浅谈高层框架钢结构与设备穿插安装技术

杨志勇 褚丝绪(天津二十冶建设有限公司,天津300301)

浅谈高层框架钢结构与设备穿插安装技术

杨志勇 褚丝绪(天津二十冶建设有限公司,天津300301)

介绍了天铁RH真空精炼炉建设安装工程的特点、设备安装情况。针对该工程原有预留用地小，整个区域占地紧凑，布局比较拥挤，高层框架平台的构件多等实际情况，充分利用现有施工设备，合理安排施工顺序，在设备与平台穿插的过程中采取适合的施工工艺和技术措施，满足了安全、质量的要求，达到预定的工程目标。

精炼炉钢结构平台设备安装控制安全

1 前言

随着国家钢铁产业的结构调整，对于高质量品种钢的需求迅猛增加，因此，高效节能的RH真空精炼炉越来越多地被各大钢铁企业所青睐。真空精炼炉的特点是精炼工艺复杂，设备及介质管道繁琐。如真空泵系统、真空上料系统、液压顶升系统、真空台车系统等等均需要一高耸的框架钢结构平台将其设置。多层钢结构平台的安装是整个工程的重点，安装方案的选择及优化就成为了整个工程进度的关键。

天铁RH炉属于天铁集团热轧板公司的技改项目，为提高热轧公司的产能和品种竞争力起到了非常重要的作用。RH的使用使热轧公司年处理钢水量达到200万t，生产的优质品种钢有碳素结构钢、优质碳素结构钢、焊接结构用耐候钢、锅炉压力容器钢、焊接气瓶用钢、船体用结构钢、汽车大梁钢、低合金结构钢、等。天津二十冶建设公司承揽了天铁RH真空精炼炉整个项目的建筑安装施工部分，本文以此工程为实例对框架结构安装施工技术作介绍。

2 工程概况

天铁RH真空精炼炉钢平台位于原有厂房内部，总面积4 800 m2，共9层，局部5层，建筑物长48 m，宽21 m，总高39 m。层1-9高分别为7.9 m,12.0 m,16.6 m,20.4 m,23.8 m,27.3 m,30 m,33 m,39 m。整个钢结构平台总重量2 000 t，本文主要阐述钢平台的安装方案及与设备的穿插配合。

3 工程特点

3.1 工期紧

由于高层框架平台内的设备多而大，按施工工序，首先必须先完成框架的封顶，才能使整个框架体系稳定可靠，设备才可以穿插进入各个平台进行临时固定，因此要在50天内完成整个钢平台的安装就必须要对安装方案进行优化。

3.2 场地狭小

该工程属于技改项目，受原有预留用地的影响，整个区域占地紧凑，布局比较拥挤。高层框架平台的构件达4 000件,需要穿插的设备也有1 000 t,平台本身又处于厂房的接收跨和浇注跨之间,既要保工程进度,又要保业主正常生产。这就更需要合理组织，各专业紧密配合。

3.3 高层作业多，空中对接多

由于精炼工艺需要，整个框架平台达39 m之高，并且每层平台都有比较重要的设备和介质管道。由于设备场地的限制，只能在一个固定的小范围内吊装，所有框架柱都要分段入场，增加了空中对接的任务量，这就对我们的高空施工提出了更高的安全要求和质量要求。

4 安装方案

4.1 高层框架的结构形式

见图1。

4.2 安装方案的选择

对于24 m以下的底层框架柱、框架梁系统，由于单件比较大，采用传统的单件吊装技术；对于24 m以上部分，构件数量增多，重量变小，在现有的场地条件下，综合比较了双机同吊、一钩多吊、整体拼装等多个方案后，选择了局部整体拼装的安装方案和工艺。

4.3 吊机的选择

考虑整个钢平台在厂房内部施工，大型的吊装设备缺少工作面无法施展，所以在厂房原有吊车梁上安装了一个32 t电动葫芦。结合工期要求，24 t以下吊装时前提在平台的左右两侧各布置一个25 t汽车吊同时进行吊装。

4.4 吊装方法

框架柱采取分段吊装，先安装下段柱，全部下段柱安装完后，随即安装与之相连的纵横框架梁、平台梁、平台板、柱间支撑等。将相应平台上的设备（如真空料斗、储气罐、冷凝器等）吊入工艺位置进行临时固定。为保证安全施工及焊接质量，将相应层数的平台栏杆及楼梯安装到位。24 m料仓的安装预先将料仓及料仓衬板在制作场地全部拼装到位，待料仓上口的连梁全部焊接好后，进行尺寸的复检，然后将料仓一次吊装到位，进行焊接。

4.5 施工组织

针对整个安装特点,为了保证设备安装的要求,我们在合理安排人员不窝工的情况下,采用了黑白两班作业。白天主要集中力量进行吊装,安排钢柱对接,临时固定等;夜晚集中力量进行焊接,力求安装一层平台，所有焊口均同时一次成型。特别需要提出注意的是，由于RH平台设备及介质管道的烦琐，所以在平台形成后的设备安装期间的变更工作量也会比其它的工程要多出很多，这时对施工力量的组织千万不能忽视。否则整个收尾工作就会周期增长，严重制约了设备及介质管道的安装。

