塔类设备的吊装技术

刘欣芳

（山西省安装集团股份有限公司，山西太原 030032）

1 塔类设备的吊装技术概述

在日新月异的科技发展过程中，塔类设备安装的起重技术成为一种必不可少的应用技术，在选择塔类设备吊装技术之前，务必要与施工现场相结合，确保选择正确吊装技术；我国在不断发展自身，强大自我的体系过程中，工程建设领域趋于正规化、企业化、全面化发展，吊装设备的“体格”也变得越来越丰满，高度也越来越高，随之而来的就是安装难度越来越困难，每一个设备的吊装，都是影响施工工程在未来安全、效益和工程进度的重要原因，所以在选择使用以及选对适用吊装技术显得格外重要，如何合理、有效、科学的使用起重机械是确保吊装设备安装能够安全快速投入生产建设的首要前提[1]。

塔类设备的吊装方法根据设备的体积大小、高度、外形结构尺寸、具体施工场地以及吊装机械本身所承受负荷状况和施工单位的技术状况来决定，所以塔类设备的吊装方式可以有很多；现阶段，随着社会进步，现代化技术逐渐应用到各个方面，在起重能力方面，国外的自行式起重车可以达到2000t，国内的自行式起重车可以达到1250t；正常情况下，大型的塔类设备安装都会使用大吨位的自行式起重车或履带式起重机，非常方便，简单快捷还安全；但由于一些施工现场受限或者工况不能满足要求，不能使用大型吊机，或者选择使用大型自行式起重机在经济方面不可行，所以为确保吊装任务完成不得不采用专门的起重机；现阶段来讲，不管是国外还是国内，对于这种高大威猛型的立式塔类设备吊装的常见办法有无锚点推吊法、A字桅杆扳立旋转吊装法、直立双桅杆滑移吊装法[2]。

2 塔类设备的吊装技术

2.1 无锚点推吊法

2.1.1 主要技术

无锚点推吊法可以使用在无法大展拳脚，相对较小的施工现场，因为无法架设缆风绳，设备本身还具有相对刚度的环境下吊装“大体格”的设备；推吊法的门架不用拖拉绳和锚点，主要工作原理只有两个动作，一个是“吊”另一个是“推”，称之为无锚点推吊法；而一整套的吊装过程则是由竖立门架、起吊设备、扳倒门架、推举就位和放下门架五步完成，此类方法使用设备用于稳定桅杆，但相对比其他旋转法同理，当设备一旦达到“自动转回角”之后，整个吊装设备就会失衡，产生强烈冲击，所以在设备达到“自动转回角”前10°的时候，要利用制动设备操控设备的旋转。而推吊法的门架可以选用门式桅杆、双桅杆及人字桅杆来实现系统在方向控制的稳定。由于无锚点推吊法省时省力，既符合国家倡导节约资源能源的要求，还能快速完成安装任务，所以此类吊装技术应被广泛推广。

2.1.2 无锚点推吊法的特点

①无须缆风绳和锚点。②采用矮门架，使受力更稳。③吊装期间可自主竖立门架及放倒门架。④地面操作为主，高空操作为辅。⑤起吊期间，负载重量由高变低，使之吊装设备更轻易操控。⑥使用期间可依赖设备单一控制，方便后期吊装运作过程的同一操控，并用电脑数据化设计优质方案及编程。

2.1.3 技术要求

依据设备的中心，制定设备前后吊点距离及位置，正常情况下是前吊点在设备重心的上边部位的3m以上，最多不能超过4.5m，后吊点的位置应在设备重心的下边部分的4.5m以上，但最多不能超过7m；实际操作设备的大小与此数据可做等比匹配使用。而后考虑计算出其最大的承受力，针对各个组成部分逐个进行强度排查，强度计算，例如门架、铰链、基础预埋设施、吊轴等，并选择相对应的机械设施和索具装备；另一方面，无锚点推吊法是依据设备底端的前提下进行回转从而进行吊装，所以对设备底端要严格把控，进行适当改善处理，确保达到安装需求，保障安全。

2.1.4 具体操作事项

（1）使用两组推举滑车组，适当收紧拉伸，使设备预受力，再适当调整门架底端距离和位置，让其正确对应受力点。

（2）用两组滑车组放在前挂上，使之在门架顶端受力，再适当放松已安装好的两组滑车组，使前后滑车组受力均衡。

（3）在操作过程中门架的高度达到吊角的71°，准备安装的设备会随之向上运动，而门架回到吊角65°，暂停前置卷扬机；使用后置卷扬机，当门架被扳倒为50°，设备会慢慢抬起。

