《無鋼架火炬（細高塔）多獨立吊點整體吊裝工法》是河北省安裝工程公司完成的工程建築類施工工法；主要完成者分別是張國友、賀廣利、牛義賓、蒲社安和郝國榮。該工法適用範圍是細高塔、無鋼架火炬塔和煙囪等高柔設備的吊裝。尤其適用現場場地狹窄，大型吊車無法使用的情況。有設備框架的細高塔，可利用設備框架代替抱桿等。
《無鋼架火炬（細高塔）多獨立吊點整體吊裝工法》主要特點是：不使用大型吊車和大型抱桿，減少了高空作業和場地占用；採用多獨立吊點技術，可有效控制設備變形，不必對高柔設備進行加固，減少加固費用和吊裝重量；採用人字抱桿，穩定性強，減少場地占用和纜風繩數量；採用雷射測距技術，利用雷射測距感測器監控設備變形，數據及時、準確、直觀，確保吊裝安全；採用電腦程式進行計算，提高了計算精度和運算速度；具有安全可靠、經濟適用、簡便易行、節約場地等特點。
2011年9月30日，《無鋼架火炬（細高塔）多獨立吊點整體吊裝工法》被中華人民共和國住房和城鄉建設部評定為國家二級工法。
基本介紹
- 中文名：無鋼架火炬（細高塔）多獨立吊點整體吊裝工法
- 工法編號：YJGF48-92
- 類別：工程建設類
- 完成單位：河北省安裝工程公司
- 主要完成人：張國友、賀廣利、牛義賓、蒲社安、郝國榮
- 審批單位：中華人民共和國住房和城鄉建設部
- 主要榮譽：國家二級工法（2009-2010年度）
形成原因,工法特點,操作原理,適用範圍,工藝原理,工藝流程,操作要點,材料設備,質量控制,安全措施,環保措施,效益分析,套用實例,榮譽表彰,
形成原因
對於細高塔、無鋼架火炬塔和煙囪等高柔設備的吊裝，一直屬於大型設備吊裝技術研究的課題。由於設備高、柔度大，吊裝難度不僅受高度影響，而且吊裝過程設備的彎曲變形，成為影響吊裝的最重要因素。中國國內和中國國外均曾發生過由於高柔結構失穩，而導致吊裝失敗的事例。
高柔設備吊裝有正裝、分段正裝、分段倒裝、整體扳轉、整體扳吊等方法。經過多年發展，施工中多採用設備本身加固的整體扳轉法和多吊點整體扳吊法。河北省安裝工程公司在施工實踐基礎上，發展、總結多獨立吊點整體扳吊法並完成了《無鋼架火炬（細高塔）多獨立吊點整體吊裝工法》。
工法特點
一、《無鋼架火炬（細高塔）多獨立吊點整體吊裝工法》有以下具體特點：
1、不使用大型吊車和大型抱桿，減少了高空作業和場地占用。
2、採用多獨立吊點技術，可有效控制設備變形，不必對高柔設備進行加固，減少加固費用和吊裝重量。
3、採用人字抱桿，穩定性強，減少場地占用和纜風繩數量。
4、採用雷射測距技術，利用雷射測距感測器監控設備變形，數據及時、準確、直觀，確保吊裝安全。
5、採用電腦程式進行計算，提高了計算精度和運算速度。
6、利用設備起升角度的變化，通過變頻調速控制各卷揚機的速度，使吊裝控制便捷、安全。
7、採用仿真吊裝技術，模擬吊裝過程，保證吊裝可靠性。
8、採用測力計對繩索進行受力監測，及時掌握繩索受力情況，便於控制吊裝過程，確保吊裝安全。
二、《無鋼架火炬（細高塔）多獨立吊點整體吊裝工法》集以上特點，總體安全可靠、經濟適用、簡便易行、節約場地。
操作原理
適用範圍
《無鋼架火炬（細高塔）多獨立吊點整體吊裝工法》適用於細高塔、無鋼架火炬塔和煙囪等高柔設備的吊裝。尤其適用現場場地狹窄，大型吊車無法使用的情況。
