuàng)新點(diǎn)

（1）實(shí)現(xiàn)了施工過程的模塊化：利用詳圖深化軟件（Tekla Structures）對框架結(jié)構(gòu)進(jìn)行三維建模，可實(shí)現(xiàn)碰撞校核、創(chuàng)建材料清單、生成零構(gòu)件加工圖紙，指導(dǎo)生產(chǎn)加工，并根據(jù)現(xiàn)場吊裝作業(yè)實(shí)際情況，對模型進(jìn)行分解，形成滿足吊裝要求的若干個(gè)模塊，現(xiàn)場采用模塊組裝的方式完成整個(gè)框架平臺的安裝；（2）實(shí)現(xiàn)了施工過程的機(jī)械化：充分利用了大型機(jī)械設(shè)備來完成整個(gè)施工作業(yè)，模塊采用地面預(yù)制，與散裝組對相比，減少了施工人員使用，降低了勞動強(qiáng)度，同時(shí)提高了作業(yè)效率；（3）降低了施工過程的安全風(fēng)險(xiǎn)：采用模塊預(yù)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(yè)，無須搭設(shè)腳手架，地面預(yù)制不受垂直空間限制，可以進(jìn)行多組片裝預(yù)制后組合成模塊，提高效率的同時(shí)避免了高空作業(yè)和高空墜物帶來的人員安全風(fēng)險(xiǎn)；（4）節(jié)省了施工周期：無須設(shè)備就位后再進(jìn)行框架結(jié)構(gòu)施工，實(shí)現(xiàn)了框架平臺施工和設(shè)備安裝平行作業(yè)，甚至可以提前作業(yè)，減少了作業(yè)周期，為后續(xù)的工藝管線施工創(chuàng)造了條件。

5 應(yīng)用效果

現(xiàn)場通過框架結(jié)構(gòu)地面預(yù)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(tǒng)散裝方法取得了以下較好效果：（1）無須設(shè)備就位后再進(jìn)行施工，實(shí)現(xiàn)了框架結(jié)構(gòu)施工和設(shè)備安裝平行作業(yè)，甚至可以提前作業(yè)，減少了作業(yè)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(yù)制率達(dá)到了90%，同時(shí)，地面預(yù)制不受空間限制，可以進(jìn)行多組片狀預(yù)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(shè)滿堂腳手架平臺，待框架就位后可以利用底層平臺進(jìn)行上層平臺的安裝，降低了高空作業(yè)風(fēng)險(xiǎn)；（4）傳統(tǒng)散裝周期約45天，且需50t吊車一直配合，采用地面預(yù)制后整體吊裝就位，整個(gè)施工周期縮短為15天～20天，減少了吊車使用時(shí)間，節(jié)省了開支，增加了效益。

結(jié)論

聯(lián)合框架結(jié)構(gòu)無須在與設(shè)備連接，減少了現(xiàn)場焊接量，同時(shí)通過框架結(jié)構(gòu)樓梯，相比以往的直爬梯，更便于對塔群運(yùn)行參數(shù)的監(jiān)測和檢修，因此，聯(lián)合框架結(jié)構(gòu)是一種趨勢。本次采用的框架平臺整體預(yù)制、嵌套就位的方法，實(shí)現(xiàn)了框架平臺施工與設(shè)備吊裝同步甚至提前，實(shí)現(xiàn)了框架平臺整體預(yù)制，充分利用了現(xiàn)場已有的機(jī)具設(shè)備，降低了勞動強(qiáng)度和高空作業(yè)風(fēng)險(xiǎn)，增加了施工效率，積極響應(yīng)并實(shí)現(xiàn)了集團(tuán)公司“五化”建設(shè)中的“預(yù)制化”和“機(jī)械化”。

參考文獻(xiàn)

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