（4）拉紧推举滑轮组，让门架移动到设备底端位置的77°，拉紧制动滑轮，进行刹车，以防设备前倾。

（5）而设备中心达到铰链上端部分，暂停推举，适当放缓制动，让设备找到属于自己的位置。

（6）最后依据塔体的重力，自行放倒门架。

2.1.5 可应用范围

①历史悠久的旧厂房扩建施工，场地小，大型设备施展不开。②施工场地环境复杂，障碍多，无法进入大型自行式起重机及设定锚点和缆风绳困难的场所。③施工场地可以正常水平放置设备。

2.1.6 技术对比

和双桅杆吊法相比较省时省工还能节约经济开销，①根据有关数据对比劳动力方面可以节省30%左右，钢丝绳的使用可节省大约40%，由此而来的费用消耗也就降低了差不多一半；②无锚点推吊法已在国内外大型设备安装期间多次展露手脚，不仅在确保质量和安全的前提下完美的完成任务，还将预计工期节省了15d左右；因为安装简单，操作简单，并且省时省工还省钱，所以非常应该值得去广泛应用[3]。

2.2 A字桅杆扳立旋转法

2.2.1 主要技术

A字桅杆扳立旋转法又称龙门桅杆扳立旋转法，是在原有的龙门桅杆推吊法和旋转起扳法的结合；技术过程是把塔类设备底端使用可旋转铰链进行连接，成立A字桅杆和设备共同使用一个铰链和设备底端相连；充分发挥A字桅杆上的起重滑车让设备和铰链旋转，进而把A字桅杆放倒，使设备可以能够通过铰链继续旋转，使设备“立正”到达指定位置。

2.2.2 A字桅杆扳立旋转的特点

①桅杆可多次循环反复使用，投入成本低。②除设置卷扬机和必要的制动索具，不用缆风绳和锚点。③地面操作安装，高空操作少，确保人员安全和保障吊装工艺质量。④充分利用设备本身自重。⑤易安装、好操作、循环利用、安全、造价经济实惠。

2.2.3 技术要求

（1）确定回转角：在A字桅杆扳立旋转法的操作期间或设定一个自动回转角；由于设备本身自重相对较大，所以在设备和底端铰链相互扳立旋转时会围绕连接的铰链形成一个旋转的轴心，而当设备在自身重心发生倾斜的情况下，设备就会进行回转，回转之后超过的角度就是自动回转角；所以确定自动回转角的数值在整个设计A字双桅杆扳倒旋转法里是最最基础也是作为最最重要的一个数值；在最初会根据施工现场的环境，风力、湿度、土壤密度以及设备的大小，长度和重量等条件做综合数据计算，得出一个相对接近的理论数值；而因为这些条件计算得出的理论值很有可能和实际施工数值不一样，所以在实际施工操作期间可以增设回转角度指示器；在安装好之后可以试运行操作，在操作马上到达理论数值的自动回转角的10°之前，可以适当收紧或释放制动起重滑车组，紧接着慢慢释放制动滑车组，再缓慢收紧起扳滑车组，直到设备能够自动回转，在慢慢释放制动滑车组让设备到达应有位置，应有角度。

（2）受力分析：由于涉及设备本身自重和扳立旋转，在具体的实际操作过程中，受力和自动回转角的计算，要针对吊装结构的各部分组成，包含设备本身、索具、桅杆等的中心受力点，整理其各部分数据，综合得出整个吊装设备的受力点，再通过受力点进一步得出受力大小和面积以及自动回转角的数据，结合数据和施工现场的实际情况选核对应器具[4]。

2.2.4 注意事项

（1）焊接塔架组和安装铰链：塔架底以三角形作为支撑型进行焊制，同时使用绞轴和绞座连接到一起；塔架底放置在地面确保水平，使吊车抬起底节，旋转缠绕铰链。

（2）组装桅杆，计算设备所需桅杆长宽高度，设置单独的桅杆铰链系统，塔架的铰链和单独的铰链中心处于水平。

（3）根据设备的高度计算出适合的节点作为主要受力点，通过桅杆上的起吊滑轮组的钢丝绳捆绑设备的受力点控制安装设备时的张力。

（4）控制桅杆底端，和设备底端对齐，保证和塔架铰链轴水平，再通过滑轮组缩进桅杆底端铰链座。

（5）抬高桅杆角度达到大约85°，拉紧桅杆索具，开启扳动桅杆的卷扬机，让索具张紧度适中。

（6）使用起吊卷扬机，反复实验，确保所有部件都是正常情况下拉起起吊滑车，使塔架仰角在34°暂停。

（7）开始使用扳倒桅杆的卷扬机，在塔架仰角快到80°左右，桅杆仰角快到38°左右，整体设备的重心可以通过塔架绞腕，拉紧制动，让其和扳立桅杆组相互牵制，预防设备本身因失重导致溜滑，当翻过自动回转角之后，慢慢松开制动，使塔架归位。

