CN105397351A - 一种分段预制后的塔体现场立式安装方法 - Google Patents
一种分段预制后的塔体现场立式安装方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了一种分段预制后的塔体现场立式安装方法，步骤包括：塔体进场、吊位地基处理、吊装与焊接时的受力核算、起吊前准备、塔体吊装以及组对焊口处焊接。该塔体现场立式安装方法能够实现分段预制后的塔体现场立式安装，且具有较高的安装质量和安全性，应用前景较好。
Description
技术领域
本发明涉及一种塔体安装方法，尤其是一种分段预制后的塔体安装方法。
背景技术
目前，对于8万吨/年苯加氢工程七台塔设备(脱重组分塔、稳定塔、预分馏塔、萃取精馏塔、溶济回收塔、苯/甲苯塔、二甲苯塔)的制作，由于其中有六台塔的长度太长，无法整体运至现场，需分段供货；其中，甚至有高于40m的预分馏塔，必须由车间分两段预制，运输至施工现场进行组装、焊接。但是目前还没有一种能够针对分段预制后的塔体现场立式安装的施工方法来确保塔体的顺利安装施工。
发明内容
发明目的：提供一种能够针对分段预制后的塔体现场立式安装的施工方法来确保塔体的顺利安装施工。
技术方案：本发明所述的分段预制后的塔体现场立式安装方法，包括如下步骤：
步骤1，塔体进场，根据塔体基础位置和吊车位置确定塔体的摆放位置，在塔体卸车时需放置于支撑平台上；
步骤2，吊位地基处理，在塔体吊装前需对吊车站位地基进行预压和沉降测试，以保证地基的耐压力满足吊装要求；
步骤3，吊装与焊接时的受力核算，对塔体起吊初始状态和起吊后的受力情况进行核算，并对焊接时的环形焊缝承受压力和许用应力进行核算；
步骤4，起吊前准备，在距离下段塔体上口1000mm处的外壁上等间距设置一圈便于搭建临时施工平台的预焊件支撑点，再在组对焊接的上段塔体下口和下段塔体上口外壁上对应焊接临时对口挡板，在吊车的吊钩下2m处设置平衡梁；
步骤5，塔体吊装，先进行下段塔体的吊装与固定，再在临时对口挡板的引导作用下完成上段塔体的吊装与定位；
步骤6，组对焊口处焊接，先在预焊件支撑点上焊接搭建临时施工平台，再按照设定的焊接工艺对组对焊口处进行焊接。
采用支撑平台能够便于在进行步骤4的起吊前准备工作，节约施工时间，同时也方便步骤5吊装时钢丝绳的固定；采用吊位地基处理能够严格把握地基的承载能力，以满足大型设备吊装自身重量和被吊的塔设备重量对地耐力的要求，保证整个吊装过程的机械和设备的安全，顺利完成大型设备的吊装；采用预焊件支撑点能够方便搭建临时施工平台，便于上段塔体和下段塔体的焊接组对；采用平衡梁能够防止吊装时钢丝绳与塔体相碰摩擦，避免吊装时出现危险；采用临时对口挡板能够方便引导上段塔体和下段塔体的对接。
作为本发明的进一步限定方案，步骤6中，设定的焊接工艺具体施工步骤为：
步骤6.1，利用碳弧气刨法对焊面处进行清根，并将定位点焊的熔敷金属清除掉，再利用砂轮磨掉渗碳层；
步骤6.2，根据分层焊接施工工艺对焊缝进行焊接，分层焊接工艺参数如下表：
| 层次 | 焊条直径(mm) | 焊接电流(A) | 焊接电压(V) | 焊接速度(cm/min) |
| 1 | 3.2 | 90-110 | 22-24 | 9-11 |
| 2-6 | 4.0 | 135-180 | 24-26 | 8-10 |
在分层焊接时，各层焊接接头错开50mm以上，每层焊缝焊完后，应打磨清理与焊层齐平后方可进行下层焊接；
步骤6.3，对焊接完成后的焊缝进行检验，要求上段塔体和下段塔体的直线度在任意3000mm长内偏差不得大于3mm，上段塔体和下段塔体的长度L小于等于15000mm时偏差不大于L/1000，长度L大于15000时偏差不大于0.5L/1000+8mm。