施工單位實際工程中有設備框架的細高塔，可利用設備框架代替抱桿。
工藝原理
《無鋼架火炬（細高塔）多獨立吊點整體吊裝工法》的工藝原理為：
1、高柔設備吊裝，針對克服“柔”的問題，該工法不用設備加固而採用獨立多吊點，使各獨立吊點之間距離變短，各部位受力均小於允許值，從而解決了因設備高柔帶來的吊裝困難。
2、設備獨立多吊點吊裝，使整個結構形成了一個超靜定體系，又使設備受力不明確。由於高柔設備柔度大，使得設備變形對於吊點受力極為敏感，而柔度大又允許設備產生較大的彎曲變形，而變形與受力是一致的，即可以通過各獨立吊點控制設備彎曲變形來控制各吊點的受力情況。
3、吊點位置和數量、設備彎曲變形允許值通過受力計算確定。
4、將不低於設備高度一半的“人字抱桿”立於設備一側，設備底部安裝鉸鏈，通過設備上設定的多獨立吊點用“人字抱桿”扳吊設備，設備則由水平位置繞鉸鏈旋轉90°立起；由於設備的吊點由各自獨立的卷揚機控制，採用雷射測距技術實現對設備變形的監測，在吊裝過程中通過變頻調速控制各卷揚機的速度，來達到調整各吊點的受力大小，保證吊裝過程中高柔設備不發生彎曲變形和失穩現象，如右圖所示。
多獨立吊點整體吊裝工藝原理示意圖
工藝流程
《無鋼架火炬（細高塔）多獨立吊點整體吊裝工法》的工藝流程為：
基礎檢驗→安裝底節→安裝底部鉸鏈→埋設地錨→立人字抱桿→綁索具→設備組裝→裝管線及平台→設監測裝置→檢驗→試吊→吊裝就位→找正焊接→拆除吊裝工具。
操作要點
《無鋼架火炬（細高塔）多獨立吊點整體吊裝工法》實施設備安裝前確定設備各種參數，對設備製作質量進行檢查確認，根據設備重量、高度、直徑計算設備的長細比和主體強度，確定吊點的數量；利用吊裝軟體對各吊點進行受力分析，通過強度計算確定抱桿的尺寸、主要吊裝設備的性能參數等，根據計算結果編制吊裝方案；利用計算機仿真軟體進行吊裝現實模擬，組織專家進行論證、通過後，組織實施吊裝。
一、吊裝要點
1、設備及其附屬裝置（爬梯、平台、管線、防腐保溫等），在地面全部安裝、調試完畢。
2、不做任何減小設備柔度（增加剛度）的加固處理。
3、採用小抱桿（抱桿高度約為設備一半）多獨立吊點，各吊點獨立控制。
4、設備底節先安裝在基礎上，底節底部設底鉸，底鉸軸上加止推裝置，以抵抗水平推力。
5、以設備變形和拉力計數值作為依據，用以控制各吊點受力情況。
6、通過設備起升角度的變化，控制各卷揚機的速度。
7、利用3DMAX軟體建模和動畫製作，對吊裝全過程進行施工過程模擬。
二、機具、監測裝置設定
1、設定底部鉸鏈
施工單位為使設備順利立起、復位，必須裝好底鉸，其設定方法為：
（1）在檢查驗收和處理好基礎後，安裝留有預留焊口的已點焊好的設備底節，找正擰緊地腳螺栓。
（2）在確認設備底節安裝合格後，按設備組裝方向組裝、焊接底部鉸鏈，且在預留焊口上下各增加徑向加固環板。如右圖所示。
鉸鏈安裝示意圖
（3）切開預留焊口之點焊點，沿鉸鏈軸放倒底節上部，再立起。反覆數次，檢查底鉸轉動靈活性與預留焊口在復位時的吻合性。
2、設備組裝
施工單位應把設備上所有裝置全部在地面上組裝完成。
（1）將設備底節上部放倒，下墊道木，使其軸線處於水平位置。
（2）以找平墊牢的設備底節為基礎，逐節進行設備的組對、焊接、探傷和質量檢查，合格後塗漆，直到設備全部完成，質量合格。
