книги из ГПНТБ / Аммосов Н.Г. Монтаж строительных конструкций учеб. пособие

Глава XIII

МОНТАЖ ВЕРТИКАЛЬНЫХ АППАРАТОВ ХИМИЧЕСКИХ И НЕФТЕПЕРЕРАБАТЫВАЮЩИХ ПРЕДПРИЯТИЙ

§50. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

Всвязи с развитием предприятий химической и нефтеперера­ батывающей промышленности значительное место приобретает монтаж вертикальных аппаратов химических и нефтеперерабаты­ вающих предприятий. В настоящее время масса отдельных аппа­ ратов достигает 350—400 т, а в проектируемых заводах имеется тенденция увеличения их габаритов (при высоте 60—80 м масса

их достигает 500—600 т и следует ожидать дальнейшего увеличе­ ния этих параметров).

Большой разброс монтажных элементов оборудования нефте­ химических заводов вызывает определенные трудности при под­ боре и рациональном использовании монтажных механизмов.

При установке вертикальных аппаратов методом поворота с применением имеющихся в нашей стране стреловых кранов воз­ можен подъем каждого из них массой до 450 т.

Применение самоходных стреловых кранов позволяет снижать (по сравнению с использованием мачт) затраты труда в 2—10 раз, а стоимость работ в 2—3 раза.

Область использования существующего парка кранов на мон­ тажных работах существенно расширяется за счет временного увеличения их грузоподъемности одним из следующих способов: временным расчаливанием стрел кранов; временным соединением стрел двух кранов жестким ригелем; установкой кранов на вре­ менные опоры; использованием мачтово-стрелового оборудования; использованием выносных стрел с опиранием их на вспомогатель­ ные опоры. В этих случаях повышенные грузоподъемности кранов достигают за счет передачи части усилий от веса монтируемого элемента на расчалки или временные опоры. При этом увеличение паспортной грузоподъемности кранов может быть до пятикратного.

Несмотря на возможность использования монтажных кранов, при большом объеме работ по монтажу вертикальных аппаратов в ряде случаев используют способы монтажа с применением мачт, шевров и такелажной оснастки.

Перед монтажом вертикальных аппаратов и другого аналогич­ ного оборудования выполняют подготовительные работы, в состав которых входят: проверка готовности фундаментов под оборудо­ вание; подготовка площадки для производства монтажных работ; доставка аппаратов к месту подъема, их оснащение и изоляция; установка, подготовка и опробование монтажных механизмов и такелажной оснастки. Подготовительные работы выполняют в строгом соответствии с проектом производства работ или техно­ логической картой.

В проекте монтажных работ или технологической карте приво­ дятся: схемы расстановки монтажных механизмов, схемы подъема оборудования в нескольких проекциях в определенном масштабе; ситуационный план; схемы строповки с указанием параметров стропов и траверс, их расположение на поднимаемом оборудова­ нии; положение центра тяжести и масса монтажных блоков; ведо­ мости используемых машин, механизмов и приспособлений; пара­ метры якорей, шарниров, оттяжек и других вспомогательных уст­ ройств; краткое описание технологии, начиная с исходного поло­ жения и кончая закреплением в проектном положении; меры по охране труда.

Сооружение подземных конструкций в зоне расположения, до­ ставки и подъема оборудования и в зонах стоянки и перемещения кранов должно производиться после монтажа. В пределах мон­ тажной площадки следует обеспечить необходимую несущую спо­ собность основания для нормальной эксплуатации кранов. Для предотвращения возможной осадки кранов площадка может быть покрыта настилом из шпал,, железобетонных плит или металличе­ ских рам. Со складов или площадок укрупнительной сборки аппа­ раты доставляют на тракторных санях, производя погрузку с по­ мощью кранов или гидравлических домкратов.

Вертикальные аппараты (колонны), в зависимости от массы и высоты, размеров и высоты опорного фундамента, места их рас­ положения, стесненности строительной площадки, а также имею­ щихся в распоряжении монтажной организации тех или иных средств монтажа, могут подниматься и устанавливаться в проект­ ное положение разнообразными способами.

