楊志勇 褚絲緒(天津二十冶建設(shè)有限公司,天津300301)

淺談高層框架鋼結(jié)構(gòu)與設(shè)備穿插安裝技術(shù)

楊志勇 褚絲緒(天津二十冶建設(shè)有限公司,天津300301)

介紹了天鐵RH真空精煉爐建設(shè)安裝工程的特點(diǎn)、設(shè)備安裝情況。針對(duì)該工程原有預(yù)留用地小，整個(gè)區(qū)域占地緊湊，布局比較擁擠，高層框架平臺(tái)的構(gòu)件多等實(shí)際情況，充分利用現(xiàn)有施工設(shè)備，合理安排施工順序，在設(shè)備與平臺(tái)穿插的過(guò)程中采取適合的施工工藝和技術(shù)措施，滿足了安全、質(zhì)量的要求，達(dá)到預(yù)定的工程目標(biāo)。

精煉爐鋼結(jié)構(gòu)平臺(tái)設(shè)備安裝控制安全

1 前言

隨著國(guó)家鋼鐵產(chǎn)業(yè)的結(jié)構(gòu)調(diào)整，對(duì)于高質(zhì)量品種鋼的需求迅猛增加，因此，高效節(jié)能的RH真空精煉爐越來(lái)越多地被各大鋼鐵企業(yè)所青睞。真空精煉爐的特點(diǎn)是精煉工藝復(fù)雜，設(shè)備及介質(zhì)管道繁瑣。如真空泵系統(tǒng)、真空上料系統(tǒng)、液壓頂升系統(tǒng)、真空臺(tái)車系統(tǒng)等等均需要一高聳的框架鋼結(jié)構(gòu)平臺(tái)將其設(shè)置。多層鋼結(jié)構(gòu)平臺(tái)的安裝是整個(gè)工程的重點(diǎn)，安裝方案的選擇及優(yōu)化就成為了整個(gè)工程進(jìn)度的關(guān)鍵。

天鐵RH爐屬于天鐵集團(tuán)熱軋板公司的技改項(xiàng)目，為提高熱軋公司的產(chǎn)能和品種競(jìng)爭(zhēng)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(dá)到200萬(wàn)t，生產(chǎn)的優(yōu)質(zhì)品種鋼有碳素結(jié)構(gòu)鋼、優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼、焊接結(jié)構(gòu)用耐候鋼、鍋爐壓力容器鋼、焊接氣瓶用鋼、船體用結(jié)構(gòu)鋼、汽車大梁鋼、低合金結(jié)構(gòu)鋼、等。天津二十冶建設(shè)公司承攬了天鐵RH真空精煉爐整個(gè)項(xiàng)目的建筑安裝施工部分，本文以此工程為實(shí)例對(duì)框架結(jié)構(gòu)安裝施工技術(shù)作介紹。

2 工程概況

天鐵RH真空精煉爐鋼平臺(tái)位于原有廠房?jī)?nèi)部，總面積4 800 m2，共9層，局部5層，建筑物長(zhǎng)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(gè)鋼結(jié)構(gòu)平臺(tái)總重量2 000 t，本文主要闡述鋼平臺(tái)的安裝方案及與設(shè)備的穿插配合。

3 工程特點(diǎn)

3.1 工期緊

由于高層框架平臺(tái)內(nèi)的設(shè)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(gè)框架體系穩(wěn)定可靠，設(shè)備才可以穿插進(jìn)入各個(gè)平臺(tái)進(jìn)行臨時(shí)固定，因此要在50天內(nèi)完成整個(gè)鋼平臺(tái)的安裝就必須要對(duì)安裝方案進(jìn)行優(yōu)化。

3.2 場(chǎng)地狹小

該工程屬于技改項(xiàng)目，受原有預(yù)留用地的影響，整個(gè)區(qū)域占地緊湊，布局比較擁擠。高層框架平臺(tái)的構(gòu)件達(dá)4 000件,需要穿插的設(shè)備也有1 000 t,平臺(tái)本身又處于廠房的接收跨和澆注跨之間,既要保工程進(jìn)度,又要保業(yè)主正常生產(chǎn)。這就更需要合理組織，各專業(yè)緊密配合。

3.3 高層作業(yè)多，空中對(duì)接多

由于精煉工藝需要，整個(gè)框架平臺(tái)達(dá)39 m之高，并且每層平臺(tái)都有比較重要的設(shè)備和介質(zhì)管道。由于設(shè)備場(chǎng)地的限制，只能在一個(gè)固定的小范圍內(nèi)吊裝，所有框架柱都要分段入場(chǎng)，增加了空中對(duì)接的任務(wù)量，這就對(duì)我們的高空施工提出了更高的安全要求和質(zhì)量要求。

