多跨距吊裝平衡梁介紹

周俊楠，石守義，謝媛媛，高曉亮，張偉男，武 丁

（1.海洋石油工程（青島）有限公司，山東 青島266100；2.海洋石油工程股份有限公司，天津 300461）

1 傳統吊裝平衡梁

1.1 傳統吊裝平衡梁介紹

在日常生產施工中會涉及到大量的吊裝作業。有一些吊裝必須使用平衡梁完成。對于稍復雜的吊裝，平衡梁成為吊裝作業中不可缺少工具。

圖1 撐桿結構圖

平衡梁的結構形式如下圖所示，通常由一根鋼管及四個吊點構成。平衡梁上部吊點通過鋼絲繩與吊機勾頭相連，平衡梁下部吊點通過鋼絲繩與被吊物吊點相連。平衡梁的作用主要有以下三方面：解決鋼絲繩與被吊物的碰撞問題；防止吊點因面外力破壞；一些強度較低的被吊物，在吊裝時不能承受水平方向荷載，這時，需要使用平衡梁調整被吊物受力的角度，使被吊物在吊裝時僅受豎直荷載作用，排除被吊物因受水平力而破壞的風險。

必須使用平衡梁的吊裝作業，主要有以下三種情況：

（1）鋼絲繩與被吊物碰撞的情況。圖2為使用平衡梁吊裝設備示意圖。在平衡梁的作用下，平衡梁下部的鋼絲繩處于豎直狀態，避免了因鋼絲繩與被吊物之間的剮蹭而帶來的鋼絲繩損傷或吊裝風險。

（2）被吊物吊點平面外受力的情況。一些被吊物直接吊裝，在吊點處會產生面外力，面外力會造成吊點在主板平面外彎曲、破壞（如圖4所示）。根據API-2001規范，面外力的角度不允許大于5°。此種情況，需要使用平衡梁減少面外力，降低吊裝風險（如圖3所示）。

圖2 平衡梁應用1

圖3 平衡梁應用2

（3）被吊物強度不足的情況。一些被吊物直接吊裝，因為鋼絲繩夾角的存在，會產生水平向力，造成被吊物強度不足，產生吊裝風險。此種情況，需要使用平衡梁減少鋼絲繩夾角，降低吊裝風險。

圖4 錯誤吊裝實例圖

1.2 傳統吊裝平衡梁弊端

日常施工中的吊裝作業，被吊物多樣，吊裝形式各異，吊裝路徑、就位方式不同，導致對于不同的吊裝作業需要不同長度，不同直徑的撐桿。一個建造場地常年有不同的吊裝作業，會建造大批量的平衡梁，這些平衡梁大多是使用一次之后就閑置了，如圖5所示。大量的材料，人工、存儲場地浪費于此。尤其在吊船上或者空間有限的建造區域，沒有足夠的空間存放多種類型的平衡梁待用。大量的人機物的浪費以及大片的存放空間需求使得傳統的平衡梁的弊端暴露無疑。

圖5 建造場地平衡梁堆積

2 多跨距吊裝平衡梁介紹

為解決這一問題，本文提出設計一種新型的平衡梁，可以滿足不同類型被吊物的吊裝，多用途吊裝平衡梁示意圖如圖6所示。該平衡梁的設計安全工作荷載應考慮到可以預期的最重被吊物。平衡梁的使用示意圖如圖7所示，在實際生產中的應用如圖8所示。這種平衡梁只需要預制一根，就可以通過更改鋼絲繩的鏈接方式，滿足多種吊裝作業對于平衡梁的需求。大量減少人機物的消耗，大量節省存儲空間。

圖6 多跨距吊裝平衡梁示意圖

圖7 多跨距吊裝平衡梁使用示意圖

圖8 吊裝平衡梁應用推廣圖

這種新型的多跨距吊裝平衡梁已經過多個項目的推廣使用，獲得了預期的效果。

3 總結

在吊裝作業中通常會使用到平衡梁。常規的平衡梁通常只有一組吊點間距，這就決定了常規的平衡梁只能用于吊點跨距固定的被吊物吊裝。因為每次吊裝時被吊物的吊點距離都有特殊性，設計、建造一根平衡梁只能使用一次，這樣就造成了人機物的浪費。本文所述的多跨距吊裝平衡梁是指設計一根可以用于多種不同吊點跨距的被吊物吊裝的平衡梁。減少資源浪費，提高生產功效，節省存儲空間。同時本文也為更高效的平衡梁設計提供理論基礎。

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