采用上述的焊接工艺能够有效确保上段塔体和下段塔体组对焊接的质量，避免焊接返工，有效提高了施工效率。
作为本发明的进一步限定方案，步骤6.2中，在分层焊接时，若因故中断焊接，则须立即采取缓冷措施，再次施焊前应重新进行预热。采用预热能够确保中断再焊接的焊接质量。
作为本发明的进一步限定方案，步骤4中，还需在组对焊接的上段塔体下口和下段塔体上口内设置米字支撑。采用米字支撑能够对塔体焊接对口处进行支撑，防止吊装过程中发生变形，影响组对焊接。
作为本发明的进一步限定方案，步骤3中，塔体起吊初始状态的受力核算包括塔体重力、单边钢丝绳受力、平衡梁受力、溜尾吊车受力以及初始主吊受力。采用受力核算能够确保塔体起吊初始状态的起吊安全性。
作为本发明的进一步限定方案，步骤3中，起吊后的受力核算包括主吊车起吊力、溜尾吊车的起吊力、主吊绳的拉力、溜尾吊绳的拉力以及平衡梁受力。采用起吊后的受力核算，能够确保起吊后的安全性。
作为本发明的进一步限定方案，步骤5中，下段塔体的吊装与固定具体步骤为：
步骤5.1，主吊车开始收钢丝绳，下段塔体的上端逐渐提升，溜尾吊车抬起塔体尾端离地约200mm后，10m/min的速度缓慢前移；
步骤5.2，在塔身与地面成90°角后，停止起吊，松开溜尾吊车，拆除捆绑钢丝绳；
步骤5.3，旋转主吊车的吊臂，将下段塔体水平缓慢移动至基础上；
步骤5.4，下段塔体就位后用两台经纬仪在两个相互垂直的方向对下段塔体找正，将地脚螺栓紧固后松开主吊车。采用上述吊装方法能够确保下段塔体吊装的精确性和安全性。
作为本发明的进一步限定方案，步骤5中，下段塔体的吊装与固定具体步骤为：
步骤5.5，主吊车开始收钢丝绳，上段塔体的上端逐渐提升，溜尾吊车抬起塔体尾端离地约200mm后，10m/min的速度缓慢前移；
步骤5.6，在塔身与地面成90°角后，停止起吊，松开溜尾吊车，拆除捆绑钢丝绳；
步骤5.7，旋转主吊车的吊臂，将上段塔体水平缓慢移动至下端塔体上方，并利用临时对口挡板引导对接就位；
步骤5.8，调节上段塔体和下段塔体在径向方向和轴线方向上的错边量和对口间隙，并通过两台经纬仪在两个相互垂直的方向进行找正；
步骤5.9，对上段塔体和下段塔体组对焊口处的对口间隙、错边量、塔体直线度以及垂直度进行检验，并判断是否满足技术要求，在全部满足技术要求后再进行焊接施工。采用上述吊装方法能够确保上段塔体和下段塔体精确对接安装。
作为本发明的进一步限定方案，支撑平台包括底板、两根支撑木方、支撑横梁以及两个千斤顶；两根支撑木方平行放置在底板上，且支撑木方与塔体轴向相平行；支撑横梁垂直放置于两根支撑木方上，且支撑横梁的两端等长伸出支撑木方外；两个千斤顶分别支撑于支撑横梁两伸出端下方；在支撑横梁上设有两个限位座，且两个限位座分别位于两根支撑木方上方；在两个限位座的相对位置处均设有用于支撑塔体的弧形支撑面。采用两个千斤顶能够实时调整支撑横梁的水平性，提高支撑平台的适应能力；采用两个限位座能够对塔体进行限位，防止塔体出现滚动，避免安全事故。
作为本发明的进一步限定方案，平衡梁包括横向杆和固定螺栓；在横向杆的两端端面上均设有一个“U”形槽口；在“U”形槽口的一侧摆动式安装有压板，在“U”形槽口的另一侧设有固定块；固定螺栓穿过压板的自由端后旋合在固定块上，且压板封盖于“U”形槽口的槽口上；在压板与“U”形槽口相对的板面上设有防滑楞。采用压板封盖于“U”形槽口的槽口上，能够对钢丝绳进行夹持固定，防止起吊过程中出现位移，影响起吊安全；采用防滑楞能够进一步对钢丝绳进行夹持固定。