Если масса аппарата меньше грузоподъемности кранов, то при установке их на низкие и высокие фундаменты пользуются мето­ дом скольжения. При этом низ аппарата перемещают к фунда­ менту дополнительными средствами. Для установки аппарата в проектное положение его приподнимают выше фундамента и пере­ мещают краном на место установки. При отсутствии монтажных средств, имеющих грузоподъемность, позволяющую устанавливать аппараты методом скольжения, их монтируют методом поворота одиночными или спаренными кранами, мачтами, шеврами или порталами. При установке на фундамент аппаратов методом пово­ рота опорную часть аппарата закрепляют в специальном поворот­ ном шарнире, установленном на фундаменте, и в процессе подъема нижнюю часть все время оставляют в опертом состоянии.

Метод поворота обеспечивает большую безопасность монтаж­ ных работ, так как максимальные нагрузки на кран возникают в первоначальный момент подъема и затем по мере приближения аппарата к вертикальному положению уменьшаются.

§ 51. ПОДЪЕМ ВЕРТИКАЛЬНЫХ АППАРАТОВ МЕТОДОМ СКОЛЬЖЕНИЯ

Подъем вертикальных аппаратов методом скольжения с при­ менением самоходных монтажных стреловых кранов с обычным оснащением может быть осуществлен по схеме, приведенной на

202

*14

Рис. XIII.1. Схемы монтажа аппаратов методом скольжения:

- одним краном со строповкой за вершину; 6 — одним краном со строповкой за корпус; в — двумя кранами поворотом стрел; чвѵмя кранами передвижением и поворотом стрел

203

рис. XIII.1. Опорную часть при этом перемещают на санях по спланированному грунту или на тележках по инвентарному рель­ совому пути. В качестве тяговых средств используют полиспасты с лебедками или тракторы. Необходимое тяговое усилие для под­ таскивания аппарата за опорную часть S Tnr для начального момен­ та подъема аппарата определяют по формуле

1,25 — коэффициент, учитывающий дополнительное сопротивление при трогании с места.

Подъем одним краном со строповкой за вершину применяют при относительно небольшой высоте аппаратов, любой высоте фун­ даментов и при -наличии достаточно мощного крана, обеспечи­ вающего такой подъем. Преимуществами такого подъема явля­ ются отсутствие необходимости перемещения крана и изменения вылета стрелы с поднятым аппаратом, а также простота установки аппарата на фундамент.

Подъем одним краном со строповкой за корпус применяют при значительной высоте и небольшом диаметре аппарата, при любой высоте фундамента; в результате строповки за корпус аппарат после отрыва от земли занимает наклонное положение. Достоин­ ство такого подъема состоит в возможности производить подъем аппаратов, высота которых превышает высоту подъема крюка крана; недостатком — определенная сложность установки наклон­ но расположенного аппарата на фундамент и наличие анкерных болтов. Следует учитывать, что смещение места строповки от вершины к центру тяжести вызывает увеличение угла наклона аппарата, который не должен быть больше 15°. При повороте крана с поднятым аппаратом опорную часть следует удерживать оттяжкой, предотвращая соприкосновение аппарата со стрелой. После частичного закрепления аппарата на фундаменте против возможного сдвига его переводят в вертикальное положение с помощью тяговых и тормозных оттяжек, лебедок или тракторов.

Подъем спаренными кранами без их передвижения применяют при относительно небольшой высоте аппарата и отсутствии крана необходимой грузоподъемности. При низком фундаменте жела­ тельно перед монтажом расположитъ аппарат таким образом, чтобы места строповки находились на оси фундамента. Расчетные нагрузки на краны распределяют пропорционально их грузоподъ­ емности. При строповке за вершину это достигается применением траверс с пропорциональной длиной плеч, при строповке за кор­ пус-применением монтажных штуцеров с различным вылетом. В процессе подъема следует контролировать равномерность его

обоими кранами и обеспечивать вертикальность грузовых поли­ спастов.

204

Подъем спаренными кранами с их перемещением производят при установке аппаратов большой высоты. В этом случае первым этапом аппарат поднимают без отрыва от опоры в положение, близкое к нейтральному, одновременной работой механизмов крана и механизмов, подтаскивающих аппарат за опорную часть. Перед подходом аппарата к нейтральному положению натягивают зад­ нюю тормозную оттяжку, после чего переводят его в нейтральное положение. Удерживая аппарат от боковых смещений кранами, устанавливают его в вертикальное положение и приподнимают. Вторым этапом, отпустив тормозную оттяжку, перемещают кран на новую стоянку, поднимают аппарат на высоту, обеспечивающую проход его основания над анкерными болтами с зазором, не менее 20 см. Последовательным поворотом платформ кранов аппарат выводят над фундаментом и опускают на подготовленное осно­ вание.

