人造板生产线干燥旋风分离器及钢架吊装施工工法 工法编号：FJGFEJ01-2011

1人造板生产线干燥旋风分离器及钢架吊装施工工法工法编号：FJGFEJ01-2011完成单位：福建省工业设备安装有限公司主要完成人：卓斌锋林永忠黄勤雄周述禹廖建民1前言1.0.1干燥旋风分离器系统是大部分人造板企业广泛采用的一种木制品纤维干燥的方法。干燥旋风分离器系统工程主要有旋风分离器及钢架立柱、柱间支撑、平台、栏杆等组成。钢结构一般为多层结构（高度为50m至60m），干燥旋风分离器架设于钢架顶部。钢架设计多采用焊接或高强度螺栓联接，可采用工厂化制作。现场的钢结构及其旋风分离器吊装方法，与工程进度、施工成本、安全等有密切相关。1.0.2福建省工业设备安装有限公司结合多条中（高）密度纤维板生产线的干燥旋风分离器及钢架吊装施工经验，对施工中采用吊车和能自升自转变幅管式摇臂桅杆相结合的吊装法，解决了人造板厂因建在偏远山区，大型吊车租赁有困难的人造板厂安装项目。经过多次人造板生产线安装应用，总结并编制了人造板生产线干燥旋风分离器及钢架吊装施工工法，对缩短工期、降低成本等各方面均取得一定的经济效益和社会效益。2特点2.0.1桅杆，是一种常见的起吊机具。它与卷扬机、滑车组、导向滑车、缆风绳、牵引绳、地锚组成一个完整的吊装和稳定系统，担负起重吊装任务。2.0.2这种桅杆机构由于结构比较简单，制作容易，安装、拆除方便，起重能力大，对安装地点要求不高、作业场地适应性强，因此广泛应用于超高设备、钢结构、框架、高位设备以及场地窄小的环境的吊装工作。2.0.3采用了汽车吊和能自升自转变幅管式摇臂桅杆相结合的吊装法，能够保证构件吊装灵活，就位准确，提高了安装质量，确保施工安全、快速，又降低施工成本，本工法使用的机具都可多次重复使用，总体费用比使用大型吊车（150吨汽车吊）吊装法低。2.0.4关键能解决人造板厂建在偏远山区，租赁大型吊车有困难的人造板厂安装工程。3适用范围本工法适用于中（高）密度纤维板等人造板生产线的干燥纤维旋风分离器及其钢架安装工程。24工艺原理干燥旋风分离器及其钢架安装采用吊车和能自升自转变幅管式摇臂桅杆相结合的吊装法，就是将桅杆的主杆上端套在缆索盘的圆孔内，并由12根缆风绳使其保持垂直状态，下端与底座相连，主桅杆自身可以转动。管式摇臂桅杆下端铰接在主杆底座上，上端由变幅滑轮组通过钢丝绳与主杆相连，它可作起落变幅动作，同时。管式摇臂桅杆长度短于主桅杆，故管式摇臂桅杆可在牵缆下作一周的旋转。主桅杆的转动是通过两个3吨的手拉葫芦作正反牵引环绕在主杆底部的钢丝绳和转盘来实现的。主桅杆的提升利用四个5吨葫芦固定在两层平台的横梁上，交替提升主桅杆。因此，桅杆的使用只要通过开启电动卷扬机控制钢丝绳的前进后退，通过滑车组的一系列方向牵引，最终达到吊装目的。5施工工艺流程及操作要点5.1工艺流程工艺流程见图5.1图5.1工艺流程图5.2操作要点5.2.1施工准备1确定吊装方案后，建立固定式桅杆起重机安装质量保证体系，并向当地质量技术监督局进行安装告知，获受理审批后邀请监检。2复核桅杆起重机生产厂必须有制造许可证，核对起重机技术参数，图纸、说明书、配套设备合格证、配套零部件合格证、安全保护装置合格证等技术文件必须齐全。3清点起重机各部件应齐全，其质量应符合产品说明书及相关规范标准的要求，并做好设备开箱记录和材料进场检查验收记录。4对安装现场进行复核，应能满足固定式桅杆起重机安装对场地的要求。5.2.2下部框架的吊装（一般25m以下）施工准备起重机具配置现场布局定位地锚埋设卷扬机就位桅杆组装风绳布置桅杆竖立穿提升索具试吊全面检查正式吊装就位找正索具拆除地锚拆除31检查钢架预埋件标高及平面尺寸是否无误，并打出钢架基准控制点及控制线。检查钢架立柱、横梁等构件标识是否正确，制作尺寸是否无误。2吊装：第一层钢架（高度12m左右）吊装，将钢架分三片预制好，使用汽车吊整体吊装；用经纬仪测量调整好其位置，并用钢丝绳作临时缆绳。