石油化工裝置大型鋼結構模塊化吊裝技術分析

李斌

摘要：現如今，我國建筑業發展迅速，吊裝技術被廣泛應用在建設過程中。隨著國內石油化工工程建設的迅速發展，生產裝置規模逐漸變大，設備、鋼結構的設計趨于大型化，其施工難度也隨之增加。在大型鋼結構安裝過程中模塊化吊裝技術的應用，能夠更好的提升工程整體建設質量，提升工程效率。本文從施工工藝、技術性分析等方面進行詳細說明，對國內典型的模塊化吊裝施工進行簡要介紹，希望今后對于同類型施工有可借鑒之處。

關鍵詞：石油化工裝置;大型鋼結構;模塊化;吊裝技術

引言

模塊化鋼結構建筑在每個模塊中集成建筑、結構、水電、暖通、消防、裝飾裝修、智能化系統等元素，可以說是集成度、標準化程度及工藝流程化最高、現場施工速度最快、環境污染最小的建筑形式。

但因模塊體積與質量大所造成的吊裝、運輸不便，在吊裝過程中模塊變形造成內裝及結構的破壞及吊裝效率偏低等問題也一直困擾行業發展。因此對于模塊吊裝、運輸的研究及解決可對行業的發展起到很大的促進作用。

1吊裝的定義和吊裝工藝

吊裝是指在起重機械的作用下，工件被提升并安裝到規定位置的施工作業。

吊裝工藝是由起重機械的類型、工件結構形式、施工場地條件綜合確定的，非常具有創造性，不能一勞永逸，同樣的設備、同樣的起重機械，對不同的安裝單位、不同的施工場地條件，會衍生不同的吊裝工藝。石油化工項目上常用的起重機械主要有桅桿、橋式/門式起重機、汽車式起重機和履帶式起重機。隨著起重機械受力構件性能的不斷優化和大型液壓技術的不斷發展，危險性高、工藝復雜、施工周期長、影響施工平面范圍大的桅桿已逐步退出了歷史舞臺，性能更高、更安全可靠的橋式/門式起重機、汽車式起重機和履帶式起重機越來越受到施工企業的青睞。經過多年摸索和總結，目前主流的吊裝工藝有單機提升滑移法、雙機提升滑移法和雙機抬吊滑移法。這三種吊裝工藝具有原理透徹清晰、力學計算簡單準確、方案設計簡捷方便、吊裝過程操作簡便、吊裝平面布置機動靈活、對吊裝現場適應性好等特點。

2鋼結構作用原理分析

鋼結構是由型鋼和鋼板等制成的梁、柱等基本構件，用焊縫、螺栓或鉚釘將其連接成可承受各種載荷作用的幾何不變體，是主要的建筑結構類型之一。鋼結構有著材料強度高，結構重量輕;韌性、塑性好，材質均勻，結構可靠性較高;制造安裝機械化程度高，可以準確快速地裝配;抗振（震）性、抗沖擊性好;室內空間大，容易做成密封結構等優點，廣泛應用于大型廠房、橋梁、場館及石油化工領域。

根據鋼結構的特點，在石油化工建設領域中，運用鋼結構工程進行設計，有著如下優點：

1）鋼材強度較高，彈性模量也高。與混凝土和木材相比，其密度和屈服強度的比值相對較低，因而在同樣的受力條件下，鋼結構的構件截面小，自重輕，便于運輸和安裝，適用于跨度大，高度高，承載重的結構。

2）鋼材適用于沖擊和動力荷載具有較好的抗振（震）性能，可靠性高。

3）鋼結構本身制作安裝機械化程度高，可以準確快速裝配，可以節約施工工期。正因如此，使得其在石油化工工程方面的應用越來越廣。

隨著我國工業化進程的進一步發展，生產裝置規模逐漸變大，設備、鋼結構的設計趨于大型化，這就對鋼結構工程的設計提出了更高的要求。

3石油化工裝置大型鋼結構模塊化吊裝技術分析

3.1片式框架組裝

1）首先把兩根立柱吊放到臥式組裝平臺胎架上，利用調整支座，側向與端面靠模找正、找平。兩根立柱的平直度、間距、平行度、對角線與端面錯位，然后組裝聯結橫梁、斜撐等構件，組裝找正符合要求后進行連接件的緊固或焊接。

2）緊固連接件為高強度螺栓時結合面應按要求檢查處理，高強度螺栓應按規定進行初緊和終緊。

3）采用焊接連接時施焊應符合設計或施工驗收規范的規定，控制焊接工藝，防止焊接變形。

4）為了保證鋼結構框架總裝質量，宜采用上段和下段（如第一段與第二段，第二段與第三段）鋼結構模塊相對應的片式框架設置在同一組臥式組裝平臺胎模具上組裝，待下段片式框架組裝完畢后，上段片式框架的立柱以下段片式框架立柱為基準，并進行上下段片式框架立柱的臨時連接（用臨時螺栓連接緊固或點焊固定），待上段（第二段）片式框架組裝找正完畢后拆卸臨時連接，把下段片式框架吊運至鋼結構模塊組裝位置。

3.2散裝法

該安裝方式為直接在鋼結構基礎上進行拼裝，安裝順序大致為單立柱的安裝、立柱之間安裝橫梁及斜撐安裝成片、片狀之間再安裝橫梁及斜撐等安裝成框。本層框架成型后，繼續在結構頂部進行上一層鋼結構的安裝，反復如此，直至結束。此安裝方式優點是單件的重量較輕，可有效降低起重設備的要求。缺點是該安裝方式需要隨著鋼結構框架的增高配合進行腳手架設作業，搭設高空作業平臺，平臺搭設時間長，高空作業多，工期跨度大，且需用大量纜風繩等支撐材料。

3.3框架單元吊裝

3.3.1框架單元吊裝吊機的選用

1）根據框架單元的重量、外形尺寸與現場場地、空間等作業條件來選用吊機并符合HG20201-2000規范的相關規定。

2）對群體式鋼結構框架的吊裝，吊裝吊機需要移動、多次定位，宜選用履帶起重機進行吊裝。

3）對一座或兩座鋼結構框架的吊裝，吊裝吊機一次定位能覆蓋所有結構框架的吊裝，宜選用桁架汽車式起重機進行吊裝。

3.3.2吊機的定位地基

1）地基的地耐力必須能承載吊裝作業時吊機施加在地基上的重力，作業時地基不得下沉，特別是不得產生不均勻下沉，如地基的地耐力不符合要求應認真做好處理。

2）吊機定位地基的特殊處理：①遇到定位地基的下面設置有地下管道、電纜溝和電纜等情況，則需要特殊處理保護，不被壓傷、壓壞;②如遇到定位地基設置在已大開挖（土建施工）或松軟的回填土區域（范圍）時，則需要特殊處理，保證吊機定位地基達到地耐力要求。

3.3.3框架單元吊裝吊點、吊索具設置選用

框架單元吊點、吊索具的設置應根據鋼結構框架的結構特點來選擇吊點、吊索具的設置形式。但總體來說吊點、吊索具的設置主要歸納為兩種，一種為采用平衡吊梁式吊索具，另一種為吊索千斤直接錨固式。

結語

模塊化吊裝是今后石油化工工業裝置建設的趨勢，近年來多種類型實施模塊化施工案例的成功實施，證明了模塊化施工是一種高效且安全的建設模式，在今后的工程中，可充分借鑒原有的工程經驗，并在此基礎上進行優化創新，進一步提高工程建設效率，降低工程施工風險。

參考文獻

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