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制冷机组设备北京工人体育场吊装方法

2023-08-05 98 上传者：管理员

摘要：大型公建项目的冷水机组设备体积较大，重量重，再加上垂直运输高度高，组织协调难度大，该设备的吊装运输成为机电安装的一个难点。本文结合北京工人体育场项目吊装的实际经验，针对从室外运输到设备房的过程，采取了合理有效的运输方法，解决了复杂结构下设备的垂直及水平运输问题，提高了施工质量和安全。

关键词：
二次转运
吊装运输
大型制冷机组
工人体育场
施工过程
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1、工程概况

工人体育场改造扩建项目位于朝阳门外三里屯原工人体育场院内，工人体育场现总建筑面积14.66万m2。体育场内拥有24个看台单元，成为可容纳观众坐席6.8万人规模的奥运会足球比赛场。

工人体育场主场馆制冷机房位于体育场南侧地下三层，总制冷量17,026k W，共有3台离心式冷水机组。一层地面已预留吊装孔，作为设备进入负三层地下室的吊装口。本次吊装的冷水机组设备最大重量为28,335kg，各类型号见表1。施工过程应选择合适的吊车型号，设备吊装过程是施工的难点。当设备到达负三层后需进行搬运平移，设备运输示意图见图1；当设备平移到达机房内安装基坑后，还需要搭建龙门架吊至基坑内基础就位，故将设备吊装至基础台就位的作业过程作为吊装重点。

表1设备主要参数

图1设备运输示意图

2、吊装运输施工方法

2.1运输设备选择及校核

2.1.1吊车选型

根据现场勘察[1]，卸车汽车吊选用回转半径9m，配重36.5t，额定起重能力44.0t，主臂长为20m的100t汽车吊吊装，通过吊装将设备吊装至地下一层，再通过二次运输，按图纸指定位置安全就位。在吊装时安全重量=（设备运输重量+吊具重量）×安全系数=（28.335t+1.0t）×1.1=32.2685t。实际工况吊重44t>32.2685t，汽车吊负载率为73.34%<80%，所以100t吊车完全满足此次吊装任务。

2.1.2吊具选择计算

吊装用钢丝绳以吊装最重设备28,335kg时进行计算，钢丝绳受力计算见表2，钢丝绳长度见表3。

2.1.3吊装龙门架受力计算

工人体育馆制冷机组自重30t，采用焊接组合钢架（长×宽×高=6.219m×5.219m×6.5m）进行吊装，钢架采用钢管及工字钢组合结构，其中立柱采用直径219mm,壁厚8mm的钢管，立柱共四根。宽度方向横梁每边采用两根5.219m、长I25a工字钢双拼形成；长度方向纵梁每边采用两根6.219m、长I25a工字钢双拼形成，其中长度方向纵梁搭设在横梁上。为保证吊装安全，需验算钢立柱、横梁等的受力安全性。

根据实际钢架吊装工况，吊装过程中，钢架上部设置4个吊点，吊装工况下考虑吊装动荷载作用系数，吊装荷载取29t，则每个吊点处的吊装荷载为72.5k N，考虑到纵梁为双拼工字钢组成，则每个吊点处每根工字钢受力需减半，纵梁工字钢受力为36.25k N。

表2钢丝绳受力计算表

表3钢丝绳长度计算表

本结构吊装为临时工况，结构构件根据承载力极限的状态进行承载力验算。根据钢结构设计标准[2]，并查询受弯构件的挠度限值[3]，本结构吊装工况位移允许值为L0/400。先计算纵梁受力情况，再计算横梁受力情况，最后计算，钢管柱受力安全性。荷载依次计算，依次施加。通过计算纵梁受力支点处反力为56.3k N，横梁支点处反力为85.7k N，受力安全。由横梁受力计算结果可知，单根钢管柱受竖向力为171.4k N，钢管柱高度为6.5m，最不利位置强度应力为48.5N/mm2。在吊装荷载下钢立柱受力安全，稳定性满足要求。在吊装前应检查接头处的连接强度，吊装点位与工字钢需紧密接触，确保受力均匀传递。

