论文部分内容阅读
摘 要介绍了高炉下降管吊装方案的具体方法，详细列出了重心计算、受力分析、钢丝绳选择、吊车选择等。
关键词下降管；吊装方案；重心计算；受力分析
中图分类号TF文献标识码A文章编号1673-9671-(2011)051-0174-02
下降管吊装在高炉施工中属于难度最大的工作。它具有形状复杂、重量大、外形尺寸大、安装角度倾斜等特点，给安装工作带来极大困难。下面以某钢铁公司1080m3高炉下降管吊装为例，简述下降管吊装方案的确定。
1概况
本工程下降管外形为裤衩形，安装在高炉与重力除尘之间。安装高炉端上接口的弯头中心标高为62.98米，安装重力侧下接口的弯头中心的标高为35.5米。总长39.436米，管的规格为上部双管D2632*16，下部单管D3032*16空间水平夹角为41.1度。为了保证空中对口方便，开弯头选择在直段对接，将下降管分为A、B、C三段，A、C段分别随上下弯头整体安装，然后安装B段。
2下降管中心的确定
本方案主要针对B段安装编写。B段下降管重101.695吨，下降管的材质为Q235B。三通部分镶内衬板t=14钢板，B段参数如表1（图1、图2）。
重心的确定是下降管安装的关键工作，由于下降管为对称结构，重心必在下降管对称中心线上，由公式计算得：
G*X=G1*X1+G2*X2+G3*X3
X=（G1*X1+ G2*X2+ G3*X3）/G=18.065m
即中心在距离下降管下端18.065m处对称中心线上。
3吊装载荷分配计算受力分析
下降管B段重101.695t，再加上吊车钩头和绳子的重量3吨，所以G取105吨。选用SCC4000型400吨履带吊和150吨履带吊配合起钩。400吨履带吊HDB工况主臂84米，超起半径13米时，超起配重250吨，中央配重40吨，后配重135吨，旋转半径28米内，额定起重量为136吨，满足吊装要求。
1）整个吊装过程的受力分析。
在吊装的起始阶段，150吨吊和400吨吊车配合起钩时，400吨吊车前绳承受拉力随着起升角度的增加逐渐增加，后绳不受力直到41.1度时后绳受力达到最大，150吨吊车在刚起钩时钢丝绳承受拉力最大，随着起升角度的增加，钢丝绳受力然后慢慢减小，最后到不受力，将150t吊车摘钩，由400t吊车单独完成吊装。
起吊时受力分析图，见图3。
图3
刚起钩时G=G1+G2=105G1*1586=G2*16065 G1=93.5T G2=11.5T
150t履带吊12m回转半径48m杆，吊50.9t。根据两机抬吊时性能为80%，（136+50.9）*80%=176t>105t；136*80%=108t>93.5t；50.9* 80%=40.72t>11.5t，满足要求。
150t履带吊摘钩后达到如图4、图5所示的受力情况。
G取105吨G1+G2=105 G1*14.8083+G2*11.1603=105*13.6131由此得出G1=70.6t，G2=34.4t。
2）钢丝绳长度及角度图示如图6。
3）吊装索具的选用（均为6×37b纤维芯；公称抗拉强度1870N/mm2钢丝绳）。
①400吨吊车用绳情况。前绳两根，每根选用双股，捆绑吊装，经过受力分析，每根前绳每股承受拉力为：起吊时受力最大，Q选93.5t。
P1=Q/ncosa=93.5*1000*9.8N/4/COS27.69/cos10=262.8KN
钢丝绳选择：S允=Es×Ψ/K≥P1，S允——钢丝绳的许用拉力Es——钢丝绳的破断拉力总和，Ψ——钢丝绳的折减系数，Ψ=0.82 K——安全系数，K=8。
将Ψ、K、P1代入公式得：ES丝≥262.8×8/0.82=2564KN。
查实用五金手册第七版，当选用直径为66MM钢丝绳最小破断拉力为2564KN>2573KN，满足要求。
图6
同理后绳两根，每根选用双股，捆绑吊装，每根后绳承受的拉力为：
P1=Q/ncosa=34.4*1000*9.8N/4/COS10.52/COS13.06=88KN
