摘要：在设备安装行业，常常需要在建筑物内部进行设备的安装就位工作。由于部分设备体积、重量较大，无法采取常规的吊装方法，再者建筑物内检修用的起吊设施远远满足不了设备整体安装就位的需要，所以制定一种在建筑物内设备倒运吊装的方法是必不可少的。本文以华能渑池2×350MW热电工程项目脱硫湿式球磨机安装为例，简要介绍建筑物内设备倒运吊装的方法。
关键词：钢球磨煤机；托运；强度校核；吊装
1、施工步骤
主要施工步骤有：现场勘察、场地平整、吊装机械选用、强度校核。
现场勘察：根据现场实际情况确定采用何种托运方式，例如托运装置的高度、宽度及支撑点位置的选取。
场地平整：大型吊装机械对吊装场地有严格的平整度、地面密实度的要求，场地平整完毕后有利于设备的进入。
吊装机械选用：在吊装机械的选用上，要根据建筑物的高度、吊装构件的高度、吊件的重量、回转半径等基础参数，配合现场实际的机械能力来确定吊装机械及相应的辅助工具。
强度校核：强度校核是验证吊装方法可行性的重要依据。通过强度校核来确定托运装置的材料组成、吊装工具的选用等。
2、准备工作
2.1 筒体直径为3.26米，使用工字钢或H型钢铺出两条间距3米的轨道，轨道根部可使用现场废弃的型材做支撑，该工程选用20a号槽钢组成的方钢作为立柱支撑，设计间距1.5m，立柱长度4.7m。初步选定轨道用588×500×16×20mm的H型钢铺设而成。
2.2 鉴于该工程设备到货时，脱硫综合楼基建工作已经完毕，需在球磨机基础上部楼层的平台上凿洞，穿装20t手拉葫芦，待设备移运至就位位置正上方时用手拉葫芦起吊设备。凿孔位置需设置在近主梁部位，考虑设备就位位置，使每个吊装孔处平均分担负荷。单个吊点处需采用2根不短于3.5米的25a号工字钢分担在承重梁上。经设计院校核，楼层承重强度满足要求。
2.3 吊装前需要将吊装区域场地平整压实，便于吊车进入。修出一条直通球磨机设备进口处的通道，设备到货时可直接运输至双车抬吊位置，减少设备挪运的步骤。
3、吊装步骤
3.1 设备到场后，用100t和55t汽车吊（可根据现场实际具备的机械情况进行调整）将设备倒运至起吊位置。为防止土建梁刮蹭钢丝绳，设备进入厂房时需预留出一定的距离，所以100t汽车吊起吊点需靠近厂房侧。双车抬吊起升到一定高度后100t和55t汽车吊将设备缓慢平移至预先铺设好的轨道支点上，然后100t汽车吊松钩，由55t汽车吊单车抬吊。开始向轨道内部托运时换由100t汽车吊单车进行吊装（若吊车性能足够，可不必进行此步骤）。双车抬吊时不得超过每台吊车负荷的80%，单车吊装是吊车负荷不超过额定负荷的90%。
3.2 用两台10t手拉葫芦在水平方向上将设备托运至设备就位位置。移运过程中严禁出现轨道卡涩、设备偏斜等现象。
3.3 用楼层上穿装好的4台20t手拉葫芦将设备吊起并将下部轨道和支撑拆除。
4、强度核算
4.1 吊车力能校核：
筒体部分共重47t，长度为8米。查看吊车性能表，对两台吊车进行力能分配。100t汽车吊吊点距离筒体中心2米，55t汽车吊吊点距离筒体中心4米（可根据筒体长度情况进行调整）。
受力分析：F1+F2=47t，2•F1=4•F2 求得：F1=31.33t，F2=15.67t
起吊时100t汽车吊起吊量为F1=31.33t，55t汽车吊起吊量为F2=15.67t。100t汽车吊在回转半径7米内臂长13米时最大起吊量为47t，负荷率最大为31.33/47=66.66%，55t汽车吊在回转半径6米，内臂长18.1米时最大起重量为23.5t，负荷率最大为15.67/23.5=66.68%。两车抬吊时负荷率均小于80%，符合要求。