（3）安裝平台，梯子、吊耳、支架等設備上零部件。
（4）安裝工藝管線，試壓合格後刷油、保溫。
（5）安裝電氣、儀表，並進行調試。
（6）設備縴繩安裝，並臨時綁在設備上。
（7）全面檢查安全、質量，並經建設單位驗收合格，待吊。
3、抱桿設定
施工單位應確定抱桿結構尺寸，在已有抱桿中經計算選用。
（1）抱桿高度不應低於設備高度的一半。
（2）抱桿與設備基礎間距可為設備高度的1/10。
（3）抱桿、拖拉繩布置如右圖所示，主受力方向應設2~3根拖拉繩，並加拉力計，相對方向應設兩根拖拉繩，其餘拖拉繩均布在兩側，拖拉繩與地面夾角不應大於30°，拖拉繩數量、規格據地形並經計算選用。
拖拉繩布置示意圖
（4）地錨按受力情況選用。
（5）抱桿豎立可用吊車，或用吊車吊起小抱桿，再用小抱桿把大抱桿吊起。
4、主要索具設定
抱桿通過索具吊起設備，索具規格、數量及位置經計算和需要確定。
（1）吊裝繩1：承擔設備吊裝，一端設於各吊點，通過抱桿頂部之滑輪組，底部滑輪，與各自變頻調速卷揚機相連，通過拉力計與地錨固定。索具設定如右圖所示。
索具設定示意圖
（2）扶正繩2：由於抱桿選用比設備低，吊到後期時，不能再用上吊點吊裝，則由扶正繩2，使設備順利就位。扶正繩一端設於上部吊點C處，一端通過與設備位置相對應之地錨與卷揚機相連，地錨與卷揚機之間加裝拉力計。
（3）溜放繩3：為防止設備吊裝到位前突然前傾之用。溜放繩一端設於中吊點B處，另一端通過設備側地錨與拖拉繩相連。索具設定如右圖所示。
（4）側拉繩：為防止吊裝過程中設備左右搖擺在吊點A、B、C處左右各設一側拉繩。側拉繩一端與吊點相連，另一端通過相應的錨與絞磨相連。
（5）止推繩：由於扳吊對基礎推力較大，為減少對基礎推力設止推繩2根，止推繩一端連於底鉸軸一側地錨上，另一端通過捯鏈連於設備底鉸軸上，繩上設拉力計，使二止推繩受力之和為吊裝推力的一半。止推繩設定如下圖：
止推繩設定示意圖
5、設備變形監測裝置的設定
變形監測裝置設定示意圖：
變形監測裝置示意圖
為了通過設備變形對吊裝過程進行控制，監測裝置的設定至關重要，主要採用拉線一雷射測距感測器測距法測量設備彎曲變形量。感測器和連線導線的安裝位置和固定方式應便於拆卸。
（1）在設備的頂部和底部下方拉兩條與設備平行的細鋼絲，兩細鋼絲間距100毫米、與設備頂部固定，穿過設備底部滑輪後用重錘把細鋼絲拉緊。
（2）在設備各吊點位置，鋼絲上方各設定一塊200x200毫米薄鋁板，鋼絲拉緊後將鋁板固定在鋼絲上（一根固定、一根可相對移動）。將雷射測距感測器固定在設備上，使其垂直於鋁板中心，且與鋁板距離保持一致（初始值相同）。
（3）感測器兩側（沿設備軸線方向）設鋼絲限位導向裝置，限位導向裝置與鋁板距離為150毫米左右，保證吊裝過程中感測器與鋁板處於垂直狀態，且導向裝置不與鋁板相碰。
（4）將感測器連線導線沿設備本體向下敷設，在地面與現場顯示器連線。
（5）接通電源，模擬吊裝過程，手動鋼絲移近和遠離感測器，觀察顯示器數值變動情況是否與實際相吻合。
6、設備側向偏移監測儀器的設定
設備起吊前，沿設備軸線在地面投影延長線方向、距設備頂部10~20米設定經緯儀1台，設備正下方外表面做好標記線（設備軸線在設備下表面投影線），隨著設備的升起，用經緯儀觀測設備（標記線）側向偏移情況。