ES丝≥88×8/0.82=859KN
查实用五金手册第七版，当选用直径为44MM钢丝绳最小破断拉力为1060KN>859KN，满足要求。
②150吨吊车用绳情况。经过受力分析，选用单根双股新钢丝绳，每根绳承受拉力为P1=Q/n=21*1000*9.8N/2=103KN，
ES丝≥103×8/0.82=1005KN
当选用直径为双股44mm钢丝绳最小破断拉力为1060KN>1005KN，满足要求。
卡环根据实际情况应增大安全系数前绳选用70t卡环，后绳使用50吨卡环。
4具体的施工方法
1）给现场拼装和安装人员做好技术和安全交底并做好记录。
2）吊车行走路线必须填平至正负零标高，用机械夯实，然后铺石粉并用机械夯实。用400吨履带吊反复碾压5遍，使地耐力大于15吨/平米，吊车站位行走处铺吊车专用行车轨底板。
3）由制作现场制作D3032*16mm*500mm宽的包带1套（A段）、D2632*16*500宽的包带2套（C段），每个包带分成两半，要事先焊接在A与C段的管头上。
4）下降管在拼装前用全站仪测量上下管口的距离，反复核实后，下降管的净长度要小于实测长度100mm。
5）吊装时400吨和150吨履带吊缓缓起钩，离地1米时停住，防止管头压变形。然后400吨履带吊起升，150吨履带缓缓递送，达到预定角度后，150吨履带摘钩。这时400吨履带吊继续起钩，低端超过重力除尘和布袋除尘的高度5米后向前走车，逐步达到安装位置。上下管头轻轻落在包带上后，不要落钩，继续吊着，直到3套包带焊接完毕再松绳摘钩。
5吊装平立面图（见图7、图8、图9）
参考文献
[1]华清苑主编.钢结构制作安装技术实用手册.金版电子出版公司,2003.
[2]沈从周主编.机械设备安装手册.北京:中国建筑工业出版社,1983.
[3]蔡裕民著.吊装工艺计算近似公式及应用.北京:化学工业出版社,2004.
作者简介
韩涛（1978-），本科，工程师，研究方向：工程管理。
关键词下降管；吊装方案；重心计算；受力分析
中图分类号TF文献标识码A文章编号1673-9671-(2011)051-0174-02
下降管吊装在高炉施工中属于难度最大的工作。它具有形状复杂、重量大、外形尺寸大、安装角度倾斜等特点，给安装工作带来极大困难。下面以某钢铁公司1080m3高炉下降管吊装为例，简述下降管吊装方案的确定。
1概况
本工程下降管外形为裤衩形，安装在高炉与重力除尘之间。安装高炉端上接口的弯头中心标高为62.98米，安装重力侧下接口的弯头中心的标高为35.5米。总长39.436米，管的规格为上部双管D2632*16，下部单管D3032*16空间水平夹角为41.1度。为了保证空中对口方便，开弯头选择在直段对接，将下降管分为A、B、C三段，A、C段分别随上下弯头整体安装，然后安装B段。
2下降管中心的确定
本方案主要针对B段安装编写。B段下降管重101.695吨，下降管的材质为Q235B。三通部分镶内衬板t=14钢板，B段参数如表1（图1、图2）。
重心的确定是下降管安装的关键工作，由于下降管为对称结构，重心必在下降管对称中心线上，由公式计算得：
G*X=G1*X1+G2*X2+G3*X3
X=（G1*X1+ G2*X2+ G3*X3）/G=18.065m
即中心在距离下降管下端18.065m处对称中心线上。
3吊装载荷分配计算受力分析
下降管B段重101.695t，再加上吊车钩头和绳子的重量3吨，所以G取105吨。选用SCC4000型400吨履带吊和150吨履带吊配合起钩。400吨履带吊HDB工况主臂84米，超起半径13米时，超起配重250吨，中央配重40吨，后配重135吨，旋转半径28米内，额定起重量为136吨，满足吊装要求。
1）整个吊装过程的受力分析。