Кранами с временно расчаленными стрелами монтируют верти­ кальные аппараты, тяжелое оборудование и отдельные конструк­ ции в тех случаях, когда отсутствуют краны необходимой грузо­ подъемности, а в процессе монтажа не требуется производить поворот стрелы крана с грузом. Этот способ позволяет произво­ дить подъем оборудования и конструкций, масса которых превы­ шает паспортную грузоподъемность монтажного стрелового само­ ходного крана. Данный способ обеспечивает экономию средств по сравнению с применением спаренных кранов или такелажного оборудования. В основу увеличения грузоподъемности стрелового крана за счет расчаливания положен принцип сохранения для всех элементов крана расчетных усилий, принятых для обычного режима работы, что достигается выключением из работы стрело­ вого полиспаста (его роль выполняет расчалка). При этом угол между стрелой и расчалкой должен быть больше угла между стрелой и полиспастом. В результате уменьшается сжимающее усилие в стреле и повышается устойчивость крана.

Краны со стрелами, соединенными ригелем, находят все боль­ шее применение на монтаже вертикальных аппаратов. Кранами, стрелы которых соединены ригелем, можно монтировать аппара­ ты, устанавливаемые на фундаменты высотой до 2 м.

При этом способе монтажа краны следует устанавливать строго по оси фундамента, что проверяется по пяти точкам (рис. ХШ.2); точки должны располагаться по горизонтальной прямой, проходя­ щей по осям кранов с допуском + 8 см. Подъем осуществляется кранами с заторможенными механизмами перемещения и пово­ рота, при ослабленном стреловом полиспасте. Перемещение опор­ ной части производят плавно, не допуская отклонения грузовых полиспастов крана от вертикали на угол более 1°.

При отрыве от дневной поверхности опорной части аппарата ее удерживают от раскачивания расчалками, расположенными в плоскости подъема и прикрепленными к тракторам.

Краны со стрелами, опирающимися на временные опоры, обла­ дают грузоподъемностью выше паспортной. В этом случае

205

основную нагрузку воспринимают шевры, а элементы и механиз­ мы крана выполняют роль расчалок, якорей и средств подъема и перемещения опор. Расчеты показывают, что грузоподъемность кранов СКГ-30 и СКГ-40 на всех вылетах может быть увеличена в 3 раза по сравнению с паспортной; ими можно монтировать аппараты весом до 100 т и высотой до 50 м. У кранов СКГ-30 на

Рис. XIII.2. Схема проверки установки кранов, соединен­ ных ригелем, по пяти точкам

оголовке устанавливают два, а у крана СКГ-40 один дополнитель­ ный ролик, а крюковую обойму замещают обоймой БМ-50. Инвен­ тарные Л-образные опоры под стрелы кранов выполнены из труб диаметром 426 мм и толщиной стенки 10 мм; ширина опор по низу 5,5 м. Масса опоры 8,5 т. Опоры •— секционные и могут быть использованы со стрелами 20, 25 и 30 м.

Для предотвращения просадки грунта под гусеницы кранов и опоры подкладывают шпалы или железобетонные плиты. Перед началом нагружения кранов между основанием шевров и верхом шпальных клеток оставляют зазор 30 мм, который при нагруже­ нии шевра обеспечивает работу стрелы крана на сжатие. Откло­ нение грузовых полиспастов не должно превышать 3°.

Разрабатывая технологию подъемааппаратов кранами СКГ-30 и СКГ-40 с опирающимися стрелами, следует пользоваться «Реко­ мендациями по применению для монтажа оборудования спаренных кранов СКГ-30 или СКГ-40 с опирающимися стрелами» *.

§ 52. ПОДЪЕМ ВЕРТИКАЛЬНЫХ АППАРАТОВ МЕТОДОМ ПОВОРОТА

Подъем вертикальных аппаратов методом поворота позволяет использовать на монтаже краны, грузоподъемность которых при необходимой высоте подъема и вылете крюка меньше массы аппа­ рата. Такой поворот осуществляется вокруг специально выпол­ ненных монтажных шарниров, закрепленных к . фундаменту (рис. ХШ.З).