本发明与现有技术相比，其有益效果是：(1)采用支撑平台能够便于在进行步骤4的起吊前准备工作，节约施工时间，同时也方便步骤5吊装时钢丝绳的固定；(2)采用吊位地基处理能够严格把握地基的承载能力，以满足大型设备吊装自身重量和被吊的塔设备重量对地耐力的要求，保证整个吊装过程的机械和设备的安全，顺利完成大型设备的吊装；(3)采用预焊件支撑点能够方便搭建临时施工平台，便于上段塔体和下段塔体的焊接组对；(4)采用平衡梁能够防止吊装时钢丝绳与塔体相碰摩擦，避免吊装时出现危险；(5)采用临时对口挡板能够方便引导上段塔体和下段塔体的对接。
附图说明
图1为本发明的方法流程图；
图2为本发明的支撑平台结构示意图；
图3为本发明的支撑平台使用状态结构示意图；
图4为本发明的平衡梁结构示意图。
图中：1、底板，2、支撑木方，3、支撑横梁，4、限位座，5、千斤顶，6、塔体，7、横向杆，8、“U”形槽口，9、固定块，10、压板，11、转轴，12、固定螺栓，13、防滑楞。
具体实施方式
下面结合附图对本发明技术方案进行详细说明，但是本发明的保护范围不局限于所述实施例。
实施例1：
如图1所示，本发明提供的分段预制后的塔体现场立式安装方法，包括如下步骤：
步骤1，塔体进场，根据塔体基础位置和吊车位置确定塔体的摆放位置，在塔体卸车时需放置于支撑平台上；
步骤2，吊位地基处理，在塔体吊装前需对吊车站位地基进行预压和沉降测试，以保证地基的耐压力满足吊装要求；
步骤3，吊装与焊接时的受力核算，对塔体起吊初始状态和起吊后的受力情况进行核算，并对焊接时的环形焊缝承受压力和许用应力进行核算，塔体起吊初始状态的受力核算包括塔体重力、单边钢丝绳受力、平衡梁受力、溜尾吊车受力以及初始主吊受力，起吊后的受力核算包括主吊车起吊力、溜尾吊车的起吊力、主吊绳的拉力、溜尾吊绳的拉力以及平衡梁受力；
步骤4，起吊前准备，在距离下段塔体上口1000mm处的外壁上等间距设置一圈便于搭建临时施工平台的预焊件支撑点，再在组对焊接的上段塔体下口和下段塔体上口外壁上对应焊接临时对口挡板，在吊车的吊钩下2m处设置平衡梁，还需在组对焊接的上段塔体下口和下段塔体上口内设置米字支撑；
步骤5，塔体吊装，先进行下段塔体的吊装与固定，再在临时对口挡板的引导作用下完成上段塔体的吊装与定位，下段塔体的吊装与固定具体步骤为：
步骤5.1，主吊车开始收钢丝绳，下段塔体的上端逐渐提升，溜尾吊车抬起塔体尾端离地约200mm后，10m/min的速度缓慢前移；
步骤5.2，在塔身与地面成90°角后，停止起吊，松开溜尾吊车，拆除捆绑钢丝绳；
步骤5.3，旋转主吊车的吊臂，将下段塔体水平缓慢移动至基础上；
步骤5.4，下段塔体就位后用两台经纬仪在两个相互垂直的方向对下段塔体找正，将地脚螺栓紧固后松开主吊车；
下段塔体的吊装与固定具体步骤为：
步骤5.5，主吊车开始收钢丝绳，上段塔体的上端逐渐提升，溜尾吊车抬起塔体尾端离地约200mm后，10m/min的速度缓慢前移；
步骤5.6，在塔身与地面成90°角后，停止起吊，松开溜尾吊车，拆除捆绑钢丝绳；
步骤5.7，旋转主吊车的吊臂，将上段塔体水平缓慢移动至下端塔体上方，并利用临时对口挡板引导对接就位；
步骤5.8，调节上段塔体和下段塔体在径向方向和轴线方向上的错边量和对口间隙，并通过两台经纬仪在两个相互垂直的方向进行找正；
步骤5.9，对上段塔体和下段塔体组对焊口处的对口间隙、错边量、塔体直线度以及垂直度进行检验，并判断是否满足技术要求，在全部满足技术要求后再进行焊接施工；
步骤6，组对焊口处焊接，先在预焊件支撑点上焊接搭建临时施工平台，再按照设定的焊接工艺对组对焊口处进行焊接，设定的焊接工艺具体施工步骤为：
步骤6.1，利用碳弧气刨法对焊面处进行清根，并将定位点焊的熔敷金属清除掉，再利用砂轮磨掉渗碳层；
步骤6.2，根据分层焊接施工工艺对焊缝进行焊接，分层焊接工艺参数如下表：
| 层次 | 焊条直径(mm) | 焊接电流(A) | 焊接电压(V) | 焊接速度(cm/min) |
| 1 | 3.2 | 90-110 | 22-24 | 9-11 |
