焦炭塔钢结构施工方法

焦炭塔钢结构施工方法

1 概述

新疆独山子石化公司千万吨炼油及百万吨乙烯工程- 120 万 t / a 延迟焦化装置安装工程中， 2 个焦碳塔共用一个钢框架，焦炭塔钢结构安装重量约 420t ，框架长 × 宽 × 高为 22m ×1 lm × l06m ，安装标高为 17 . 8m 。 17 . 8 ~ 55m 采用 6 根中 480 ×19 的结构钢管作为立柱，截面尺寸为 22m ×11m ，共有 8 层平台； 55 ~ 63m 为变径段，截面尺寸由 22m × 11m 收缩到 9 . 3m × 9 . 83m ，共有一层平台； 63 ~ 106m 带锥度，截面尺寸由 9 . 3m × 9 . 83m逐渐收缩到 9 . 3m × 3 . 6m , 采用 4 根Ф325 ×14 结构钢管作为立柱，共有 9 层平台。所有平台框架梁、平台梁采用 H 型钢、工字钢和槽钢，平台上面铺设钢格板。

焦炭塔钢结构安装在 17 . 8m 混泥土框架上，其框架 17 . 8 ~ 51m 内安装有两台焦炭塔，规格为Ф9×51m , 51m ~ 106m 安装有焦炭塔打焦机及打焦机行走导轨， 51m 层操作间为焦炭塔控制室， 55m 层操作间为焦炭塔机械设备操作室， 106m 层平面为打焦提升设备基础平面。

焦碳塔钢结构外形见图 1 所示：

图 1 焦碳塔钢结构外形图

2 施工方法的确定

由于焦炭塔钢框架结构尺寸较大，高度较高，重量重，安装高度高，如何确保施工安全就是该工程施工最重要的因素，同时施工工期紧，由于本装置设计比较紧凑，场地相对较小，框架南面为焦碳塔本体的制作组对场地，东面为消防通道，西面为管架，北面为储焦池，根据现场实际情况，决定采用分段安装的施工方法，减少高空作业，考虑吊车情况， 17 . 5 ~ 55m 在北面分成三段预制，待安

装完毕后再进行储焦池的开挖， 55 ~ 63m 为一段， 63 ~ 106m 分成两段预制，待 2 个焦碳塔吊装完毕后在南面分段组装，钢结构的下料和焊接、校正和验收按照一般钢结构的施工方法进行。

分段如下：

第一段 标高 17 . 800 ~ 35 . 150m 重量92.51t

第二段 标高 35 . 150 ~ 47 . 200m 重量为 74 . 2t

第三段 标高 47200 ~ 55 . 000m 重量为 107 . 2t

第四段 标高 55 . 000 ~ 63000m 重量为 26.8t

第五段 标高 63 . 000 ~ 80 . 000m 重量为 42 . 2t

第六段 标高 80 . 000 ~ 106 . 000m 重量为 55 . 2t

3 吊装方法的确定

根据钢结构分段安装的施工方法，结合现场的实际情况和独山子区域分布的吊车能力，决定第 l ~ 3 段采用 400t 履带吊车和 250t 履带吊车共同吊装就位，可以减少钢结构吊装时的变形，第四段采用 250t 履带吊车单独吊装就位，第 5 ~ 6 段采用 750t 履带吊车单独吊装，根据现场实际情况，第 l ~ 3 段吊装完毕后进行第 4 ~ 6 段吊装需要间隔一个半月，同时邻近装置有 400t 履带吊车和 750t 履带吊车，最后一段采用 400t 履带吊车无法起吊，所以现场考虑采用从邻近装置进出场大吊车两次。

（1 ）LR1400 ( 400 t）吊车工况的选择

根据焦碳塔钢结构的外形尺寸和重量，最大的外形尺寸为：宽11lm ，长 22m ，根据 LR1400 ( 400T ) 吊车的性能表，各段钢结构采用的吊装工况如表

l :

在吊装 55m 以下三段时，框架的吊装重量要控制在 80t 以下，才能满足吊

装要求。 55 ~ 63m 吊装采用 250t 履带吊塔式工况进行吊装。

（2 ）LR1750 ( 750 t）吊车工况的选择

(3) 吊装计算

在整个钢结构框架的吊装过程中，难点在于 55m 以下钢框架的吊装，由于是选用同一个工况，计算以 250t 吊车的工况为依据，计算数据如下：

吊臂长度为 85 . 2m ，工作半径为 22m ，通过计算吊点与框架边缘的水平距离为 6 . 4m ，吊臂与框架边缘的净空距离为 0 . 8m 。

(4) 吊点布置及捆绑选择

由于框架结构比较大，长度方向的尺寸为 22m ，最小的宽度尺寸为 3 . 6m ，为防止结构在吊装过程中变形，吊装时需要两台吊车进行抬吊。由于在同

一工况下，两台吊车的吊装能力不一样，吊点位置按比列分配，让 400t 吊车承受三分之二的吊重， 250t 吊车承受三分之一的吊重。

(5)吊点强度效核（吊点如图 2 所示）

图 2 吊点示意图

总重量为 80t 计算，每个吊点承受的重量为 15t ，通过计算，每个吊点承受的最大应力为 δ= M / W = 15000 × 134 . 5 / 1272 = 1586 . 08kg / cm ² ＜ 1700 kg / cm²

满足要求，考虑到不均衡性，可以将一个吊点分散成两个吊点。

(6)吊装路面的处理

在双车抬吊过程中， 400t 吊车考虑自身带有路板， 250t 吊车不带路板，在吊装过程中， 250t 吊车需要铺设钢板，以保证吊装的安全，铺设的钢板厚度为 30mm , 面积约 90m ²。

4 安装

施工方法和吊装方法确定后，严格安装上述吊装顺序进行，从下到上逐层吊装，在段与段之间的接点位置，预制前立柱排版时应尽量将接点排在平台上面 2m 内，可以减少安全隐患，同时各接点尽量避免在同一平面上的接点数量超过 50%，各段吊装如图 3 、图 4 、图 5 、图 6 、图 7 所示：

图 3 第一段吊装

图 4 第二段吊装

图 5 第三段吊装

图 6 第五段吊装

图 7 第六段吊装

5 结束语

在独山子项目部进行新疆独山子 120 万 t / a 延迟焦化装置工程焦碳塔钢框架的施工中，从 2006 年 4 月 1 日起开始组装第一段， 5 月 20 日开始吊装第一、二段， 6 月 20 日吊装第三段， 7 月 5 日吊装第四段， 7 月 26 日开始吊装第五、六段，正是采取了化整为零、分段安装代替传统分片安装的方法，仅用了 4 个月的时间，优质、高效、安全地完成了钢框架施工，受到了业主、监理的好评，是公司迄今为止钢结构施工高度最高的框架 ( 106m ) ，同时在施工过程中注意焦碳塔钢框架的分段吊装顺序与焦碳塔本体的分段吊装顺序，采取交叉顺序，可以减少脚手架的搭设，有效节约成本和减少安全隐患，值得今后大型钢框架施工借鉴。