周进
上海腾发建筑工程有限公司 201201
摘 要：在现代的化工项目中，塔类设备越来越高、大、重，由于运输条件的限制，大多都进行现场分段制作，施工单位进行起重安装。对于吊装需用的吊索具、起重机的选型和工况的如何选择，是起重吊装工程的重点。本文通过施工实例详细阐述吊索具、起重机和吊装工况的选择，利用AutoCAD绘图软件技术进行分析和验证。
关键词：Auto CAD绘图软件；起重吊装；塔类
一 引言
丙烷脱氢项目中的2106主项（产品精馏）塔类设备较多，且都具备高、大、重的特点。其中丙烷丙烯分离塔的吊装是该区域也是该项目的重点及难点，该塔外形尺寸为φ9700mm*107800mm、重1092.2t，分五段现场制作，由起重机吊装到空中进行组对焊接。由于丙烷丙烯分离塔高、大、重的特点，吊装所需的吊装起重吊索具、起重机类型和每段吊装时工况的选择难以确定，本文通过利用AutoCAD绘图软件技术对丙烷丙烯分离塔吊装过程进行分析论证，来解决本难题，并为施工方案的提供编制依据，指导施工。
二 丙烷丙烯分离塔起重吊装过程分析和验证
2.1 AutoCAD绘图软件在吊索具与起重机选择中分析和验证
2.1.1 吊索具选择分析及验证
吊索具的选择，结合被吊设备外形尺寸和重重，还需考虑工人可操作性，吊钩与平衡梁间连接的钢丝绳索与平衡梁间的夹角≥60°、平衡梁与设备间的安全距离，即主吊使用的平衡梁与设备间安全通过距离（当设备由水平状态向垂直状态旋转时通过平衡梁下方的安全距离），辅吊使用的平衡梁与设备的安全距离。
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本文结合丙烷丙烯塔分段的相关数据（表1）和主辅起重机载荷分配表（表2）进行吊索具的选择，分析表1和表2的数据，得出第一段的重量是主辅起重机所承受载荷最大，因此丙烷丙烯分离塔吊装索具可根据第一分段数据进行选择。通过使用AutoCAD制图软件，绘制出满足主辅起重机使用的吊索具尺寸（图1）。根据图1所示，主吊起重机选用长度10000mm的平衡支撑梁，吊钩与平衡支撑梁连接的钢丝绳索单根长度8000mm，通过平衡支撑梁两端外侧连接钩头与设备吊耳（φ1260mm）的单根吊索长度19000mm；辅吊起重机选用长度10000mm平衡吊梁，吊钩与平衡吊梁连接的单根索具长度10000mm，平衡吊梁与设备吊耳（φ1260mm）连接单根索具长度24000mm，平衡吊梁上下端与索具采用卸扣连接。通过图1分析，主辅起重机吊钩与平衡梁连接的吊索与平衡梁的夹角均大于60°，当主吊侧模拟第一段吊装旋转时，设备顶端通过平衡梁的最小距离为1118.31mm；辅吊侧模拟吊装旋转，当设备与水平夹角达75°时，辅吊平衡梁与设备本体最小距离为849.81mm，因此选择的吊索具长度满足要求。
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丙烷丙烯分离塔最重件是第一段463t，因此主吊索具考虑最大受力463t、辅吊最大受力256.5吨，吊索具考虑人工可操作性和安全可靠性。根据图1计算得出的吊索具尺寸，通过AutoCAD绘图软件绘制索具系挂分析图（图2），结合图2分析和数据验算后得出需选用的吊索具（表3）。
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2.1.2 主辅起重机选择分析及验证
丙烷丙烯分离塔分五段现场制作，吊装顺序采用第一段吊装完成后，第二、三、四、五段依次吊装。采用主吊起重机吊起一端，辅吊起重机抬尾递送的方式进行竖直后，再由主吊起重机单机吊装就位。用此方法抬吊递送方式竖直丙烷丙烯分离塔各段时，主辅起重机平行受力情况如表2。通过利用AutoCAD绘图软件把现场的吊装平面环境反应到软件中，得出主辅起重机的作业半径（图4），结合设备安装高度计算出臂杆长度（臂长确定方法=设备安装基础高度+设备本体高+吊索具至钩头底部距离+钩头底部至臂杆定滑轮组间的距离），主辅起重机实际荷载数据（包括被吊设备重量、吊索具及钩头重量、风载及动载各取1.1倍系数）和起重机曲线性能表，选择符合吊装要求的主辅起重机。