4 安裝方案

4.1 高層框架的結(jié)構(gòu)形式

見圖1。

4.2 安裝方案的選擇

對(duì)于24 m以下的底層框架柱、框架梁系統(tǒng)，由于單件比較大，采用傳統(tǒng)的單件吊裝技術(shù)；對(duì)于24 m以上部分，構(gòu)件數(shù)量增多，重量變小，在現(xiàn)有的場(chǎng)地條件下，綜合比較了雙機(jī)同吊、一鉤多吊、整體拼裝等多個(gè)方案后，選擇了局部整體拼裝的安裝方案和工藝。

4.3 吊機(jī)的選擇

考慮整個(gè)鋼平臺(tái)在廠房?jī)?nèi)部施工，大型的吊裝設(shè)備缺少工作面無(wú)法施展，所以在廠房原有吊車梁上安裝了一個(gè)32 t電動(dòng)葫蘆。結(jié)合工期要求，24 t以下吊裝時(shí)前提在平臺(tái)的左右兩側(cè)各布置一個(gè)25 t汽車吊同時(shí)進(jìn)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(tái)梁、平臺(tái)板、柱間支撐等。將相應(yīng)平臺(tái)上的設(shè)備（如真空料斗、儲(chǔ)氣罐、冷凝器等）吊入工藝位置進(jìn)行臨時(shí)固定。為保證安全施工及焊接質(zhì)量，將相應(yīng)層數(shù)的平臺(tái)欄桿及樓梯安裝到位。24 m料倉(cāng)的安裝預(yù)先將料倉(cāng)及料倉(cāng)襯板在制作場(chǎng)地全部拼裝到位，待料倉(cāng)上口的連梁全部焊接好后，進(jìn)行尺寸的復(fù)檢，然后將料倉(cāng)一次吊裝到位，進(jìn)行焊接。

4.5 施工組織

針對(duì)整個(gè)安裝特點(diǎn),為了保證設(shè)備安裝的要求,我們?cè)诤侠戆才湃藛T不窩工的情況下,采用了黑白兩班作業(yè)。白天主要集中力量進(jìn)行吊裝,安排鋼柱對(duì)接,臨時(shí)固定等;夜晚集中力量進(jìn)行焊接,力求安裝一層平臺(tái)，所有焊口均同時(shí)一次成型。特別需要提出注意的是，由于RH平臺(tái)設(shè)備及介質(zhì)管道的煩瑣，所以在平臺(tái)形成后的設(shè)備安裝期間的變更工作量也會(huì)比其它的工程要多出很多，這時(shí)對(duì)施工力量的組織千萬(wàn)不能忽視。否則整個(gè)收尾工作就會(huì)周期增長(zhǎng)，嚴(yán)重制約了設(shè)備及介質(zhì)管道的安裝。

5 控制要點(diǎn)

精煉爐設(shè)備煩瑣且復(fù)雜,尤其以真空泵系統(tǒng)較為突出,如何銜接好鋼結(jié)構(gòu)平臺(tái)與真空泵系統(tǒng)的安裝是整個(gè)安裝控制的一個(gè)要點(diǎn)。

真空泵系統(tǒng)由B1、B2、B3三臺(tái)增壓泵,C1、C2、C3三臺(tái)冷凝器，S4a、S4b、S5a、S5b四臺(tái)噴射泵，二臺(tái)氣體冷卻器，二件水冷彎頭，一臺(tái)水分配器，一臺(tái)蒸氣分配器，一件真空主閥、連接管組成。分別安裝固定在標(biāo)高+7.900 m、+16.600 m、+20.400 m平臺(tái)上。

真空泵B1、B2、B3的特點(diǎn)是件長(zhǎng)，最長(zhǎng)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(tái)下，中間要穿過(guò)+7.900 m、+16.600 m、+20.400 m、+23.800 m四層平臺(tái)。B2增壓泵固定在+20.400 m平臺(tái)上，B3增壓泵固定在+16.600 m平臺(tái)上，B3增壓泵固定在+16.600 m平臺(tái)上。

