塔类框架模块嵌套式安装技术

王寅吉 张友星 汪运储

摘 要：塔类联合框架的施工进度直接影响到工艺配管和内构件的安装。塔类联合框架传统的施工方式为从下至上散装，存在施工周期长、效率低、高空作业风险大以及施工成本高等弊端。因此，如何安全、快捷完成框架安装任务也是整个项目建设中的重要环节，本工程详图深化软件（Tekla Structures）对框架结构进行分解，地面预制成模块，整体嵌套方式完成框架结构的安装作业。

关键词：塔类框架；模块；预制；嵌套

中图分类号：TU35 文献标志码：A

0 前言

塔里木油田某地面工程中的脱丁烷塔（左边）、DHX塔（中间）和脱乙烷塔（右边）为四方形联合框架，框架结构主梁为HW350mm×350mm×12mm的“H”型钢（图1）。框架示意图如图1所示。

由于现场3台设备到货周期不一致，若等设备全部就位后采用传统散装方式进行框架安装耗时太长，给予后期工艺配管和塔内件施工的周期较为紧张，无法满足现场工期要求，因此从工期、效率、安全和成本综合考虑，针对脱乙烷塔、DHX塔和脱丁烷塔联合框架结构特点进行分析研究，制定采用在地面将脱乙烷塔和脱丁烷塔的框架预制成型，待设备就位后将框架结构整体吊装就位。

1 施工流程（图2）

2 框架地面预制

结合现场吊车情况，应用详图深化软件（Tekla Structures）建立框架钢结构的三维模型，可实现碰撞校核，创建材料清单并生成零构件加工图纸，以指导现场进行框架结构模块的整体预制，预制原则为在满足吊装和设备安装的前提下尽可能多的在地面完成框架构件的安装。

通过详图深化软件（Tekla Structures）分解的主要框架模块参数见表1。

用AutoCad软件对框架吊装过程中的吊车拔杆和框架顶部横梁及塔体自身高度进行实物放样，如图3所示，保证最高起吊高度时拔杆与顶部横梁之间的间距应大于1m，确定脱乙烷塔和脱丁烷塔在地面完成框架1—4竖面、3—4竖面、1—2竖面和顶部两层框架的模块预制，待设备就位后采用嵌套的方式从顶部穿入落下就位。

3 吊耳选择

为满足现场吊装需要，在塔架顶端设置板式吊耳4个，吊耳选择SP型（HG/T21574—2008），单个吊耳承重20t，吊耳设置在塔架顶部的4根主梁上，可在盖板上开槽，吊耳与翼板及盖板的焊缝应全焊透，并对焊缝做渗透检测，Ⅰ级合格。

4 施工创新点

（1）实现了施工过程的模块化：利用详图深化软件（Tekla Structures）对框架结构进行三维建模，可实现碰撞校核、创建材料清单、生成零构件加工图纸，指导生产加工，并根据现场吊装作业实际情况，对模型进行分解，形成满足吊装要求的若干个模块，现场采用模块组装的方式完成整个框架平台的安装；（2）实现了施工过程的机械化：充分利用了大型机械设备来完成整个施工作业，模块采用地面预制，与散装组对相比，减少了施工人员使用，降低了劳动强度，同时提高了作业效率；（3）降低了施工过程的安全风险：采用模块预制成型后整体吊装的方式，主要的工作量均在地面完成，采用升降车即可完成焊接组对作业，无须搭设脚手架，地面预制不受垂直空间限制，可以进行多组片装预制后组合成模块，提高效率的同时避免了高空作业和高空坠物带来的人员安全风险；（4）节省了施工周期：无须设备就位后再進行框架结构施工，实现了框架平台施工和设备安装平行作业，甚至可以提前作业，减少了作业周期，为后续的工艺管线施工创造了条件。

5 应用效果

现场通过框架结构地面预制、整体嵌套就位的方法，在完成相同工作量的情况下，较传统散装方法取得了以下较好效果：（1）无须设备就位后再进行施工，实现了框架结构施工和设备安装平行作业，甚至可以提前作业，减少了作业周期，将原施工周期从45天左右，减少到15天；（2）采用整体吊装的方法，施工均在地面完成，预制率达到了90%，同时，地面预制不受空间限制，可以进行多组片状预制后组合成框，施工效率提高了80%；（3）采用整体吊装的方式，无须搭设满堂脚手架平台，待框架就位后可以利用底层平台进行上层平台的安装，降低了高空作业风险；（4）传统散装周期约45天，且需50t吊车一直配合，采用地面预制后整体吊装就位，整个施工周期缩短为15天～20天，减少了吊车使用时间，节省了开支，增加了效益。

结论

联合框架结构无须在与设备连接，减少了现场焊接量，同时通过框架结构楼梯，相比以往的直爬梯，更便于对塔群运行参数的监测和检修，因此，联合框架结构是一种趋势。本次采用的框架平台整体预制、嵌套就位的方法，实现了框架平台施工与设备吊装同步甚至提前，实现了框架平台整体预制，充分利用了现场已有的机具设备，降低了劳动强度和高空作业风险，增加了施工效率，积极响应并实现了集团公司“五化”建设中的“预制化”和“机械化”。

参考文献

[1]纪海涛，郭春燕，催化蒸馏塔及其框架的分段吊装[J].石油工程建设，2000（2）：40-41.

[2]顾桂汀.模块式钢结构框架组装、吊装施工工艺技术[C].施工机械化新技术交流会论文集（第十辑），2009.