厂房内大型机电设备利用钢架倒运及吊装实践

陈义民

（湖南省工业设备安装有限公司，湖南 株洲412000）

1 引言

工业厂房内的大型机电设备，往往是项目建设的关键设施，因外形尺寸大、重量大，其倒运及吊装就位是一道重要工序。但若厂房结构在吊装前已完成施工，将导致吊装场地、空间受限，难以利用吊车将设备直接吊装就位，特别是当设备的安装基础标高超出楼地面较多时，施工难度更大。对此，传统的施工方法常采用在厂房内外搭设大面积的枕木平台进行倒运和吊装，或利用拖排将设备转运到基础处后，再顶升就位。上述方法存在材料消耗量大、工期长、成本高、安全隐患多等诸多弊端。

经过在水泥厂、钢铁厂等多个安装工程项目的施工实践，利用钢架进行厂房内大型机电设备的倒运和吊装，能够有效地解决上述问题【1】。

2 工程项目介绍

实践案例一：某水泥厂安装工程项目，水泥磨厂房内需安装3台大型球磨机，其最重的部件为球磨机筒体，单重达1 200kN（120t）。在设备到货时，厂房结构已完成施工，不能利用吊车直接将设备吊装就位。对此，在实际施工中，先利用特制钢架在厂房外将设备筒体提升至超过其安装底座标高的高度，然后，再将钢架与筒体拖运进厂房，旋转后下放就位。

实践案例二：某钢铁厂炼钢车间技改工程项目，厂房内需安装1台炼钢转炉，其中，最重的为转炉托圈及炉壳组件，重量为1 964kN（196.4t）。设备到货时，因厂房内上部结构限制，不能利用吊车直接将炉体吊装就位。对此，实际施工中，先在设备安装基础之外便于吊装的适当位置布设1个特制的钢架，再将转炉托圈及炉壳部件吊起放到钢架上完成组对，使其安装耳轴标高超过安装支座的高度，然后，再利用钢架将设备组件拖运至安装位置，下放就位。

3 技术原理

1）利用钢架作为设备倒运载体，可将钢架预先放置在便于起吊、提升的位置，在该位置利用吊车将设备吊起放于钢架上，从而解决吊装场地和空间受限的问题，便于机械化施工。

2）利用钢架本身的高度，可将设备预先提升至满足安装要求的标高，从而解决设备在厂房内的安装基础处提升或顶升困难的问题。

3）利用钢架的可移动性，通过铺设滚杠、钢轨的方式，可将钢架及设备从初始位置倒运至安装位置。

4 施工步骤及操作要点

4.1 施工准备

1）清理、平整厂房内外的吊装区域场地。注意承载力须满足要求，必要时应进行夯实、换填或硬化。钢架运行方向的坡度应不大于5°，且不得是下坡。

2）在钢架拖运范围的楼地面铺设钢板、滚杠或钢轨等辅助设施。钢板厚度按工程实际需要确定。钢架下面的滚杠滚动区域，钢板之间应满焊，其余区域钢板之间应以不短于100mm×500mm的间断焊进行连接固定，然后，把所有焊缝打磨平整。

3）安装机电设备的底座，找正找平后进行紧固及临时防护。

4）布设牵引装置，牵引装置型号应满足最大牵引力需求。

4.2 钢架制作

1）钢架制作参考示意图见图1。具体规格、尺寸可根据工程实际情况确定。

图1钢架制作参考示意图

2）钢架的高度必须使筒体轴端底面标高超过其安装底座的标高，并留有安全余量。钢架的长度及宽度应符合拖运到厂房内基础处就位的空间要求。

3）钢架应进行受力计算与校核，强度、稳定性须满足相关规范要求。

4.3 设备吊放上钢架

1）将制作好的钢架摆放到便于吊装的预定位置处，钢架的方向、位置应满足设备吊放及拖运的要求。

2）将牵引装置与钢架进行连接，在钢架四周设置临时挡块后适当张紧牵引装置，以防止钢架在设备吊放时移位。

3）利用吊车将设备吊起，平稳放于钢架上。注意设备的前后端方向，与钢架连接位置应符合设备安装要求。吊装方式及吊车的型号、数量可根据现场实际情况确定。

4）将设备与钢架临时连接紧固后，吊车松钩退场。

4.4 设备倒运

1）全面检查牵引装置及钢架、设备状态，合格后拆除临时挡块。

2）启动牵引装置，将钢架及设备平稳拖运至安装基础处。

3）倒运途中若需进行转向，则按要求调整滚杠及牵引方向。即将到达安装基础上方时，应降低牵引速度，采用限位装置，缓慢、匀速地将钢架和设备倒运至基础处的预定安装位置点。具体参见图2。

