浅谈大型板式热交换器吊装的施工技术

摘 要：根据实际结合塔吊在高层建筑施工中的广泛应用，介绍了高层建筑在施工中如何对大型板式热交换器吊装的专项进行阐述。

关键词：塔吊 板式热交换器

1 工程概况

某项目占地面积9834平方米，其中地上塔楼68层，高度为278米，为混合结构，外墙为双层玻璃幕墙；裙楼3层，高25.7米，为混凝土框架结构，外墙为球型玻璃幕墙；地下室4层（含1夹层）。

2 大型板式热交换器布置概况以及吊装思路

2.1布置概况

大型板式执交换器共有两台，布置在第38层。38层的标高范围为158.6～162.5米。净尺寸3368×877×3213mm，运输重量9259kg。

2.2吊装思路

由于设备重量较大，安装楼层高，且外形尺寸超出电梯井道的尺寸，因此采用塔吊吊装到设备楼层边缘；在楼层边缘设置一个悬挑钢平台，便于设备进入楼层内；楼层内运输采用卷扬机结合地龟的办法。

另外由于38层的楼层净高小于设备的高度，因此设备进入楼层时，以相对设备安装状态翻转90度，即以设备安装状态时的宽度方向为高度进入楼层。

3 钢平台的设置

3.1钢平台位置的选择原则

（1）钢平台的位置要满足塔吊吊装最重设备的起重能力的要求。

（2）钢平台应尽量选择在离大型设备安装位置较近的区域，以减少大型设备在楼面的水平运输。

（3）楼面上运输路线要确保楼面荷载能够满足要求。

（4）在吊装设备时，外墙没有封闭，垂直面上其它专业施工对吊装影响最小。

3.2平面尺寸

设备进入楼层的宽度为3368，加上设备两侧的操作宽度约500，因此平台的宽度为4400。平台悬挑长度取1500。

3.3钢平台的结构

（1）悬挑平台由框架梁、主梁、次梁、铺板及拉索组成。

（2）框架梁、主梁、次梁的型号分别为[20、[20、[12.6。平台铺板采用5mm花纹钢板。

（3）所有钢材的材质都为Q235。

（4）结构连接形式。钢平台中的框架梁、主梁、次梁之间采用全截面角焊接连接，焊脚尺寸为相连间的较厚板的厚度。

（5）拉索共2根，采用6*37-1670，直径为24mm。拉索打双使用，两端都采用捆绑连接，下端捆绑在悬挑平台的框梁最外端，上端捆绑在39层的钢梁上。

（6）钢平台两侧面设置高度为1200的安全护栏，三面设置高度为200mm的踏脚板。

（7）主梁端部必须与38层结构可靠固定，采用与幕墙预埋件连接，或者每侧设置两个M20膨胀螺栓与38层结构可靠固定。

3.4钢平台受力校核

（1）拉索计算

当设备一端刚就位于钢平台工况，即设备一半的重量作用于靠近最外侧主梁进，拉索受力为最不利。

按偏安全考虑，设备计算重量取G=100KN。

单个地龟所受压力为：

N=1.5×1.4×100/4=52.5KN。

根据力的平行四边形法则，拉索受力为56.1KN。

初选钢丝绳型号6×37-1670，直径为24mm，破断拉力为293.6KN。安全系数取8，钢丝绳折减系数取0.82。

则安全负荷为：

F=0.82×293.6/8=30KN

打双使用，能承受60KN的负荷，能满足要求。

3.5框梁计算

当地龟走到离平台最外端750时，框梁受力最不利。此时框梁受跨中集中荷载，框梁的跨度为1500。

W≥M/σ=0.25×N×L/215=0.25×52.5×1.5×103/215=91.6cm3

查槽钢截面参数表，[20的截面抗弯模量Wx=191cm3>91.6cm3，满足要求。

3.6主梁计算

当地龟走到离平台最外端750时，只有一根主梁受力最不利。主梁受对称集中力

W≥M/σ=0.7×N/215=0.7×52.5×103/215=171cm3

查槽钢截面参数表，[20的截面抗弯模量Wx=191cm3>171mm3，满足要求。

3.7次梁计算

当地龟走到次梁中心时，次梁受力最不利。虽然每个地龟有两个次梁同时受力，但存在不均匀受力，为偏安全考虑，计算时假设只有一根次梁受跨中集中力，跨度为750。

W≥M/σ=0.25×N×L/215=0.25×52.5×0.75×103/215=45.8cm3

查槽钢截面参数表，[12.6的截面抗弯模量Wx=66.7cm3>45.8mm3，满足要求。

4 主要施工方法

4.1吊装流程

设备设置四个吊点，由塔吊吊装到楼层钢平台上；在钢平台上利用辅助调整装置、地龟、卷扬机的牵引和塔吊逐渐落钩动作，把设备逐渐送至楼层内，同时设备逐渐翻转，最终设备翻转90度并且完全放置于四个地龟上。移去塔吊吊钩和辅助调整装置，由卷扬机结构地龟把设备牵引到位。