（8）在整个起吊过程中，时刻观察各部分受力程度，是否出现损坏，变形等情况。

2.2.5 可应用范围

A字桅杆扳立旋转法可以适用在：①直立式设备的安装。②施工现场受限，相对狭小的环境。③可以水平放置设备的场合。

2.2.6 技术对比

与其他吊装技术相比：①便于安装，便于操作，涉及安装部件少。②省时省工省成本。③地面安装操作方式为主要安装方式，提高安全系数。

2.3 直立双桅杆滑移吊装法

2.3.1 主要技术

同以上两种塔类设备吊装技术的方法类似，直立双桅杆滑移法是在设备两侧相对直立两根竖立的起重桅杆，加上滑车组，钢丝绳、缆风绳、地锚、托排及卷扬机等设备；而后把设备水平放在两个桅杆中间，致使上边部分的吊点在基础上面，正式进行设备吊装时，会将设备顶端竖直吊起，设备底端将放在尾部托排上面，水平移动，慢慢的滑向桅杆，同时设备会因为底端的移动缓慢旋转至竖立状态；也可以通过起重机抬起设备底端，使之靠近桅杆，最后也因为桅杆受到作用力，设备缓慢旋转至竖立状态，从而完成吊装设备的安装。现阶段，吊装大型塔类设备技术主要采用的是直立双桅杆滑移吊装法，因其安装吊装承受重量高，运用多组结构共同工作，使之吊装时稳定性高；设备安装也同样可以在地面完成安装，避免过多高空作业，提高工作效率，保障施工工程的安全和质量。

2.3.2 直立双桅杆滑移法的特点

①承重力大，设备完全垂直之后稳定性高，安装方便。②地面安装，例如管道、电气、保温、平台梯子等附件，避免高空作业。③对大型吊装设备安装能够极大保护人员施工安全，确保施工的质量。④与大型自行式起重机相比投入低，吊装设备部件可循环使用。⑤安装简单，易操作。

2.3.3 操作步骤

①桅杆选择，依据吊装设备的长宽高及体积选择正确的桅杆。②制定锚点、卷扬机、桅杆及吊装设备安装位置。③使用缆风绳安装桅杆进行加固。④安排设备就位，安装滑车组。⑤吊起设备顶端，试运行。⑥在确保吊装设备能够正常运作后，进行正式安装。⑦吊装设备安装后，反复校验，反复矫正，直至固定安装。⑧最后拆除吊装所使用索具及用不到的零件。

2.3.4 注意事项

由于直立双桅杆滑移吊装法所涉及的组装零件较多，所以对每个部件安装要求就显得至关重要，比如桅杆的定位、方向、高度、底端处理、缆风绳的安装等有关部件处理都需要有一个科学且安全合理预案进行参考。

（1）桅杆的位置：因为直立双桅杆滑移吊装法可以使用在多种要求的施工场所，所以桅杆的安排是可以依据实际施工现场的环境进行竖立和卧放桅杆，但需要格外注意的是桅杆的底端中心必须和设备基础中心与塔类设备卧放的纵轴线垂直，并且两个桅杆要和基础中心距离相同。

（2）桅杆底座处理：安装大型塔类设备因其自身重量较大，所以在正式开展吊装工作前，要结合实际施工现场的环境，土壤密度、湿度等提前进行检测；根据得出的数据进行方案设计，从而确保底；底座的基础处理包括铺设砂垫层、夯实地基，采用建筑碎石废料逐层夯实、反复重量实验，确保承受能力、最后铺设钢板确保与吊装设备处于同一水平线。

2.3.5 使用范围

①施工现场不能进入大型自行式起重机；②施工现场可以安装直立双桅杆的条件；③吊装设备体积较大的[5]。

3 结语

因时代发展社会的进步，塔类设备也因各种工艺技术要求需要，被制作成各式各样的结构，高矮胖瘦不一；但不管什么样的结构都需要使用即安全又经济的吊装技术去安装，如何选用正确的吊装技术还是需要更多科学层面的研究，理论加实际的相互结合才能更好的做好吊装技术。