【摘 要】本文主要介绍利用厂房钢结构和自制的吊具安装溶出器工艺
前言
山东茌平信发华宇氧化铝高压溶出车间是氧化铝工艺流程的核心部分，其主要设备是溶出器。在高压溶出车间○1 ～ ○3轴线安装有3台加热溶出器设备，g=97936.89㎏/台，88.38m3/台，在○3～○12轴线安装有8台保温溶出器设备，g=97825.8㎏/台，88.38m3/台；这11台溶出器设备的特点是：外形尺寸细长（规格为φ2800×16000）且重量重，安装在一条中心线，标高均为+0.075m，安装难度较大。如采用吊车进行溶出器吊装，则需一台300吨以上吊车为主吊，一台50吨吊车辅吊进行吊装，机械费用很高；如采用安设移动式龙门架吊装溶出器，不仅人工费及机械费增加，同时材料费也大增。针对本工程的特点， 经过缜密计算和安排，采用在厂房钢结构上设置自制的吊装工具对溶出器进行吊装，同样安全顺利地完成了整个安装任务，并取得了良好的经济效益和社会效益。
1 工艺流程
施工前准备（道路铺设、基础测量检查）→二根扁担梁吊具的制作及卸车胎具制作→厂房钢柱子及吊车梁安装→厂房钢结构强度校核及主要吊装工具及索具的选定→吊装机具（扁担梁、卷扬机及滑轮组）设置→溶出器运输卸车及安装方向翻转→溶出器吊装→溶出器正→吊装机具拆除及重新设置→对第二台等溶出器设备依次进行吊装。
2 施工方法
2.1施工前准备
（1）对施工现场按施工组织设计进行统一安排布置，对参加施工人员进行技术安全交底。
（2）检查施工用的机具、材料是否备齐，是否具备使用条件。
（3）检查设备的运输路线是否有障碍，如有马上予以清除。
（4）对设备进入道路和卸车的地点要铺平夯实，不坚实的地方用钢板铺好。
（5）设备验收。在安装前还应对设备进行验收，并做好验收记录。按设备装箱单开箱清点，对设备的规格型号、外观、有关的尺寸进行检查，看是否与图纸相符。同时检查有无损伤，如发现有问题及时向甲方汇报，并及时处理。
2.2扁担梁吊具的制作及卸车胎具制作
2.2.1扁担梁吊具制作
（1）扁担梁进行受力分析和强度等验算。扁担梁拟采用工厂加工定做的钢板，钢板总长3300mm，截面高度为25cm，厚度为15mm，在每个吊孔处，吊孔两边均满焊两块1.6cm
厚的钢板以增大截面面积。为保证吊装时增大刚度，在钢板两边满焊两根25b型槽钢，扁担梁图纸如图1：
（2）扁担梁强度计算。当只由主吊扁担吊起来时为最不利工况，此时可简化为纯弯曲梁模型进行受力验算，检验此时跨中区抗弯强度（计算参考《钢结构设计规范》，gb50017-2003）：
在主平面内受弯的实腹构件，其抗弯强度应按下列规定计算：
2.3厂房钢柱子及吊车梁安装
2.3.1安装厂房hn788×400×20×30钢柱子并把柱脚灌浆完毕，同时将屋面的檀梁（人字梁）hn700×300×14×25跟柱子连接好，把+10.000m及+17.500m、+25.90m与钢柱子连接的横梁hn294×200安装完毕，把斜拉撑安装好，使厂房连成整体。
2.3.2将厂房钢结构上+24.104m的吊车梁gdl-1、gdl-2安装在钢柱子的牛腿上并焊接牢固。
2.4厂房钢结构强度校核及主要吊装工具及索具的选定
2.4.1厂房钢结构强度校核
（1）厂房钢结构位移（侧移）计算。单跨度截面钢架横梁上缘坡度不大于1：5，柱顶在水平力h作用下的位移（侧移）u，可按下列公式计算：
柱脚铰接钢架：u=hh3（2+ζt）/12eic。
柱脚刚接钢架：u=hh3（3+2ζt）/［12eic（6+2ζt）］。
ζt=icl/hib。
其中，h，l分别为钢接柱高度和钢架跨度；ic，ib分别为柱和横梁的平均惯性矩；h为钢架柱顶等效水平力；ζt为钢架柱与钢架梁的线刚度比。
（2）构件强度计算。工型截面受弯构件在剪力、弯矩共同作用时，腹板考虑屈曲的强度按下式进行计算：
当v≤0．5vd时，m≤me；当0．5vd≤v≤vd时，m≤mf+（me－mf）［1－（v/0.5vd－1）2］。
当截面为双轴对称时：mf=af（hw+t）f。
其中，mf为两翼缘所承担的弯矩；me为构件有效截面所承担的弯矩，me=wef，we为构件有效截面最大受压纤维的截面模量；af为构件翼缘的截面面积；vd为腹板抗剪承载力设计值，vd=hwtwfv’。
（3）构件稳定计算。轴心受压构件（工型截面）局部稳定计算：受压翼缘：
b/t≤ 。
腹板：hw/tw≤ 。
其中，b为受压翼缘自由外伸宽度；t为受压翼缘的厚度；fy为钢材屈服强度；hw为腹板的计算高度；tw为腹板的厚度。
把本工程的相关数值代入上面公式进行验算和校核，其强度是满足的，可以采用该方法进行吊装。
2.4.2采用两个吊点对设备进行吊装，则每个吊点的提升重量为：
w=（q1+q2）/2=（97.9368+6.5）/2=52.218t