7、設備起升角度測量裝置的設定
設備下方距鉸鏈1000毫米處設定自製角度指示器，角度指示器由刻度板和指針組成（詳見下圖）。
角度測量裝置示意圖
三、吊裝卷揚機速度的確定
施工中吊裝繩的起升速度是保證吊裝順利進行的關鍵。由於3個吊點的位置不同，當設備升起一定角度時，各吊裝繩的起升長度不同，因此吊裝卷揚機速度不同。如何計算和控制卷揚機的速度，是吊裝的一個難點。
由於隨設備升起的角度變化，各卷揚機的速度不是恆定不變的。為了便於計算和實際操作，可將角度按0°、5°、10°、15°、…、90°劃分，每5°為一角度區間，計算該一區間的平均速度，作為各卷揚機的速度，採用變頻調速卷揚機實現對速度的初步控制。
每一角度區間各卷揚機的速度，通過計算程式由計算機計算出結果。
四、設備扳吊中變形的觀測
施工單位準確監測的設備反應變形實際，是有效進行控制的前提。
1、首先是變形允許值，該值由計算求得。方法是以各吊點不在一直線上的情況組合而成多種沉降支座連續梁作為力學模型，用三彎矩方程求解，得到了不同沉降情況下各支點處的力矩、反力和軸力，從而選定允許變形情況和變形值，以此作為控制變形的依據。
2、縱向變形的觀測，採用拉線-雷射測距感測器測距法。
（1）吊裝前，調整雷射測距感測器，使顯示器上A、B、C三點顯示的數值相等（初始值相同）。
（2）吊裝過程中，觀察顯示器上A、B、C三點數值變化，以此確定設備變形情況。
（3）指揮者通過顯示器上A、B、C三點數值變化對吊裝中設備變形情況一目了然，以此下達某吊點升或停的指令，從而對設備進行及時有效的控制。
五、吊裝指揮要點
多吊點吊裝，指揮最重要，特別是塔體彎曲度，在吊裝過程中必須控制在允許範圍之內。
1、設指揮1人，負責整個吊裝過程中的全面指揮，指令由擴音器發出，指揮與副指揮、觀察員通過步話機傳遞信號。
2、吊裝卷揚機速度的控制
（1）根據各吊點卷揚機在每一角度區間的速度計算值，由指揮確定卷揚機的速度，通知卷揚機操作人員，調整變頻調速卷揚機的速度；
（2）結合設備起升角度情況，由指揮確定卷揚機的啟動和停止。
3、設備彎曲度和側向偏移的控制是吊裝控制的重點。
（1）設備縱向彎曲變形，通過調整各吊點卷揚機進行控制，當設備吊點處縱向位移接近允許值時，由指揮發信號指揮相應吊點升或停進行控制。
（2）設備側向偏移，通過側拉繩進行控制，當設備側向位移達到接近允許值時，由副指揮發信號，指揮相應側拉繩松或緊進行控制。
4、溜放繩的指揮
（1）由吊裝開始到設備與地面夾角成70°之前，溜放繩一直處於鬆弛狀態，一旦發現溜放繩受力，觀測員立即發信號，由指揮下令松繩。
（2）當設備吊裝與地面夾角達到70°時，指揮下令溜放繩帶一點勁，隨吊裝設備不斷上升，指揮溜放繩不斷松繩，但一直帶一點勁。
5、扶正繩的指揮
（1）由吊裝開始到設備上吊點受力線接近抱桿主拖拉繩受力線之前，扶正繩應處於鬆弛狀態，一旦發現有勁，觀測員立即發信號，由指揮下令松繩。
（2）當設備上升到上吊點受力線接近抱桿主拖拉繩受力線時，指揮下令收緊扶正繩，然後指揮上吊點放鬆到有一點勁為止，以防設備彎曲，中吊點受力線接近抱桿主拖拉繩受力時，亦同樣處理。
（3）自此以後，由扶正繩配合下部幾個吊點進行吊裝到就位為止。
6、縴繩的指揮
