李 強

（深圳山東核電工程有限責(zé)任公司，廣東 深圳 518001）

0 引言

印度蘭吉加爾項目是深圳山東核電公司開拓國際市場的首次嘗試，項目位于印度奧瑞薩邦卡拉罕地地區(qū)，是印度最貧困、條件最差的地區(qū)之一，施工資源匱乏，交通不便。面對項目執(zhí)行過程諸多的困難和風(fēng)險，項目部科學(xué)管理，認(rèn)真策劃，保證項目平穩(wěn)順利向前推進。

1 印度項目汽包吊裝所面臨的問題及應(yīng)對措施

考慮到印度分包商能力有限且當(dāng)?shù)厥┕べY源匱乏，鋼結(jié)構(gòu)吊裝初期，施工處就要求分包商盡快確定吊裝方案，購置吊裝用具。但是，直到大板梁吊裝前20天，他們依然沒有拿出切實可行的方案，最后分包商提出雇傭?qū)ｉT的汽包吊裝隊伍采用液壓提升法吊裝汽包，但印度境內(nèi)確定吊裝分包商、分包商人員和機具到場的周期要1個月，到場后安裝和調(diào)試機具需要10天，吊裝時間2天。即順利情況下也需要近一個半月時間才能完成汽包吊裝工作。

由于業(yè)主移交場地推遲近3個月，總體工期延期，業(yè)主高層對里程碑工期格外關(guān)注，多次開會要求我方能夠在大板梁吊裝完成后的一周內(nèi)完成汽包吊裝，給我方施加了巨大的壓力。我方現(xiàn)場沒有足夠的機械、材料、工具。

針對上述不利因素，施工處及時調(diào)整思路，決定放棄分包商吊裝方案，由施工處組織技術(shù)力量論證后制定切實可行的新方案；同時與業(yè)主協(xié)調(diào)由業(yè)主提供吊裝用臨時梁材料，節(jié)省材料購買時間和費用，力爭按期完成汽包吊裝。

2 方案實施

2.1 總體方案

汽包重量83 987 kg，內(nèi)部裝置6 462 kg，外形尺寸φ1 848 mm×14 928 mm，采用兩套φ160 mm的吊掛裝置懸吊，安裝標(biāo)高EL.42 641 mm，鍋爐鋼架中間跨距為13 m。方案確定采用兩臺卷揚機抬吊的方式進行。汽包吊裝采用爐內(nèi)傾斜起吊，最大傾斜角度為40°，爐右側(cè)為提升過程中汽包高端。在標(biāo)高EL.36 900 mm（低端）調(diào)平，再通過水平向爐前牽引，最后垂直提升到安裝位置并穿裝吊桿。

2.2 起吊設(shè)施布置

起吊設(shè)施包括2臺10 t卷揚機、1臺5 t卷揚機、1根滑道梁、2套100 t滑輪組、2套100 t吊鉤、2套20 t單滑輪、3套10 t單滑輪，圖1所示。

滑移軌道與支墊槽鋼焊接固定并布置在爐頂梁PM1、PM2，布置到位后，在前后方用5 t倒鏈固定好（圖2）。汽包傾斜起吊造成重心偏移，需在爐左布置溜放系統(tǒng)，5 t卷揚機布置在零米，并在爐頂布置導(dǎo)向滑輪將鋼繩返下。零米卷揚機布置要保證出繩與滾筒軸線垂直，卷揚機固定采用鋼絲繩。汽包吊桿在零米用卡具固定在汽包上，并與汽包一起提升。

圖1 起吊卷揚機及側(cè)牽引卷揚機零米布置圖

圖2 爐頂滑道梁布置圖

2.3 試吊檢查

將鍋筒提離地面1 m高再落下，反復(fù)進行3次，注意監(jiān)護爐頂各承重梁變形情況以及起吊設(shè)施運行狀況，情況正常開始正式吊裝。

2.4 汽包吊裝

同時啟動兩臺10 t卷揚機，抬吊汽包離開支座500 mm，右側(cè)卷揚機繼續(xù)起升，左側(cè)卷揚機間歇起升，在汽包右側(cè)接近標(biāo)高EL.9 000 mm橫梁時，啟動左側(cè)溜放系統(tǒng)，使汽包右側(cè)順利通過橫梁。

避開橫梁后繼續(xù)起升使汽包繼續(xù)傾斜，直至汽包軸線與水平面夾角40°為止。在整個傾斜過程中，汽包左端應(yīng)保持離地面200～300 mm的距離。

同時開啟兩卷揚機，使汽包保持軸線與水平面夾角40°起升，在通過標(biāo)高EL.18 500 mm、EL.27 900 mm、EL.36 900 mm時使用溜放系統(tǒng)使汽包順利避開鋼架橫梁。