式中q1——设备总重、q2——钢丝绳、绳扣、卡环和滑轮组、平衡梁的总重。k——动载荷系数，取k=1.1，则提升工作载荷w1=kw=1.1×52.218=57.440t，查《机械设备安装手册》表2-37选用60吨8轮滑轮组（h60×8d），共4个。
提升滑轮组采用2套八轮滑轮组经二个导向滑轮导向后，由卷扬机牵引，因此，由公式s0=（μ-1）×μmμkq计/（μn-1）可计算卷扬机跑绳的拉力。查《机械设备安装手册》可得阻力系数μ=1.04
式中：
n——工作钢丝绳数取n=16
m——运动滑轮数m=16
k——导向滑轮数k=1
q计——为提升载荷q计=57.440t
则s0=（1.04-1）×1.0416×1.041×57.440/（1.0416-1）=5.13t
（1）提升卷扬机选定索具滑轮组。根据跑绳的拉力s0=5.13t，选用8吨卷扬机共2台就能满足要求，但考虑到卷筒的容量，选用10吨卷扬机共2台。
（2）提升钢丝绳的选定。参照《机械设备安装手册》表吊车梁安装2-6，主提升钢丝绳，选用6×37+1有机芯型。查《机械设备安装手册》表2-16，据跑绳拉力s0=5.13t，选用6×37+1有机芯型φ24钢丝绳。
（3）导向滑轮的选用。根据已知跑绳的拉力s0=5.13t，取导向系数ca=2，则导向滑轮受力为qa=s×ca=5.13×2=10.26t，应选用15t的导向滑轮（hqgk1－15t）
（4）吊装钢丝绳选用。吊装设备主体2根吊装钢丝绳选用：根据已知设备g=97.9368t， 每边钢丝绳的拉力为s=g/2=48.97t，取安全系数k=5，则钢丝绳的破断拉力为pp=sk=244.85t=2400999n， 查《机械设计手册》，选用选用6×37+1纤维芯型φ64、抗拉强度为1670mpa的 钢丝绳。
2.5吊装机具（扁担梁、卷扬机及滑轮组）设置
在吊装①～②线的溶出器时，先将穿好钢丝绳的吊装滑轮组挂在二根自行设计制作的hn800×30×14×26扁担梁吊耳上，然后再用吊车将整套吊装机具安装固定于厂房吊车梁，安装时扁担梁的两端底座应对准吊车梁的牛腿。每套吊装滑轮组的钢丝绳经一个导向滑轮导向后，由安装在厂房对面单套管厂房钢柱旁的地面上的二台卷扬机牵引。导向滑轮挂在离地面约300mm钢柱上的一个规格为δ30×280×400的导向鼻子上，设置完毕的整套吊装机具详见示意图3、示意图4。
2.6溶出器运输卸车及安装方向翻转
用拖车运输设备装车时，应将设备头部置于车尾，运到现场后从厂房柱线之间将设备倒进厂房中，到位后用厂房上设置的吊装机具吊头部，用一台50t吊车吊另一头（即尾部），将设备从拖车上吊起，拖车退出，然后将设备置于两个卸车胎具上（卸车胎具制作图见图2），最后用50t吊车在胎具上将设备翻转至管口安装方向（因采用两个吊点吊装设备，设备吊装过程中不能翻转方向，必须事前翻转）。设备翻转方向示意图见图5。
2.7溶出器吊装
在吊装时用先用橡胶皮带把设备包好，再把主吊装用的φ64钢丝绳与滑轮组挂好，同时为了安全，防止吊装时φ64钢丝绳往上滑倒致设备倾倒，用二根φ17.5钢丝绳拉住φ64的主钢丝绳。吊装时，开动二台q=10t卷扬机将设备头部往上吊起，设备尾部则用一台50t吊车吊住溜尾，配合卷扬机慢慢将设备往基础上送，当设备完全垂直吊起后50t吊车松钩，由吊装机具独立地对设备进行就位安装。
2.8溶出器正
2.8.1标高的校准
标高用水准仪、测量标杆或其他测量工具来测量。若标高不合要求，可利用预先摆上的斜垫铁δ20×280×150进行调整。
2.8.2垂直度的校准
利用设备上、下两部位的测量标志，用经纬仪或吊线锤来测量垂直度，如垂直度不合要求，也可利用斜垫铁进行调整，直到垂直度满足要求。
第一台溶出器安装完毕后，将吊装机具拆除并重新设置按同样的方法对第二台等溶出器设备依次进行吊装。
3结束语
综合上述，利用厂房钢结构和自制吊具安装溶出器工艺具有以下特点：
（1）不须使用大型吊车吊装，节省了机械使用费用；
（2）与采用移动式龙门吊安装溶出器工艺相比，无须在厂房两侧预埋钢件并安装轨道，且制作的扁担梁吊具比较简单，不但运输和安装费用低，而且投入的劳动力较少，施工时间
也缩短。
（3）不须等待吊装完设备后再安装厂房钢结构，解决了因设备迟到货不能全部安装就位而影响厂房钢结构施工的问题，工程施工进度得到了大大提高。
（4）该工艺技术比较简单，实用性和可操作性强，适用于跨距不大的钢结构厂房内的大中型槽罐吊装。
参考文献：
[1]沈从周编写.《机械设备安装手册》.中国建筑工业出版社 1986.
[2]闻邦椿主编.《机械设计手册》.机械工业出版社 2010.
[3]施工蓝图.
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