真空泵的吊裝由于是在廠房?jī)?nèi)部吊裝，受到廠房的頂標(biāo)高限制，另外真空泵本身B1件最長(zhǎng)達(dá)到20m，所以如何正確地使真空泵就位不但可以使設(shè)備本身不受損壞，又節(jié)約了成本縮短了工期，我們經(jīng)過(guò)計(jì)算，預(yù)留出靠近過(guò)跨車軌道一側(cè)的+12.400 m以上的橫梁不進(jìn)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(wěn)定。采用150 t汽車吊進(jìn)行吊裝，將B1泵慢慢吊起升到泵頭高度高于+12.400 m平臺(tái),吊車旋轉(zhuǎn)到B1增壓泵的安裝位后,緩慢落鉤直至B1泵泵頭穿過(guò)12.400 m平臺(tái)、7.900 m平臺(tái)，落入事先用槽鋼做好的框架內(nèi)，在進(jìn)行臨時(shí)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(jìn)行臨時(shí)固定后，將預(yù)留一側(cè)框架梁進(jìn)行安裝，并將次梁一并進(jìn)行安裝，只留有影響增壓泵向上提升的小梁，平臺(tái)板全部安裝到位。用32 t電動(dòng)葫蘆依次將B1，B2，B3吊裝到安裝位置，并將支架一起進(jìn)行安裝焊接。

6 安全要點(diǎn)

由于RH真空精煉爐鋼平臺(tái)屬于高層框架且結(jié)構(gòu)比較緊湊，高空對(duì)接及吊裝頻繁，又在廠房?jī)?nèi)部生產(chǎn)處于高溫的情況下，針對(duì)此工程安全控制要點(diǎn)如下。

6.1 施工人員進(jìn)入現(xiàn)場(chǎng)必須戴好安全防護(hù)用品，高空作業(yè)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(fā)生危險(xiǎn)。平臺(tái)梁安裝完畢后應(yīng)及時(shí)安裝平臺(tái)板、欄桿、鋼梯，平臺(tái)孔洞處必須設(shè)置臨時(shí)防護(hù)欄桿。

6.2安裝構(gòu)件的吊點(diǎn)選擇要準(zhǔn)確并且經(jīng)過(guò)計(jì)算，在構(gòu)件有棱角處要墊半圓鋼管和方木保護(hù)吊繩。各吊具和索具的安全系數(shù)應(yīng)大于5，鋼絲繩與構(gòu)件水平夾角不得小于45°。

6.3 為保證整體穩(wěn)定性，柱子安裝找正后應(yīng)及時(shí)進(jìn)行灌漿并安裝梁及柱間支撐。

6.4 現(xiàn)場(chǎng)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(shè)專人管理。

6.5 認(rèn)真做好防暑降溫的工作，并設(shè)置煤氣報(bào)警器。

7 結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)此次對(duì)鋼結(jié)構(gòu)與設(shè)備安裝方案的正確運(yùn)用，使整個(gè)工程工期縮短了近兩個(gè)月。施工成本也大大降低，32 t天車的充分利用使吊裝費(fèi)用節(jié)省了60%，額外僅用了兩個(gè)大型吊車臺(tái)班即完成了全部鋼結(jié)構(gòu)平臺(tái)和設(shè)備的安裝工作。由于有針對(duì)性地安全控制要點(diǎn)穿插了工程的始末，使復(fù)雜、煩瑣的高空多層平臺(tái)施工安全得以保障?？傮w來(lái)說(shuō)，天鐵RH真空精煉爐安裝技術(shù)的運(yùn)用是一個(gè)成功的實(shí)例，希望以此能對(duì)未來(lái)類似的施工提供一些借鑒。

（收稿2009－12－23責(zé)編趙實(shí)鳴）

[1]中國(guó)建筑金屬結(jié)構(gòu)協(xié)會(huì)建筑鋼結(jié)構(gòu)委員會(huì)專家組.中國(guó)大型鋼結(jié)構(gòu)工程設(shè)計(jì)與施工[M].北京:中國(guó)建筑工業(yè)出版社,2007.

[2]杜容軍.建筑施工安全手冊(cè)[M].北京:中國(guó)建筑工業(yè)出版社,2007.

[3]GB50205-2001,鋼結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)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(jí)工程師，2003年6月畢業(yè)于天津師范大學(xué)政治經(jīng)濟(jì)學(xué)（市場(chǎng)營(yíng)銷與工商管理方向）專業(yè)研究生課程進(jìn)修班?，F(xiàn)任天津二十冶建設(shè)有限公司副總經(jīng)理兼天鐵項(xiàng)目部項(xiàng)目經(jīng)理。