| 2-6 | 4.0 | 135-180 | 24-26 | 8-10 |
在分层焊接时，各层焊接接头错开50mm以上，每层焊缝焊完后，应打磨清理与焊层齐平后方可进行下层焊接，在分层焊接时，若因故中断焊接，则须立即采取缓冷措施，再次施焊前应重新进行预热；
步骤6.3，对焊接完成后的焊缝进行检验，要求上段塔体和下段塔体的直线度在任意3000mm长内偏差不得大于3mm，上段塔体和下段塔体的长度L小于等于15000mm时偏差不大于L/1000，长度L大于15000时偏差不大于0.5L/1000+8mm。
如图2和3所示，本发明的支撑平台包括底板1、两根支撑木方2、支撑横梁3以及两个千斤顶5；两根支撑木方2平行放置在底板1上，且支撑木方2与塔体轴向相平行；支撑横梁3垂直放置于两根支撑木方2上，且支撑横梁3的两端等长伸出支撑木方2外；两个千斤顶5分别支撑于支撑横梁3两伸出端下方；在支撑横梁3上设有两个限位座4，且两个限位座4分别位于两根支撑木方2上方；在两个限位座4的相对位置处均设有用于支撑塔体的弧形支撑面。
当塔体6放置在支撑平台上时，通过两个限位座4从塔体6两侧进行限位，使弧形支撑面与塔体6外壁相贴合；当支撑横梁3的水平度需要调整时，可直接通过千斤顶5进行调节，并在支撑木方2处设置楔子进行调整；支撑木方2可以由多根木方堆叠构成，根据支撑平台的支撑高度进行调整。
如图4所示，本发明的平衡梁包括横向杆7和固定螺栓12；在横向杆7的两端端面上均设有一个“U”形槽口8；在“U”形槽口8的一侧通过转轴11摆动式安装有压板10，在“U”形槽口8的另一侧设有固定块9；固定螺栓12穿过压板10的自由端后旋合在固定块9上，且压板10封盖于“U”形槽口8的槽口上；在压板10与“U”形槽口8相对的板面上设有防滑楞13。
平衡梁安装在吊钩下2m处，两端的“U”形槽口8和压板10分别夹持塔体两侧的钢丝绳进行横向支撑，防止钢丝绳与塔体相接触磨损，有效提高吊装过程中的安全性。
如上所述，尽管参照特定的优选实施例已经表示和表述了本发明，但其不得解释为对本发明自身的限制。在不脱离所附权利要求定义的本发明的精神和范围前提下，可对其在形式上和细节上作出各种变化。
Claims (10)
1.一种分段预制后的塔体现场立式安装方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤1，塔体进场，根据塔体基础位置和吊车位置确定塔体的摆放位置，在塔体卸车时需放置于支撑平台上；
步骤2，吊位地基处理，在塔体吊装前需对吊车站位地基进行预压和沉降测试，以保证地基的耐压力满足吊装要求；
步骤3，吊装与焊接时的受力核算，对塔体起吊初始状态和起吊后的受力情况进行核算，并对焊接时的环形焊缝承受压力和许用应力进行核算；
步骤4，起吊前准备，在距离下段塔体上口1000mm处的外壁上等间距设置一圈便于搭建临时施工平台的预焊件支撑点，再在组对焊接的上段塔体下口和下段塔体上口外壁上对应焊接临时对口挡板，在吊车的吊钩下2m处设置平衡梁；
步骤5，塔体吊装，先进行下段塔体的吊装与固定，再在临时对口挡板的引导作用下完成上段塔体的吊装与定位；
步骤6，组对焊口处焊接，先在预焊件支撑点上焊接搭建临时施工平台，再按照设定的焊接工艺对组对焊口处进行焊接。
2.根据权利要求1所述的分段预制后的塔体现场立式安装方法，其特征在于，步骤6中，设定的焊接工艺具体施工步骤为：
步骤6.1，利用碳弧气刨法对焊面处进行清根，并将定位点焊的熔敷金属清除掉，再利用砂轮磨掉渗碳层；
步骤6.2，根据分层焊接施工工艺对焊缝进行焊接，分层焊接工艺参数如下表：
在分层焊接时，各层焊接接头错开50mm以上，每层焊缝焊完后，应打磨清理与焊层齐平后方可进行下层焊接；