之后将各横梁吊装就位，将三片钢架联接成整体，拆掉临时拉索，并将各横梁焊接固定。如钢架设计为高强螺栓联接，除采用在地面分片组装，整体吊装外，也可单根梁柱逐件吊装。3第二层立柱，预制、吊装方法同第一层。主要应注意立柱的纵向对接和垂直度。4用吊车将25m以下的干燥旋风分离器底部设备及干燥管支架等吊装就位，并进行临时固定。5.2.3上部框架的桅杆吊装（25m层以上）1当安装到25m层以上时即改用桅杆进行吊装就位。根据桅杆的起吊能力，分别采用分片分层或单根柱梁的起吊方式，对钢架进行安装。2准备：将已预制好的立柱、横梁及旋风分离器分别按吊装次序送到吊装区域。3钢架的吊装：先将框架分成三片，分别用桅杆吊装就位，吊装范围最远16m，框架立柱完成后四面横梁及时连接固定。钢架为高强螺栓联接的则单根吊装，螺栓拧紧后方可进行下道工序作业。每层钢架框架完成后及时将平台铺设好，同时将爬梯栏杆安装到位，以便人员安全行走。4干燥旋风分离器的吊装：旋风分离器安装自锥底以下部位开始，从底部向上依次就位，每节组对完成后确定固定牢固后方可松脱吊绳。因旋风离器呈锥形，锥底在下，设备“头重脚轻”，在设备固定裙座尚未安装之前，可将设备节壳上用钢丝绳分四点与钢架横梁固定，用法兰螺栓或手拉葫芦拉紧，等设备裙座调整固定好后再拆除钢丝绳。干燥旋风分离器一般分节吊装，旋风分离器筒体及顶帽每节重量控制在10吨以内，以免超载。5桅杆的提升换位：受自身条件限制，当桅杆吊装完一层钢架后，桅杆被周边钢架横梁包围，桅杆旋转受到限制，必须提升至上一层钢架顶部才能继续作业。桅杆的提升是通过悬挂于钢架顶部的四个5吨葫芦对桅杆进行提升换位的。6桅杆的360度自转：主杆的顶部和底部安装平面传动轴承，顶部传动轴承的外圈用来固定12根揽风绳，底部传动轴承的外圈用抱箍固定，抱箍焊接在H钢固定件上。在主杆底部用二个3吨的手拉葫芦作正反牵引环绕在主杆底部的钢丝绳和转盘使主杆转动。这样就可以实现主杆的360度转动。5.2.4金属桅杆设计4根据吊装高度和分片构件重量以及吊装作业区域的情况进行金属桅杆设计。一般单件最大重量≤10t，工作幅度范围为0.5m-18m，桅杆受力分析见图4。图5.2.4-1受力分析图1参数计算与强度验算：1）计算荷重（KN）P=（Q+q）K1·K2=（100+10）×1.1×1.1=133.1（KN）式中，Q—吊物重力（KN）；q—吊具重力（KN）；K1—动载系数，取1.1；K2—超载系数，取1.1。2）起重滑轮组出绳端的拉力（KN）因桅杆吊装最大载荷为100KN，为减小单根钢丝绳直径，吊装物应由多根钢丝绳来分担受力，起重滑轮组的设置是必要的，按卷扬机转速大小、安装时提升速度、吊装重量的要求，动滑轮组出绳数最小为3根，最多为5根。根据《设备起重吊装工程便携手册》86页，表4-14，滑轮组绳数为5根的情况下起重计算公式如下：S1=Pｕ=133.1×0.23=30.613（KN）式中，ｕ—效率系数，该系数为0.23。53）起重滑轮组上部吊具受力（KN）Pd=√P2+S12+2PS1siny=√133.12+30.6132+2×133.1×30.613×sin50°=157.78（KN）式中，y—起重臂与水平面的夹角度数，本起重臂与水平面夹角度数最大为50°。4）变幅滑轮组受力（KN）Pl=P（Lcosy+e2siny）+e2s1+（GL/2）cosylsin8+e1cos8°=68.143（KN）式中，L—起重臂吊耳中心至底端的长度（m）本起重臂长度为22m；e1—变幅滑轮组系点至起重臂中心的距离（m），该距离为0.5m；e2—起重臂滑轮组系点至起重臂中心的距离（m），该距离为0.5m；G—起重臂自重力（KN），该起重臂自重20.37KN；8—起重臂中心线与变幅滑轮组受力中心线的夹角，8=p+y=20+50=70；P—变幅滑轮组受力中心线与水平面的夹角，本起重臂P值为20°。