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根据表1得丙烷丙烯分离塔第一段为最重件、第五段为最高件，因此第一、五段的数据是选择主辅吊起重机参考的重要依据，结合表1、表2和图1、图4的分析数据，分析计算出主辅起重机最小臂杆长度（表4）和最小载荷值（表5），查阅起重机曲线性能表，CC6800型1250t履带式起重机满足主吊条件，LR1400型400t履带式起重机满足辅吊条件。根据选定的主辅起重机类型，进一步分析丙烷丙烯分离塔各段起重机载荷数据，论证主辅起重机选择的可行性。
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2.2 AutoCAD绘图软件技术对起重机工况选择的模拟及验证
根据表4和表5计算出的丙烷丙烯分离塔每段吊装所需最小臂杆长和最小载荷数据，结合主吊1250t起重机和辅吊400t起重的曲线性能表进行数据优化，选择合理的主辅吊起重机每段吊装所需的工况，根据主辅起重机各时段吊装臂长和载荷分析（表6、表7、表8），满足表4最小臂杆长度的要求和表5最小载荷值的要求。
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2.2.1 吊装丙烷丙烯分离塔第一段起重机工况选择的验证
（1）根据表7、表8和起重机性能表，得主辅起重机负荷率为73.5%、80%，所选主辅起重机理论上满足丙烷丙烯第一段吊装要求，通过使用AutoCAD绘图软件把主辅起重机平行吊装时的工况进行模拟验证（图5），确认主辅起重机平行抬吊相关数据满足要求，工况选择可行。
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（2）当主辅起重机把第一段完全垂直竖立后，此时1250t起重机作业半径22000mm，额定载荷值为613t,实际载荷488t，负荷率80%，主吊起重机满足吊装要求，再使用AutoCAD制图进行验证设备与臂杆距离、钩头动滑轮组与臂杆上的定滑轮组距离是否满足，通过AutoCAD绘制的验证图（图5），能直观地反应出设备与臂杆的距离为2710.62mm，钩头动滑轮组与臂杆定滑轮组的距离为9113.22mm，因此该工况选择可行。
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2.2.2 丙烷丙烯分离塔第二、三、四、五段吊装时起重机工况选择验证
（1）通过表7和表8可知，主辅起重机平行抬吊第二段时，主辅吊负荷率是64.8%、47.4%，当设备竖直后主吊起重机负荷率75.8%（如表6所示）。利用AutoCAD绘图软件进行模拟，得出第二段筒体安装就位时，第二段筒体上方沿口与臂杆的距离为2429.04mm，臂杆定滑轮组与吊钩动滑轮组的距离8470.65mm，确认满足吊装要求，工况选择可行。
（2）丙烷丙烯分离塔第三、四、五段的起吊重量分别为143.3t、143.7t、142.2t，作业半径均为30000mm，臂杆长度都选择138000mm，负荷率为68.2%、68.4%、67.7%，主吊起重机起重性能满足，因此理论可行。使用AutoCAD绘图软件绘制出第五段筒体吊装时的模拟图，得出关键数据，验证选择该工况的实际可行性（图6第五段验证模拟图）。通过AutoCAD绘图软件制图的模拟，得出丙烷丙烯分离塔第五段吊装就位时设备上口与臂杆距离是1805.28mm，钩头动滑轮组与杆头定滑轮组距离是13526.41mm。根据模拟图的验证数据，得出第三、四、五段起重吊装时，起重机工况选择可行。
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三 总结
在大型塔类设备吊装中，通过使用AutoCAD绘图软件技术对吊索具选择、起重机的选型及工况的选择进行充分地分析和验证，能够准确地捕捉到吊装所需的理论数据，是指导施工方案编制和实施的重要依据，也是吊装能否成功实施的关键所在。
参考文献：
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[3] 刘军岐、王俊杰，浅谈“吊装一体化”中的协调，起重与吊装技术，2012.
[4] 王宝清，浅谈大型设备吊装施工项目管理，化学工程与装备，2008.
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