5 控制要点

精炼炉设备烦琐且复杂,尤其以真空泵系统较为突出,如何衔接好钢结构平台与真空泵系统的安装是整个安装控制的一个要点。

真空泵系统由B1、B2、B3三台增压泵,C1、C2、C3三台冷凝器，S4a、S4b、S5a、S5b四台喷射泵，二台气体冷却器，二件水冷弯头，一台水分配器，一台蒸气分配器，一件真空主阀、连接管组成。分别安装固定在标高+7.900 m、+16.600 m、+20.400 m平台上。

真空泵B1、B2、B3的特点是件长，最长的20 m重20 t，最短的12 m重8.6 t。安装高度从+6.700 m到+30.000 m平台下，中间要穿过+7.900 m、+16.600 m、+20.400 m、+23.800 m四层平台。B2增压泵固定在+20.400 m平台上，B3增压泵固定在+16.600 m平台上，B3增压泵固定在+16.600 m平台上。

真空泵的吊装由于是在厂房内部吊装，受到厂房的顶标高限制，另外真空泵本身B1件最长达到20m，所以如何正确地使真空泵就位不但可以使设备本身不受损坏，又节约了成本缩短了工期，我们经过计算，预留出靠近过跨车轨道一侧的+12.400 m以上的横梁不进行安装，这样就有足够的吊装高度，其它三面的横梁依旧安装，这样使框架体系趋于稳定。采用150 t汽车吊进行吊装，将B1泵慢慢吊起升到泵头高度高于+12.400 m平台,吊车旋转到B1增压泵的安装位后,缓慢落钩直至B1泵泵头穿过12.400 m平台、7.900 m平台，落入事先用槽钢做好的框架内，在进行临时固定。要注意增压泵泵头法兰要高于地面，不能与地面接触，防止泵头和泵头法兰撞坏或变形。吊装示意图见图2。

依此方法，将B2，B3全部进行临时固定后，将预留一侧框架梁进行安装，并将次梁一并进行安装，只留有影响增压泵向上提升的小梁，平台板全部安装到位。用32 t电动葫芦依次将B1，B2，B3吊装到安装位置，并将支架一起进行安装焊接。

6 安全要点

由于RH真空精炼炉钢平台属于高层框架且结构比较紧凑，高空对接及吊装频繁，又在厂房内部生产处于高温的情况下，针对此工程安全控制要点如下。

6.1 施工人员进入现场必须戴好安全防护用品，高空作业人员必须系好安全带。吊筐必须挂牢固，不许留有探头板，防止发生危险。平台梁安装完毕后应及时安装平台板、栏杆、钢梯，平台孔洞处必须设置临时防护栏杆。

6.2安装构件的吊点选择要准确并且经过计算，在构件有棱角处要垫半圆钢管和方木保护吊绳。各吊具和索具的安全系数应大于5，钢丝绳与构件水平夹角不得小于45°。

6.3 为保证整体稳定性，柱子安装找正后应及时进行灌浆并安装梁及柱间支撑。

6.4 现场氧气、乙炔瓶要分开放置，且分置距离不小于5 m，并做好防晒、防震、防火、防油措施，设专人管理。

6.5 认真做好防暑降温的工作，并设置煤气报警器。

7 结束语

通过此次对钢结构与设备安装方案的正确运用，使整个工程工期缩短了近两个月。施工成本也大大降低，32 t天车的充分利用使吊装费用节省了60%，额外仅用了两个大型吊车台班即完成了全部钢结构平台和设备的安装工作。由于有针对性地安全控制要点穿插了工程的始末，使复杂、烦琐的高空多层平台施工安全得以保障。总体来说，天铁RH真空精炼炉安装技术的运用是一个成功的实例，希望以此能对未来类似的施工提供一些借鉴。

（收稿2009－12－23责编赵实鸣）

[1]中国建筑金属结构协会建筑钢结构委员会专家组.中国大型钢结构工程设计与施工[M].北京:中国建筑工业出版社,2007.

[2]杜容军.建筑施工安全手册[M].北京:中国建筑工业出版社,2007.

[3]GB50205-2001,钢结构工程施工质量验收规范[S].

Brief Talk on Elevated Frame Steel Structure and Equipment Interlace Installation Technology

Yang Zhiyong,Chu Sixu

The characteristics and situation of the construction and erection of Tiantie RH Vacuum Ladle Furnace are explained at the paper.Taking consideration of the actual conditions such as small reserved land,the compact land occupation and crowded layout of the whole area and many components on elevated frame platform,Tiantie makes full utilization of the existing construction equipment,reasonably arranges the construction order and adopts an appropriate construction process and technical measures during the equipment and platform interlace installation.The safety and quality requirement is met and the expected project target is hit.

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杨志勇，男，高级工程师，2003年6月毕业于天津师范大学政治经济学（市场营销与工商管理方向）专业研究生课程进修班。现任天津二十冶建设有限公司副总经理兼天铁项目部项目经理。