（1）由設備吊裝開始到80°之前，所有縴繩均應處於鬆弛狀態。
（2）當設備吊裝到80°時，指揮下令所有縴繩均與縴繩地錨連線，拉緊到有一點勁，當發現松或緊時，觀測員及時發信號，由指揮下令調整。
（3）當設備升到90°時，則通過縴繩對設備進行找正。
材料設備
《無鋼架火炬（細高塔）多獨立吊點整體吊裝工法》設備吊裝所用機具設備和勞動力，因被吊設備結構尺寸和重量不同而不同。施工單位採用該工法吊裝百米無剛架火炬塔所用機具設備列表如下：
一、主要起重機具表
序號 | 名稱 | 型號及規格 | 數量（台） |
|---|---|---|---|
1 | 人字抱桿 | 120噸/55米 | 1 |
2 | 汽車吊 | 16噸 | 1 |
3 | 變頻調速卷揚機 | 8噸 | 3 |
4 | 卷揚機 | 5噸 | 2 |
5 | 滑輪組 | H32X4D | 8 |
6 | 絞磨 | - | 6 |
7 | 導向滑輪 | 10噸 | 7 |
8 | 地錨 | 30噸 | 5 |
9 | 地錨 | 20噸 | 10 |
10 | 捯鏈 | 10噸 | 2 |
11 | 鋼絲繩 | - | 若干 |
二、主要測量儀器
序號 | 名稱 | 型號及規格 | 數量（台） |
|---|---|---|---|
1 | 經緯儀 | J2-J6 | 2 |
2 | 水準儀 | 0.1毫米/米 | 1 |
3 | 拉力計 | LK-30 | 5 |
4 | 拉力計 | LK-10 | 10 |
5 | 雷射測距感測器 | ZCCJ-70 | 3 |
6 | 數字顯示器 | - | 1 |
質量控制
施工單位採用《無鋼架火炬（細高塔）多獨立吊點整體吊裝工法》應按照質量控制要求執行：
2、筒體焊縫應無損探傷合格，超音波探傷執行《鋼焊縫手工超音波探傷方法和探傷結果分級》GB11345、射線探傷執行《鋼熔化焊對接接頭射線照相和質量分級》GB3323的有關規定。
3、所有筒體環縫，必須躲開縴繩節點拖箍位置。
4、基礎必須經驗收合格，地角螺栓應檢查加油，配合合適。
5、設備底座與基礎間選用平墊鐵。總高60毫米，每堆不超過3塊。
6、設備方位應符合圖紙要求。
7、設備安裝就位後，要在早晨或傍晚，或陰天無風時進行垂直校正，垂直度應小於1/1000，且不得超過圖紙規定值。
8、安完後應在無風天氣下用測力計測量縴繩初拉力，使其符合圖紙規定。
9、縴繩緊繩順序應先中間後兩端，每層縴繩應同時均勻拉張，分幾次逐步達到要求值。
10、設備安裝調整完畢，應把調節螺旋用鐵絲固定，以防轉動。
11、設備本身的配管、電氣、儀表、保溫等安裝工程，應按各專業標準進行。
12、起重吊裝作業應嚴格遵守吊裝方案、《大型設備吊裝工程施工工藝標準》SH/T3515和《石油化工工程起重施工規範》SH/T3536的規定。
安全措施
施工單位採用《無鋼架火炬（細高塔）多獨立吊點整體吊裝工法》的安全措施：
1、設備基礎應驗收合格，並有交接記錄，地腳螺栓應錨固可靠。
2、設備底節已安好、找正，底較應靈活，復位準確。
3、設備本體工程（包括本體、管道、儀表、電氣、保溫和防腐試驗等）均已結束，並經檢驗合格，設備上所有雜物均已清除。
4、吊裝計算數據，均經驗算覆核無誤，並邀請專家組織進行論證。