汽包右端接近標(biāo)高EL.44 900 mm時，右側(cè)卷揚機停止，啟動左側(cè)卷揚機使汽包順利通過標(biāo)高EL.36 900 mm橫梁，必要時右側(cè)卷揚機配合起落。

汽包左側(cè)通過標(biāo)高EL.36 900 mm橫梁后，左側(cè)卷揚機繼續(xù)提升，右側(cè)卷揚機配合使汽包調(diào)平。然后同時啟動兩臺卷揚機使汽包到就位標(biāo)高。

使用3個5 t倒鏈拖拉使汽包平移2.5 m到就位位置。

汽包到位后，用M125塔吊配合穿裝汽包吊桿。

起吊設(shè)施拆除。用鋼絲繩、葫蘆將滑輪組的吊鉤掛在定滑輪吊架上，拆除滑輪組死頭繩卡，啟動卷揚機收繩。隨后拆除定滑輪、吊鉤、吊架、卷揚機等設(shè)施。

3 受力情況分析

3.1 汽包傾斜起吊時起升系統(tǒng)受力情況

汽包傾斜起吊時，抬高的一端（即汽包右端）受力較大，汽包重心向爐右偏移，右端提升裝置承重量和重心偏移量隨傾角和提升高度的增加而增大，圖3所示。

當(dāng)汽包保持40°的傾角時，即汽包右端標(biāo)高為EL.44 000 mm時，汽包重心偏移量達到最大值Uc，爐右起升裝置受力也達到最大值Tmax。

圖3 汽包起吊受力

圖4 滑道梁受力分析

抬高一端受力F2=64.1 t，重心向爐右偏移Uc=1.35 m。

卷揚機跑頭拉力

式中：Q為吊物重量，Q=1.1×64 100=70 510 kgf；E為單滑輪摩擦系數(shù)，1.04；n為滑輪組有效分支數(shù)，18。

卷揚機繩安全倍數(shù)：34 200/5 569.8=6.14

3.2 起吊時爐左溜放系統(tǒng)受力情況

汽包右端接近標(biāo)高EL.9 000 mm橫梁時，左端保持離地狀態(tài)，這時汽包軸線與水平面夾角為30°，需將汽包重心向左端拖移0.8 m，以繞過橫梁。

根據(jù)力的平衡，需要一個水平向左的拖拉力F拖，考慮汽包傾斜起吊后卷揚機繩有傾斜角度，力的不平衡系數(shù)取1.5

F拖=G1×（1/40）×1.5=3 448 kgf

當(dāng)汽包右端標(biāo)高接近標(biāo)高EL.36 900 mm時，汽包需最后一次向左水平牽引。

F拖=61.9×cos84°×1.5=9.7 t

3.3 定滑輪捆綁繩受力計算

定滑輪在滑道梁上采用6×19+1（鋼芯）-φ32的鋼絲繩捆綁，夾角60°，鋼絲繩捆綁6圈，12股受力。捆綁繩承力取汽包在傾斜起吊中標(biāo)高位于EL.44 000 mm時右端的受力

Q=1.1×64 100=70 510 kgf

單股鋼絲繩受力 W=1.1×（70 510/12）/Sin 60°=7 463 kgf

φ32鋼絲繩破斷拉力參考國內(nèi)數(shù)值，取608 kN。安全系數(shù)：60 800/7 463=8.15，故滿足要求。

3.4 頂板梁PM1強度校核

PM1梁截面尺寸為600 mm×350 mm，抗彎截面系數(shù)I=1 353 249 333 mm4，汽包作用在梁上的力為24 807㎏f，滑道梁在移動過程中通過中心截面時，梁承受最大彎矩。

彎矩Mmax=24 807×9.807×3.4=827 159 N·m

最大彎曲應(yīng)力σ=827159×0.3×1012/1353249 333=183.4 MPa＜345 MPa×0.8，即σ＜［σ］，PM1梁強度滿足要求。

3.5 滑道梁強度校核

滑道梁采用I63b工字鋼雙拼制作，截面系數(shù)W=6 328 cm3，滑道梁受力分析（圖4）。汽包傾斜起吊，右端標(biāo)高為EL.44 000 mm時，爐右起升裝置受力也達到最大值Tmax=64.1 t。