步骤6.3，对焊接完成后的焊缝进行检验，要求上段塔体和下段塔体的直线度在任意3000mm长内偏差不得大于3mm，上段塔体和下段塔体的长度L小于等于15000mm时偏差不大于L/1000，长度L大于15000时偏差不大于0.5L/1000+8mm。
3.根据权利要求2所述的分段预制后的塔体现场立式安装方法，其特征在于，步骤6.2中，在分层焊接时，若因故中断焊接，则须立即采取缓冷措施，再次施焊前应重新进行预热。
4.根据权利要求1或2所述的分段预制后的塔体现场立式安装方法，其特征在于，步骤4中，还需在组对焊接的上段塔体下口和下段塔体上口内设置米字支撑。
5.根据权利要求1或2所述的分段预制后的塔体现场立式安装方法，其特征在于，步骤3中，塔体起吊初始状态的受力核算包括塔体重力、单边钢丝绳受力、平衡梁受力、溜尾吊车受力以及初始主吊受力。
6.根据权利要求1或2所述的分段预制后的塔体现场立式安装方法，其特征在于，步骤3中，起吊后的受力核算包括主吊车起吊力、溜尾吊车的起吊力、主吊绳的拉力、溜尾吊绳的拉力以及平衡梁受力。
7.根据权利要求1或2所述的分段预制后的塔体现场立式安装方法，其特征在于，步骤5中，下段塔体的吊装与固定具体步骤为：
步骤5.1，主吊车开始收钢丝绳，下段塔体的上端逐渐提升，溜尾吊车抬起塔体尾端离地约200mm后，10m/min的速度缓慢前移；
步骤5.2，在塔身与地面成90°角后，停止起吊，松开溜尾吊车，拆除捆绑钢丝绳；
步骤5.3，旋转主吊车的吊臂，将下段塔体水平缓慢移动至基础上；
步骤5.4，下段塔体就位后用两台经纬仪在两个相互垂直的方向对下段塔体找正，将地脚螺栓紧固后松开主吊车。
8.根据权利要求1或2所述的分段预制后的塔体现场立式安装方法，其特征在于，步骤5中，下段塔体的吊装与固定具体步骤为：
步骤5.5，主吊车开始收钢丝绳，上段塔体的上端逐渐提升，溜尾吊车抬起塔体尾端离地约200mm后，10m/min的速度缓慢前移；
步骤5.6，在塔身与地面成90°角后，停止起吊，松开溜尾吊车，拆除捆绑钢丝绳；
步骤5.7，旋转主吊车的吊臂，将上段塔体水平缓慢移动至下端塔体上方，并利用临时对口挡板引导对接就位；
步骤5.8，调节上段塔体和下段塔体在径向方向和轴线方向上的错边量和对口间隙，并通过两台经纬仪在两个相互垂直的方向进行找正；
步骤5.9，对上段塔体和下段塔体组对焊口处的对口间隙、错边量、塔体直线度以及垂直度进行检验，并判断是否满足技术要求，在全部满足技术要求后再进行焊接施工。
9.根据权利要求1或2所述的分段预制后的塔体现场立式安装方法，其特征在于，支撑平台包括底板(1)、两根支撑木方(2)、支撑横梁(3)以及两个千斤顶(5)；两根支撑木方(2)平行放置在底板(1)上，且支撑木方(2)与塔体轴向相平行；支撑横梁(3)垂直放置于两根支撑木方(2)上，且支撑横梁(3)的两端等长伸出支撑木方(2)外；两个千斤顶(5)分别支撑于支撑横梁(3)两伸出端下方；在支撑横梁(3)上设有两个限位座(4)，且两个限位座(4)分别位于两根支撑木方(2)上方；在两个限位座(4)的相对位置处均设有用于支撑塔体的弧形支撑面。
10.根据权利要求1或2所述的分段预制后的塔体现场立式安装方法，其特征在于，平衡梁包括横向杆(7)和固定螺栓(12)；在横向杆(7)的两端端面上均设有一个“U”形槽口(8)；在“U”形槽口(8)的一侧摆动式安装有压板(10)，在“U”形槽口(8)的另一侧设有固定块(9)；固定螺栓(12)穿过压板(10)的自由端后旋合在固定块(9)上，且压板(10)封盖于“U”形槽口(8)的槽口上；在压板(10)与“U”形槽口(8)相对的板面上设有防滑楞(13)。
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