4.2塔吊起重能力校核

本方案采用钢结构重型塔吊（型号QTZ1000）进行设备垂直吊运，根据塔吊方提供该塔吊载荷曲线，在47米的吊装半径可吊运重量为15.5吨。现需吊的两台板换的起吊位置到塔吊中心点约20米，根据塔吊载荷曲线图可吊运重量为50.4吨，完全符合本次吊装运输要求。

4.3辅助调整装置

辅助调整装置采用直径为19.5mm钢丝绳串接5t的倒链进行调整，上端捆绑在39层钢梁上，下端与设备连接处，必须确保设备的安全。

4.4吊装钢丝绳计算

设备采用4点绑扎点，其中靠近重心端的两点应串接倒链，起着调节设备水平的作用。钢丝绳的吊装仰角度应在60～75度之间。吊索具选择时，按最大设备和最不利的仰角进行考虑，如下图示。

4Tsinα=F=K1*K2*G

T—吊索拉力

α—吊索仰角，α=60°

F—吊装重量

Kd—动载系数，K1=1.1

Kb—不均匀系数，K2=1.5

G—设备重量，G=100KN

T=Kd*Kb*G/（4sinα）=47.6KN

初选钢丝绳型号6×37-1670，直径为24mm，破断拉力为293.6KN。安全系数取8，钢丝绳折减系数取0.82。

则安全负荷为：

F=0.82×293.6/5=48KN

或者采用钢丝绳型号6×37-1670，直径为19.5mm，破断拉力为196.4KN。打双使用，能满足要求。

与钢丝匹配使用的卸扣的承载力必须不低于钢丝绳的承载力，本工程中全部选用5吨的卸扣。

4.5水平运输

用卷扬机及地坦克等设施将设备从钢平台上移到机房安装位置就位，地龟与水泥地面及钢板的摩擦系取0.1cm，滚轮直径为5cm，则设备水平运输拉力：

f＝Q计F/D＝1.4×100×0.05/5＝1.4KN。

选用JM1（1t）慢速卷扬机，满足要求。

5 吊装、安装过程中的成品保护措施

5.1吊装过程设备、材料的保护

（1）在吊装过程中设备保护和设备零配件的保管是本工程施工质量和进度的关键，针对设备运输、吊装过程的设备保护对施工班组和技术人员作详细、完善的技术交底。

（2）设备到场后，应根据图纸对设备进行标识、编号，以免设备在运输安装过程中被混乱。

（3）设备拆箱检验后，应及时对其进行挂牌标识，标识的内容应包括设备名称、设备图纸编号、设备布置楼层及就位地点等，并对其资料及小型零配件用拉链式透明塑料文件袋包装，并对应设备编号进行标识。

（4）设备拆箱后，及时对设备进行全面的检查验收，在吊装前对设备进行重新包装。

（5）对设备易损的部件，特别是设备底部的突出物作好保护，并作注意性标识，提醒运输、吊装人员特别注意。

（6）设备在运输和就位过程中，应采用塑料薄膜纸对设备进行封闭式保护。

（7）设备搬运过程中，不许将设备倒立，防止设备油漆、电器元件损坏。

（8）大型重要设备的吊装保护

a：设备在吊运过程中，特别需要防止电控箱、控制屏、传感元件等受碰撞。

b：各类设备管道接口在吊运过程中必须临时封闭，防止杂物沙石等进入。

c：防止易损元件及组件在吊运过程中发生碰撞。

5.2设备、材料堆放的保护

（1）设备运输至各楼层安装现场后，不能拆除设备包装箱，对因设备运输或开箱检查已拆除包装箱的设备，需用薄膜或彩条布遮盖。

（2）设备运输至各楼层安装现场如未马上安装，采用塑料薄膜纸对设备进行封闭式防尘、防潮保护。如果设备上方附近有施工要进行时，需采用木板或其他牢固材料覆盖设备进行妥善保护。

（3）两台设备进入楼层后，在设备基础未完成前，先按吊运至楼层时的状态（即步骤4状态）平放于即倒设备基础的东侧及西侧，待设备基础完成后再在楼层用手动起重葫芦将其立起，并渐移到设备基础上。

6 结语

随着建筑工程建设项目的迅猛增加，高度越来越高，塔吊的使用也非常广泛，大型板式热交换器吊装作为高层建筑施工机械之一也不例外，对建筑工程项目的运输起到了至关重要的作用。

注：本文中所涉及到的图表、注解、公式等内容请以PDF格式阅读原文

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