5）变幅滑轮组出绳端拉力（KN）S2=P1ｕ=68.143×0.15=10.22（KN）本变幅滑轮组钢丝绳数为8绳，系数为0.15变幅滑轮组上部吊具受力（KN）Pd=√P12+S22+2PS1sinp=√68.1432+10.222+2×68.143×10.22×sin20°=72.28（KN）6）起重臂所受的轴向力（KN）P2=Psiny+S1+p1cos8°+Gsiny=133.1×sin50°+30.613+68.143×cos70°+20.37×sin50°=171.48（KN）7）缆风绳受力（KN）P3=P1（Hcosp+e2sinp）L1cosB+e1sinB6=80.18（kN）式中，L1—桅杆缆风绳系点至底的距离（m），本桅杆距离为26mH—变幅滑轮组系点至桅杆底的距离（m），本桅杆距离为25me1—缆风绳系点至桅杆中心线的距离（m），本桅杆距离为0.3me2—变幅滑轮组系点至桅杆中心线的距离（m），本桅杆距离为0.5mB—缆风绳与水平面的夹角（o），本桅杆最大夹角为40°8）桅杆所定的轴向压力（KN）P4=P1cosp+S2+G0+PtsinB+0.7p1（n-2）sinB=68.143×cos20°+10.22+25+80.18×sin40°+0.7×68.143×（12-2）×sin40°=457.4（KN）式中，G0—桅杆自重力（KN），本桅杆为25KN；N—缆风绳根数，本桅杆缆风绳数为12根。2材料选用及起重桅杆的布置1）管式起重桅杆的选用桅杆工作幅度范围为0.5m～18m，最大俯角40°，可选桅杆主杆长度25m，在主杆底部再加长12m钢管（该段钢管与桅杆底座钢管对接为焊接）以便桅杆自身提升（下降）时起支托主杆作用。起重臂（管式摇臂桅杆）长度为22m，按最大额定起重量为100KN。根据2001年8月人民交通出版社/杨文渊主编的《起重吊装常用数据手册》，查“钢管单柱桅杆尺寸和起重能力表”第133页得知，φ325×12钢管在20m高度内起重能力为300KN，满足本项目吊装100KN的需求。金属桅杆形式为管式起重桅杆，钢管为低碳无缝钢管，在制作时钢管连接形式采用法兰圈连接，法兰厚度为T=30mm，使用规格为M24×95的10.9级高强度螺栓连接，螺栓拧紧扭矩为780N/m。为增加端头强度，管内应焊圆头封板。如桅杆需对接接长时，除对接钢管需切割坡口对焊外，焊缝处还应焊四根角钢加固。2）滑车组和卷扬机钢丝绳根据计算荷载：P=133.1KN，选用20吨三轮滑轮组作为起重吊装用。Pd=157.78KN，选用20吨四轮滑轮组作为变幅滑车用。S1=30.613KN，跑绳安全系数为5.5倍，选用6×37+1直径为17.5的钢丝绳作为吊重=68.143（25cos20°+0.5sin20°）26cos40°+0.3sin40°7跑绳。S2=10.22KN，跑绳安全系数为5.5倍，选用6×19+1直径为15.5的钢丝绳作为变幅跑绳。上述选用满足吊装需要。3）卷杨机经验算起重滑轮组出绳端的拉力S1=30.613KN，选用一台五吨卷扬机通过滑车组控制牵引吊物，经验算变幅滑轮组出绳端拉力S2=10.22KN，选用一台三吨卷扬机通过滑车组控制管式摇臂桅杆吊装幅度，起到变幅作用。4）缆风绳的布置及选用起重桅杆为立柱式，用钢丝绳索（缆风绳）绷紧立于地面。一端固定在起重主桅杆顶部缆索盘上，另一端绷紧固定在地面锚桩上。缆风绳共设置12根，各缆绳之间夹角为30°，环绕桅杆立柱一周均匀分布，桅杆顶部最终离地高度一般为78m。根据各绳索与水平投影面夹角30°计算，缆绳地面投影半径为133m，缆绳长度为156m，因受现场环境限制，个别缆绳无法按水平夹角30°设置，但必须控制在40°以内。根据参数计算可知，缆绳初拉力为10KN，缆风绳最大工作拉力P3=80.18KN，根据受力缆风绳分配系数可知，12绳系数为0.248，单根缆风绳最大工作拉力T=80.18×0.248=19.88KN，将缆绳初拉力10KN与最大工作拉力T=19．88KN相加，等于29.88KN，即缆绳最大承受拉力为29.88KN。综上所述，经查规格为6×19+1，直径为15.5mm的钢丝