2200t超重化工塔吊装技术

广东力特工程机械有限公司 广东广州 510735

1 概况

某化工设备在运输途中发生侧翻，需要转向并装车。该设备重2200t，外形尺寸Φ9200mm/Φ12120mm×128000mm（表1和图1）。操作过程是：先将分离塔起吊、行走13.5m，再放置鞍座上翻转57°，然后二次起吊装车。

表1 分离塔基本参数表

图1 分离塔尺寸图

2 难点及措施

2.1 方案对比

设备两侧区域为淤泥软地基（香蕉林和鱼塘），装车前示意图见图2。针对该分离塔设计了3种方案，并对它们的优缺点进行了对比，见表2。

图2 分离塔装车前示意图

根据表2所示，鉴于工期和资源情况，最终选定1600t+1250t+900t履带起重机方案。

2.2 难点及措施

2.2.1 重心确定

分离塔重心计算示意图见图3。通过计算得出重心位置h=60483mm，考虑分离塔附件偏差，计算重量按2200t，重心位置取60800mm。

2.2.2 软地基处理

分离塔两侧为软土（淤泥），场地类别为Ⅲ类。根据地质勘探资料，地基处理采用预应力管桩方案，桩采用直径D400mm和D500mm预应力管桩。桩长约18～20m，单桩竖向承载力特征值：D400为1500kN，D500为2300kN。翻转鞍座和超起配重地基结合履带起重机作业基础，优化处理降低成本。

表2 方案优缺点对比表

图3 分离塔重心计算示意图

2.2.3 三机抬吊平衡

根据起重机资源及起重量要求，另一起吊点选用SCC9000/900t履带起重机和XGC16000/1250t履带起重机。XGC16000/1250t履带起重机选用SHB54m工况，若采用三点起吊，起重机分配重量难控制，无法安全操作，风险大。因此，SCC9000/900t履带起重机和XGC16000/1250t履带起重机采用1250t多功能平衡梁进行分载，相对于分离塔，该方法为两点起吊作业，易操作、安全可控。选用机械工况见表3。

2.2.4 超重型吊索具设计

根据分配重量，SCC16000/1600t履带起重机选用2套GJT168-1770-69m高性能无接头绳圈；SCC9000/900t履带起重机与1250t多功能平衡梁连接选用2条GJT180-1770-8m高性能无接头绳圈；XGC16000/1250t履带起重机与1250t多功能平衡梁连接选用2条φ220-14m无接头绳圈；1250t多功能平衡梁与设备之间选用1条GJT246-1770-69m高性能无接头绳圈。

2.2.5 超重型设备翻转

翻转时设备放置在翻转鞍座上，鞍座与设备之间布置双层聚四氟乙烯弧形板，采用3台辅助机械抬吊分步逐级进行57°翻转。

3 关键技术

3.1 三机抬吊技术

分离塔φ9200mm，作业跨距16～18m，起重量1100t。选用SCC16000/1600t履带起重机HDB54m工况，中心压重80t、后配重 280t、超级配重 660t（30m超起半径），18m作业半径额定起重量1355t，满足作业要求。见图4—图6。

表3 选用机械工况表

图4 吊点选择示意图

图5 反应塔的整体应力与位移云图

图6 有限元网格模型

3.2 软地基处理及桩基施工技术

勘察结果表明，场地内揭露有巨厚层的软土（2-1层淤泥）分布，履带起重机作业区域采用18～20m长预应力高强混凝土管桩（PHC桩）和800mm钢筋混凝土承台方案，其他作业区域采用块石回填方式。施工过程根据方案检验钢筋参数、绑扎间距，同条件试块及回弹试验验证混凝土强度。

3.3 1250t多功能平衡梁应用及首次应用φ246mm大直径钢丝绳圈

SCC9000/900t履带起重机和XGC16000/1250t履带起重机选用1250t多功能平衡梁，两台起重机吊钩离1250t钩中心距离分别为2.6m和2.2m。1250t钩作为吊点一，1600t钩作为吊点二，两吊点离重心距离分别为36.35m和37.5m。详见图7。