图2设备倒运至安装位置点

4.5 设备安装就位

1）利用千斤顶等工具，对钢架及设备的水平位置进行微调，使设备耳轴精确定位于前述已安装好的设备底座上方，符合要求后将钢架临时固定。

2）再利用千斤顶工具，将设备顶起。

3）拆除钢架，然后利用千斤顶将设备缓慢、匀速下地放到底座上就位。

4.6 质量检查及工序交接

1）检查安装就位质量，必要时进行调整，直至合格。

2）进行工序验收交接。

5 质量控制

主要执行的规范、标准如下：

1）JGJ 276—2012《建筑施工起重吊装工程安全技术规范》。

2）GB 50017—2017《钢结构设计规范》。

3）GB 50205—2001《钢结构工程施工及验收规范》。

4）GB 50236—2011《现场设备、工业管道焊接工程施工规范》。

5）GB 50252—2010《工业安装工程施工质量验收统一标准》。

6）所属工程的设计施工蓝图、设计技术文件、设备技术资料等。

7）施工前应编制详细的倒运吊装施工方案，并经审核批准。所有参与施工的作业人员须提前进行详细的施工技术交底，明确相应的技术质量要求，特殊工种须持证上岗。

6 安全措施

1）严格执行JGJ 59—2011《建筑施工安全检查标准》、JGJ 46—2005《施工现场临时用电安全技术规范》、JGJ 276—2012《建筑施工起重吊装工程安全技术规范》。

2）施工前所有作业人员必须进行安全教育及安全技术交底、熟悉安全操作规程，起重工、吊车司机等特殊工种须持证上岗。

3）钢架拖运、旋转区域的地面，应进行必要的夯实、换填或硬化，确保承载力满足要求。

4）牵引机具的设置，必须满足相关规范要求，需利用厂房建筑结构时应得到设计方的允许，以确保安全。

5）钢架的设计及制作，必须满足强度、稳定性要求。

6）起重机具在投用前须进行检查，确保合格，满足施工需要。

7）在进行起吊、拖运、旋转、顶升及下放操作时，应专人指挥、协调一致，特别是在顶升及下放操作时，应确保各千斤顶的同步。

8）施工现场须做好警示隔离，加强管理和保卫。

9）工地须备有相应的应急救治用品。

7 效益分析

7.1 经济效益

以实践案例一所述某水泥厂安装工程项目为例，3台大型球磨机筒体采用钢架倒运及吊装，能够高效、安全、优质地完成施工，与传统的枕木平台法吊装工艺比较情况如下：

1）枕木费用：采用传统的枕木平台法进行倒运及吊装时，枕木租赁及损耗费约98 000元，采用钢架进行倒运及吊装时枕木采购费用约3 000元，此项可节约费用95 000元。

2）钢架及拖排制安费用：钢架制安比传统枕木平台法的拖排制安增加了3 750元。

3）人工费：采用钢架进行倒运吊装时，可明显缩短工期，从而比传统的枕木平台法节约人工费约202 500元。

4）吊车及卷扬机台班费：比传统的枕木平台法节约24 600元。

以上共计节约费用318 350元。

由此可见，利用钢架进行厂房内大型机电设备的倒运及吊装施工，经济效益显著。

7.2 社会效益

厂房内大型机电设备在不能利用吊车直接吊装就位的工况下，利用钢架进行倒运及吊装施工，与传统的施工方法比较，可显著降低机械、能源消耗，提高安全性，减少环境污染，节能环保，具有绿色施工的特点，社会效益显著。

8 结语

综上所述，通过工程实践，可见利用钢架倒运及吊装厂房内的大型机电设备，与传统的施工方法比较，能够有效提高施工的效率，缩短工期，节约人工、机械及材料成本，节能减排，安全环保。