В процессе монтажа основание аппарата, а следовательно, и отверстия под анкерные -болты перемещаются по дуге окружности, что при обычно установленных болтах вызывает несовпадение их с отверстиями. Для решения этой задачи ранее производили пред­ варительный отгиб анкерных болтов, а в последнее время при­ бегают к устройству составных болтов.

* Изд. ВНИИмонтажспецстроя, 1971.

206

При монтаже поворотом строповку аппаратов производят или подхватом (снизу), или по оси. При монтаже двумя кранами при­ меняют балансирные траверсы, однако лучшим способом стро­ повки вертикальных аппаратов является строповка с применением бестросового устройства заводского изготовления.

Это приспособление допускает вращение вокруг оси монтаж­ ного штуцера и отклонение на 20° от плоскости, перпендикулярной оси штуцера.

Определенный интерес представляет при­ меняемый за рубежом бестросовый метод строповки с применением монтажных хому­ тов. В этом случае каждый монтажный шту­ цер крепят не на поднимаемом аппарате, а на половинке металлического хомута, вы­ полненного из листовой стали.

Монтаж вертикальных аппаратов мето­ дом поворота можно выполнить с примене­ нием самоходных стреловых кранов с обыч­ ным оснащением, например по одной из схем, приведенных на рис. XIII.4, — в один или в два приема, когда дотягивание аппа­ рата до вертикального положения произво­ дится дополнительными монтажными сред­ ствами.

Выбор той или иной схемы монтажа за­ висит от параметров крана и величины рас­ четных нагрузок на него. Максимальные значения расчетных нагрузок на кран 5 шах зависят от расположения мест строповки по высоте аппарата и схемы его строповки (рис. XIII.5). В первых четырех вариантах строповки наибольшие нагрузки на кран

возникают в момент отрыва аппарата от дневной поверхности, в пя­ том (при &<2) — по мере подъема аппарата нагрузка увеличи­ вается и может достигнуть величины G.

Если кранами невозможно произвести подъем аппарата до нейтрального положения (когда центр тяжести будет на одной вертикали с осью шарнира), то подъем производят в два приема. Первоначально поднимают аппарат кранами, доводя угол наклона до 50—60°, а затем дотягивают его до проектного положения лебедками или тракторами. Расчетные нагрузки на дотягивающую систему определяют по формуле (рис. XIII.6)

ST= Ga/6,

Максимальной величины 5 Т достигает в начальный момент, по мере подъема аппарата она уменьшается.

При монтаже аппаратов методом поворота устанавливают тор­ мозные оттяжки, расчет которых производят аналогичным путем.

При подъеме вертикальных аппаратов дотягиванием дотяги-

207

Рис. XIII.4. Схемы монтажа аппарата методом поворота:

Q — одним и б —двумя кранами; /, // — стадии монтажа

\

вающий трос или полиспаст располагают строго в плоскости подъ­ ема аппарата, прикрепляя его как можно ближе к вершине аппа­ рата. Второй конец троса крепят через отводной блок или к ба­ рабану лебедки, или к серьге трактора. Неподвижный блок

Рис. XII 1.5. Схемы усилий, действующих на кран, при монтаже методом поворота

полиспаста прикрепляют к якорю. При включении в работу дотя­ гивающей системы внимательно следят за положением поворотного шарнира. Для удержания аппарата в вертикальном положении до окончательного закрепления анкерными болтами применяют боковые расчалки.

Рис. XIII.6 . Схема для определения усилий при дотягивании

Безъякорный способ монтажа вертикальных аппаратов с помо­ щью специального такелажного оснащения позволяет осуществлять монтаж сравнительно простыми монтажными средствами.

Инженеры X. И. Берадзе и В. Г. Чхаидзе предложили способ подъема вертикальных аппаратов с помощью самомонтирующегося портала. Таким способом можно монтировать вертикальные аппа­ раты, имеющие соотношение диаметра и высоты не менее, чем 1:10, обладающие достаточной прочностью в местах строповки и устанавливаемые на фундаменты высотой до 2 м над дневной поверхностью.

204