当设备一端放在托运轨道上时，100t汽车吊需要松钩，此时55t汽车吊单车吊装，此时轨道支撑点距离设备中心2.75米。
受力分析：F3+F4=47t，4•F3=2.75•F4 故得：F3=19.15t，F4=27.85t
55t汽车吊承担起吊量为F3=19.15t。55t汽车吊回转中心距离起吊点5.9米，此时工况下最大起重量为23.9t，负荷率最大为19.15/23.9=80.13%。单车起吊负荷率小于90%，符合要求。
4.2 钢丝绳强度校核：
4.2.1 抬吊时钢丝绳受力分析：根据施工步骤得出，在双车抬吊阶段，100t汽车吊吊点最大受力为31.33t。采用φ52mm钢丝绳（6×37+1）长度为16米，捆扎的筒体直径为3.26米，故钢丝绳与设备的水平夹角约为70°。100t汽车吊吊点共两股绳受力，单股钢丝绳受力为（31.33t/2）/sin70°=16.67t。
4.2.2 四台20t倒链提升设备时受力分析：考虑吊装动载系数K1=1.25，不均衡系数K2=1.1。计算重量按照47t×1.25×1.1=64.625t计算。共四股钢丝绳受力，钢丝绳垂直受力，单根钢丝绳及20t手拉葫芦受力为64.625t/4=16.16t。
经查表知：φ52mm钢丝绳（6×37+1）破断拉力为1395kN，
钢丝绳安全倍数：（1395/9.8）/16.67=8.54＞8。钢丝绳强度符合要求。
4.3 立柱使用20a号槽钢（材质Q235）组成的方钢时，支腿间隔每1.5米安装一个，长度L=4.7m。
本方案设计轨道支点共四处，轨道单位重量为226kg/m，所以单根立柱极端情况下最大受力为226×1.5+47000/4=12089kg。方钢截面积为A=57.6cm2。
4.3.1 强度验算：
σ=N/A=（12089×9.8）/（57.6×102）=20.57N/mm2＜f=215N/mm2
（其中f为钢材的抗拉强度设计值）强度符合要求。
4.3.2 稳定性验算：
查表知20a号槽钢惯性矩：Ix=1780cm4，Iy=128cm4，截面积为28.837cm3。
根据惯性矩的平移轴定理及截面对某轴的惯性矩等于简单图形对该轴的惯性矩之和得出20a#槽钢组成的方钢Ix1=3560cm4，Iy1=1870cm4，截面积A=57.7cm3
最小惯性半径i=
=5.7cm。
长细比λ=
=4.7/0.057=82.5
按照GB50017-2003钢结构设计规范5.1.2-1规定，截面类型c类，查表C-3，得ρ=0.559
=（12089×9.8）/（57.6×102×0.559）=36.8N/mm2＜f=215N/mm2。
稳定性符合要求。
5、总结
本文通过对重型设备吊装取点、轨道选用、托运装置等的强度校核来确保现场施工中大件设备吊装的安全，减少吊装事故的发生。本方案的制定不仅仅为火电厂钢球磨煤机的安装做出指导性的施工方法，也为类似的设备托运及建筑物内设备的安全吊装做出参考。
参考文献：
[1]中国电力企业联合会.电力建设安全工作规程（第一部分：火力发电）.北京，中国电力出版社.2015，78~84
[2]丁士昭等.机电工程管理与实务.北京，中国建筑工业出版社，2014，40~52
论文作者:谭飞龙,宋国锋,范海洋
论文发表刊物:《基层建设》2018年第9期
论文发表时间:2018/6/4
标签：设备论文; 钢丝绳论文; 汽车吊论文; 轨道论文; 强度论文; 吊车论文; 负荷论文; 《基层建设》2018年第9期论文;