在吊装的起始阶段，150吨吊和400吨吊车配合起钩时，400吨吊车前绳承受拉力随着起升角度的增加逐渐增加，后绳不受力直到41.1度时后绳受力达到最大，150吨吊车在刚起钩时钢丝绳承受拉力最大，随着起升角度的增加，钢丝绳受力然后慢慢减小，最后到不受力，将150t吊车摘钩，由400t吊车单独完成吊装。
起吊时受力分析图，见图3。
图3
刚起钩时G=G1+G2=105G1*1586=G2*16065 G1=93.5T G2=11.5T
150t履带吊12m回转半径48m杆，吊50.9t。根据两机抬吊时性能为80%，（136+50.9）*80%=176t>105t；136*80%=108t>93.5t；50.9* 80%=40.72t>11.5t，满足要求。
150t履带吊摘钩后达到如图4、图5所示的受力情况。
G取105吨G1+G2=105 G1*14.8083+G2*11.1603=105*13.6131由此得出G1=70.6t，G2=34.4t。
2）钢丝绳长度及角度图示如图6。
3）吊装索具的选用（均为6×37b纤维芯；公称抗拉强度1870N/mm2钢丝绳）。
①400吨吊车用绳情况。前绳两根，每根选用双股，捆绑吊装，经过受力分析，每根前绳每股承受拉力为：起吊时受力最大，Q选93.5t。
P1=Q/ncosa=93.5*1000*9.8N/4/COS27.69/cos10=262.8KN
钢丝绳选择：S允=Es×Ψ/K≥P1，S允——钢丝绳的许用拉力Es——钢丝绳的破断拉力总和，Ψ——钢丝绳的折减系数，Ψ=0.82 K——安全系数，K=8。
将Ψ、K、P1代入公式得：ES丝≥262.8×8/0.82=2564KN。
查实用五金手册第七版，当选用直径为66MM钢丝绳最小破断拉力为2564KN>2573KN，满足要求。
图6
同理后绳两根，每根选用双股，捆绑吊装，每根后绳承受的拉力为：
P1=Q/ncosa=34.4*1000*9.8N/4/COS10.52/COS13.06=88KN
ES丝≥88×8/0.82=859KN
查实用五金手册第七版，当选用直径为44MM钢丝绳最小破断拉力为1060KN>859KN，满足要求。
②150吨吊车用绳情况。经过受力分析，选用单根双股新钢丝绳，每根绳承受拉力为P1=Q/n=21*1000*9.8N/2=103KN，
ES丝≥103×8/0.82=1005KN
当选用直径为双股44mm钢丝绳最小破断拉力为1060KN>1005KN，满足要求。
卡环根据实际情况应增大安全系数前绳选用70t卡环，后绳使用50吨卡环。
4具体的施工方法
1）给现场拼装和安装人员做好技术和安全交底并做好记录。
2）吊车行走路线必须填平至正负零标高，用机械夯实，然后铺石粉并用机械夯实。用400吨履带吊反复碾压5遍，使地耐力大于15吨/平米，吊车站位行走处铺吊车专用行车轨底板。
3）由制作现场制作D3032*16mm*500mm宽的包带1套（A段）、D2632*16*500宽的包带2套（C段），每个包带分成两半，要事先焊接在A与C段的管头上。
4）下降管在拼装前用全站仪测量上下管口的距离，反复核实后，下降管的净长度要小于实测长度100mm。
5）吊装时400吨和150吨履带吊缓缓起钩，离地1米时停住，防止管头压变形。然后400吨履带吊起升，150吨履带缓缓递送，达到预定角度后，150吨履带摘钩。这时400吨履带吊继续起钩，低端超过重力除尘和布袋除尘的高度5米后向前走车，逐步达到安装位置。上下管头轻轻落在包带上后，不要落钩，继续吊着，直到3套包带焊接完毕再松绳摘钩。
5吊装平立面图（见图7、图8、图9）
参考文献
[1]华清苑主编.钢结构制作安装技术实用手册.金版电子出版公司,2003.
[2]沈从周主编.机械设备安装手册.北京:中国建筑工业出版社,1983.
[3]蔡裕民著.吊装工艺计算近似公式及应用.北京:化学工业出版社,2004.
作者简介
韩涛（1978-），本科，工程师，研究方向：工程管理。