2.2现场准备

(1）在吊装口下方负三层台阶处使用枕木和钢板搭建一平台，平台长度6.8m，高度400mm，负三层深度17m（见图2）。

图2平台搭建示意图

(2）搭设龙门架，首先在设备四周立起四根φ2 1 9×8 m m圆管制作立柱，立柱下方使用方管250mm×10mm作为地梁，立柱上方纵向和横向都固定双拼工字钢I25a，横向两排作为吊装主梁。为了增加龙门架的稳定性，上部应在工字钢与钢管对接处增加三角形角板或斜撑并满焊，下部应在钢管与方管沿长度方向增加三角形角板并满焊。在横向双拼工字钢上系挂四个15t手拉葫芦，保守做法：每个手拉葫芦吊挂点均应配置安全绳。龙门架平面图、横视图见图3。

图3龙门架平面图、横视图

(3）在吊装口处为2.1m深基坑内使用枕木填充，最上层使用三拼工字钢I25a作为轨道，轨道与负三层地面等高。

(4）在负三层处提前预备好一台5t卷扬机及4个地坦克对设备进行牵引，搭建示意图见图4。

图4搭建示意图

2.3施工步骤

(1）对所有施工人员进行技术交底，明确施工任务、步骤及存在的安全隐患[4]。

(2）所有准备工作完成，100t汽车吊车进场、就位、支起支腿，伸出吊臂，检验吊臂操作空间是否满足要求；汽车吊每个支腿下方需铺设1m×1m的钢板（钢板厚度25mm）/枕木，以减小支腿对地面的集中压力。

(3）运输车到达指定位置就位，由司索工系挂吊索具，钢丝绳与设备四角专用吊位用环形卡环相连接，并经安全员及现场负责人检验确认。

(4）吊装前需试吊，提升吊钩，提升设备约200mm高，保持5min，检查吊、支腿、钢丝绳等的状态，发现异常必须马上放下并进行整改，直至隐患排除后方可正式吊装；确认无误后指挥吊车提升吊钩使设备底部高于运输车约500mm，运输车驶离。

(5）缓缓转动吊臂，使设备到达吊装口正上方（见图5）；在设备下方负三层地面上预先放置四个地坦克，下放设备至地坦克上，确认安全后解除吊索具。

图5吊车站位示意图

(6）在台阶处沿平移方向使用枕木和钢板铺设平台，平台长度6800mm，高度400mm，使用一台5t卷扬机牵引设备，调转设备方向后，平移设备至平台上（见图6）。使用四个千斤顶提升设备约50mm，将下方钢板及枕木移走，然后将地坦克放置在负三层地面上，最后下放设备至地坦克上。

图6设备移动示意图

(7）使用卷扬机牵引平移设备约13m，到达基坑附近，基坑深2.1m；使用枕木填入基坑，最上层铺设两排工字钢作为轨道，每排工字钢用三根等长工字钢I25a等高焊接而成，牵引设备至基坑内就位位置正上方；在设备正上方按照要求搭建一龙门架，在龙门架横梁上合适位置系挂四个15t的手拉葫芦（用15t软吊带围工字钢一周，在吊带下方安装一个17t卡环与手拉葫芦连接），使用手拉葫芦连接设备上的吊点，龙门架示意图见图7。

图7龙门架示意图

(8）提升设备约200mm，移走地坦克、工字钢轨道等，下放设备至合适高度；逐层移走基坑内枕木，每移走一层枕木同时下放设备合适高度，直至枕木完全移走，设备到达安装位置就位（见图8）；拆除龙门架，清理作业区域。

图8拆除枕木设备就位

3、结语

本工程的大型设备吊装施工采用卷扬机牵引，地坦克作为移动点，通过龙门架手拉葫芦的吊装，有效解决了大体积、小空间、大质量设备进厂的难题，确保了设备安装施工任务的高效顺利完成，并且没有发生任何安全事故。合理运输技术的实施，节约了大量的进场运输费用。

参考文献:

[1]起重机钢丝绳保养､维护､检验和报废: GB/T 5972-2016[S].

[2]建筑结构荷载规范: GB 50009-2012[S].北京:中国建筑I业出版社,2012.

[3]钢结构设计规范: GB 50017-2017[S].北京:中国建筑工业出版社,2017.

[4]建筑施I起重吊装工程安全技术规范: JGJ 276-2012[S].北京:中国建筑工业出版社,2012.

文章来源:岳磊,杨润林,刘磊等.北京工人体育场制冷机组设备吊装方法[J].安装,2023(08):41-43.