5、吊裝機具、設備，均已備齊裝好，並經專人檢查合格，卷揚機經檢查清洗加油，試車合格，安全裝置靈敏。
6、監測設備，經鑑定合格且在有效期內。
7、高空作業人員已經過醫生檢查，體檢合格。
8、氣象條件已落實，風力在三級以內，無雨雪和排除能見度達不到要求的霧霾天氣。
9、吊裝區域設警戒線，有警衛人員值勤，無關人員不能進入吊裝現場。
10、進入現場人員，必須戴安全帽，高空作業人員帶安全帶。
11、吊裝現場設醫務人員和救護車。
12、吊裝中統一信號，操作人員必須服從指揮。
13、吊裝前必須對全體吊裝人員進行培訓交底，使每個人都了解吊裝全過程，對本崗位操作清楚。
14、吊裝前必須經過試吊，設備吊離臨時支架200毫米，檢查各部位受力情況，無異常情況方可正式吊裝。
15、夜間不得進行吊裝作業。
16、卷揚機捲筒上至少保留4圈以上鋼絲繩，鋼絲繩使用時不得有死彎和扭勁現象。
17、吊裝前應清理現場的雜物和余料。
環保措施
施工單位採用《無鋼架火炬（細高塔）多獨立吊點整體吊裝工法》應注意環保：
1、認真執行《中華人民共和國建築施工臨界噪聲限制》、《中華人民共和國環境保護法》。
2、設立專門的廢棄物臨時儲存場地，廢棄物應分類存放，對有可能造成二次污染的廢棄物必須單獨儲存，設定安全防範措施且有醒目標識。
3、焊條頭應及時回收，不允許隨意丟棄。
4、射線探傷時，應設定警戒線，防止射線傷人。
5、所有設備在使用前應進行檢修，不得存在漏油現象。
效益分析
河北省安裝工程公司採用《無鋼架火炬（細高塔）多獨立吊點整體吊裝工法》在工程實踐中的效益如下：
1、因設備及其附屬設施、管道、電氣、儀表、梯子、平台、無損探傷、防腐保溫工作，均在地面進行，避免了大量高空作業，降低了工人勞動強度，保證了工程質量，僅是地面作業與高空作業相比，就節約了人工費40%，機械費80%。
2、與整體加固板轉法相比，可節約全部加固用鋼材，並節約了相應的人工、機械費。
3、與正裝法相比，節約了大噸位吊車全部費用。
4、與原工法相比，採用人字抱桿，減少了地錨和纜風繩數量；採用雷射測距技術測量設備變形，提高了測量精度和速度；利用設備起升角度的變化，通過變頻調速控制各卷揚機的速度，使吊裝控制便捷、安全；採用程式計算，提高了計算準確性和計算速度，加快了施工進度，節約了人工費。該工法保證了工程質量，減少了高空作業，實現了安全生產，縮短了工期，節省了人力、物力和機械費用。實踐證明，該工法具有先進適用性，彌補了吊車整體吊裝高柔設備的缺陷和不足。
套用實例
河北省安裝工程公司採用《無鋼架火炬（細高塔）多獨立吊點整體吊裝工法》的工程實例：
1998年，在石家莊煉油廠火炬塔製作安裝工程中，曾套用原工法——無鋼架火炬多獨立吊點整體板吊工法，使用一根55米格構式抱桿，用18天時間，就完成了高100米，直徑Φ630x14毫米的無鋼架火炬塔的組焊和安裝工作，一次吊裝成功。
2002年，在石家莊煉油廠火炬塔大修工程中，套用該工法，使用55米人字抱桿，僅用13天時間就完成了100米無鋼架火炬塔的組焊和吊裝工作。
榮譽表彰
2011年9月30日，中華人民共和國住房和城鄉建設部審定《2009-2010年度國家二級工法名單（升級版）》，以建質[2011]154號檔案公布，《無鋼架火炬（細高塔）多獨立吊點整體吊裝工法》被評定為中國國家二級工法。