图7 多功能平衡梁及大直径绳圈布置示意图

3.4 超重型设备翻转技术

分离塔放置在翻转鞍座上，鞍座与设备之间布置双层聚四氟乙烯弧形板，采用3台辅助机械抬吊分步逐级进行翻转，共需转57°。

4 方案实施

4.1 地基处理

4.1.1 作业区域地基处理设计输入条件

（1）分离塔起吊时，SCC9000/900t最大地压值为84.7t/m2（0.847MPa），见图8。因此，SCC9000/900t履带起重机作业地基设计输入值取84.7t/m2。

图8 SCC9000/900t地压计算图

（2）分离塔起吊时，SCC16000/1600t最大地压值为95.6t/m2（0.956MPa），见图9。因此，SCC16000/1600t履带起重机作业地压设计输入值取95.6t/m2。

（3）XGC16000/1250t履带起重机地压计算：根据起重机出租方提供的资料，XGC16000/1250t履带起重机最大吊装重量为665t，车体总重1492t，合计总重2157t。起重机单条履带有效面积2×13.22=26.44m2。

图9 SCC16000/1600t地压计算图

起重机对地平均压力：P=（2157×1.5）/（2×26.44）=61.19t/m2（取起重机两侧履带对地压力不均系数为1.5）。

4.2 作业区域场地处理

SCC16000/1600t起重机、SCC9000/900t起重机和XGC16000/1250t起重机作业按照设计处理。重件通道及起重机行走组装区域如图10所示。

图10 起重机作业区域桩基、重型道路规划图

4.3 起重机站位

SCC9000/900t履带起重机履带端头距离设备边约4730mm，XGC16000/1250t履带起重机端头距离设备边约4730mm，SCC16000/1600t履带起重机端头距离设备边约5860mm。详见图11。

图11 起重机就位示意图

吊索具安装示意图见图12和13。

4.4 分离塔起吊

三台起重机同时起钩，分离塔离开地面100mm时稳定10min检查地基，用水平仪检测基础沉降。起吊过程中采用无线静态（动态）应变测试分析系统对分离塔吊点进行监控。详见图14。

图12 安装多功能平衡梁及绳圈安装示意图

图13 1600t履带起重机绳圈鞍座示意图

图14 起重机站位立面图

4.5 起重机带载行走

吊离分离塔至地面50mm左右时，起重机以最缓慢速度行走，同时操作司机密切关注显示数据动态，及时向总指挥汇报情况；专人监护履带按照地面行走指引线行走，发生较大偏差时及时汇报，待处理完好方可继续行走；专人监护塔体与地面的安全距离，出现问题及时汇报、及时调整。详见图15。

图15 起重机带载行走示意图

4.6 落钩存放鞍座

起重机向后行走至装车位置时，起重机调整，将分离塔调整至分离塔翻转鞍座上方；然后松钩，将分离塔放在鞍座上。详见图16和图17。

图16 分离塔放置鞍座示意图

4.7 分离塔翻转

利用辅助机械500t全路面起重机、317.5t履带起重机和100t汽车起重机，通过分离塔的裙座（卸扣与螺栓孔连接）、主吊耳和法兰管作为受力点进行分离塔转动，使分离塔吊耳处于水平状态。详见图18。

图17 分离塔放下鞍座立面图

图18 分离塔翻转示意图

4.8 分离塔二次起吊、装车

三台起重机同时起钩，将分离塔吊离地面；用辅助起重机将用于分离塔翻转的鞍座和路基箱抽出；鞍座由运输方放置在SMPT车板上。详见图19。

图19 分离塔装车示意图

整个施工过程照片见图20—23。

图20 分离塔起吊

图21 履带起重机行走13.5m

图22 分离塔翻转

图23 分离塔装车完成