考慮動載及受力不均：G=1.1×64.1=70.51 t

F1=70 510×4/4.51=62537 kgf；F2=7 973 kgf

彎矩Mmax=F1×0.51=62 537×9.807×0.51=312 783 N·m

最大彎曲應(yīng)力σ=312 783×106/6 328=49.43 MPa ＜235 MPa×0.8

即σ＜［σ］，滑道梁強度滿足要求。

3.6 汽包連接銷軸強度校核

汽包偏移最大時，右端吊耳連接銷子受力達到最大值F=1.1×64 100=70 510 kgf

連接銷軸材質(zhì)為35 A，σs=315 Mpa，剪切許用應(yīng)力取［τ］=315/1.8=175 Mpa

剪應(yīng)力τ=（G1+G2）÷2÷（πd2/4）=（91 949+5 938）×9.807÷2÷（π×0.148/4）=4 212 730 pa

τ＜［τ］，故滿足要求。

3.7 汽包平移時倒鏈?zhǔn)芰τ嬎?/h3>

軌道滑動摩擦系數(shù)取0.12，摩擦力

F1=（G1＋G2＋G3＋G4＋G5）×0.15=12.95 t

因卷揚機布置在零米，跑繩有向后的分力

F2=4 501×Sin13°=1 013 kgf

汽包向爐前移動所需拉力為

F=12.95＋1=13.95 t

3.8 卷揚機、單滑輪捆綁繩強度校核

卷揚機、單滑輪采用6×19+1-Φ22的鋼絲繩捆綁，破斷拉力參考國內(nèi)，取287 kN，鋼絲繩角度系數(shù)取1.4；

20 t單滑輪捆綁5圈，10股受力，安全系數(shù)28.7×10/（20×1.4）=10.25；

10 t單滑輪捆綁3圈，6股受力，安全系數(shù)28.7×6/（10×1.4）=12.3；

10 t卷揚機捆綁3圈，6股受力，安全系數(shù)28.7×6/（5.6×1.4）=22；

5 t卷揚機捆綁3圈，6股受力，安全系數(shù)28.7×6/（5×1.4）=24.6。

4 特點及革新

吊裝方案的制定用時2天，起吊設(shè)施的布置用時4天，1號鍋爐汽包采用該吊裝方案于2009年6月12日用時3.5 h一次吊裝就位成功，2號鍋爐汽包于2009年8月17日用時4.5 h一次吊裝就位成功，均在規(guī)定日期內(nèi)完成業(yè)主要求的汽包吊裝里程碑點。

4.1 爐內(nèi)400傾斜吊裝側(cè)牽引技術(shù)

傳統(tǒng)汽包吊裝一般采用水平吊裝方式，工藝簡單，吊裝平穩(wěn)省時；印度項目鋼架設(shè)計簡單緊湊，無法采用水平吊裝，施工處經(jīng)反復(fù)論證，慎密計算，細致交底，在境外項目安裝力量薄弱，施工機械短缺情況下，大膽采用40°傾斜起吊側(cè)牽引技術(shù)并均一次吊裝成功，為后續(xù)項目的順利開展?fàn)幦×藭r間。

4.2 吊裝速度快，適合現(xiàn)場吊裝要求

按分包商提出的液壓提升方案，吊裝工作需耗時2天，加上吊裝前的設(shè)備運輸、準(zhǔn)備工作，每臺爐保守計算需要7天，且后續(xù)汽包吊裝每次都要聯(lián)系吊裝分包商進場及準(zhǔn)備，工期根本無法保證。新方案每臺汽包吊裝只需4 h左右，且起吊設(shè)施都是現(xiàn)場制作，后續(xù)汽包吊裝時隨時可用，將節(jié)省大量工期。

4.3 節(jié)省吊裝費用

按分包商設(shè)想，需要引進專業(yè)汽包吊裝隊伍，每臺汽包吊裝費用30萬盧比，5臺爐共計150萬盧比。采用新方案后，節(jié)省了引進專業(yè)吊裝隊伍的費用。

就地取材，充分利用現(xiàn)場資源。吊裝需要的臨時梁為I63工字鋼雙拼、3根滑道為［28a槽鋼，長度4.5 m，以及其他臨時性材料，沒有外購，由業(yè)主提供和采用現(xiàn)場廢料進行加工。吊裝用臨時材料節(jié)省費用合計14萬元（按4 000元/t）。

4.4 技術(shù)創(chuàng)新點

常規(guī)吊裝中，滑動梁為雙支撐4個支撐點，平移過程中摩擦力很大，必須使用搬運小坦克。該項目鍋爐鋼架設(shè)計簡單實用，滑動梁只有3個支撐點，且搬運小坦克在印度采購困難，周期長。結(jié)合項目特點，施工處經(jīng)過反復(fù)論證，采用黃油潤滑滑動平移，取消小坦克。雖然平移時多耗費了部分人力和時間，但節(jié)省了采購小坦克周期和費用，為受熱面開工鋪平了道路。