确保大型钢结构框架吊装垂直度的分析计算方法

李 民，路 遥，刘 云

中国石油天然气第一建设有限公司，河南洛阳 471000

以某石化公司80万t/a连续重整装置中反应器框架为例。该反应器总高93.5 m，分3段吊装，上段框架垂直长度为40 m，截面为长8.5 m×宽7.5 m，净质量为177 t，反应器已安装就位在下两段框架内，反应器需部分穿装在上段框架内，见图1。若仅在框架四个立柱顶部设置吊耳，且吊装钢丝绳等长，则框架竖立后，由于重心偏差，会导致框架倾斜，给框架组对、调整带来很大困难，因此需对吊点设置进行理论计算和调整。

1 吊点选择及吊耳设置

钢结构多为四柱或六柱成框。本文以四柱成框的钢结构为例进行分析，主吊点设置在四根立柱与横梁连接处内侧（如图2所示），分别与立柱和横梁的翼缘板焊接（立柱为H型钢），抬尾吊耳设置在立柱翼缘板上。

图1反应器框架现场吊装

2 钢结构框架尺寸参数

图2 主吊耳位置

钢结构框架长度设为L，宽度为b，高度为H；下、上主吊点在长度方向上到重心距离分别为L1、L3，在高度方向上到重心的距离分别为d1、d3吊点在长度方向上到重心的距离为L2，高度方向上到重心的距离为d2；下、上主吊耳孔中心与型钢中心距离分别为h1、h3，抬尾吊耳孔中心与型钢中心距离为h2，下、上主吊耳孔中心与框架顶面距离分别为a1、a3，抬尾吊耳孔中心与框架底面距离为a2；重心与形心在长度方向上距离为d，在高度方向上距离为e。各尺寸如图3所示。

图3 钢结构尺寸参数

3 垂直度偏差计算

框架底面高度差：

由上式可知，由于重心偏移导致了框架下端高度产生了偏差，底面高度差ΔH除了与偏心距e、h1和h3有关，还与主吊点沿着长度方向到重心的距离L1和主吊点钢丝绳在竖直面内的分长度l1有关。

图4 钢结构框架竖立状态图

4 减小垂直度偏差的措施及理论计算方法

4.1 减小垂直度偏差的措施

通过改变主吊吊耳孔中心距重心的水平方向距离或调整主吊点的钢丝绳长度可以减小垂直度偏差。

4.2 理论计算方法

4.2.1 调整主吊吊耳的理论计算方法

如图5所示，若h1=h3，将主吊点吊耳孔中心移动，移动距离为2 e，此时h1-h3=2 e，上下主吊点沿框架高度方向到重心的距离相等，即d1=d3，此时框架下表面是水平面。吊耳尺寸改变后需要注意对吊耳板采取加固措施[1-2]。

4.2.2 主吊钢丝绳调整长度的理论计算方法

图5 调整吊耳尺寸

图6 调整钢丝绳长度

图7 框架空间示意

5 结论

本文通过对框架竖立后的垂直度分析计算，根据理论计算采取调整措施，提供了解决垂直度偏差的如下理论参考：

（1）框架竖立后底面的高度差理论计算

[1]李俊峰，张小红，刘国超，等.大型空分装置冷箱模块化拆除施工技术[J].石油工程建设，2016，41（2）：46-50.

[2]关启军，刘树君，冯庆辉，等.大型多筒体四边形塔架式火炬吊装技术[J].石油工程建设，2017，43（6）：81-82.