1、63INSTALLATION2023.2Technology Exchange 技 术 交 流计豪丰（上海市安装工程集团有限公司 上海 200080）摘 要：大型工业设备的吊装需制定详细且周全的方案，以避免各类质量和安全事故。本文对比了上海某科技园区内大型工业制冷核心设备的不同吊装方案，并从技术可行性、安全可靠性、经济合理性、施工周期和对园区内的影响等方面进行分析，最终选择了二次吊装翻围墙的方案。通过吊装设备的选型、吊装过程仿真及试验，实现了设备的精准转移，该方案作业安全、设备完整、经济可行且对周边影响较小。关键词：吊装 设备 虚拟仿真 工业 可视化中图分类号：TU745.1 文献标识码：B
2、文章编号：1002-3607（2023）02-0063-03大型工业制冷设备的吊装与仿真模拟工业装置一般都具有体积和重量大、价格昂贵且单一、安装精度高的特点，因此对于吊装作业应制定专项的方案以避免吊装过程中的安全和质量事故发生。在参考了各类工程的吊装方案后1-9，本文阐述了某工业装置的吊装方案制定过程，旨在分析吊装中的各项不利因素对作业的影响，采用了虚拟可视化的仿真技术模拟吊装的进展，以进一步发现潜在的问题。1 工程概况上海某工业科技园区内超低温系统中的核心设备重67t（见图1），外形尺寸为15,000mm5700mm4600mm。设备需通过运输进入大型低温工厂内组装，而进入工业园区的道路相对
3、狭小且转弯半径有限，园区内植被茂盛对运输路线造成阻碍，园区仅有1#正门（宽4m）及2#边门（宽3.6m），无法满足大型设备的顺利进入，因此平板车运输无法通过现有大门及道路直接运输至低温工厂。核心制冷设备为定制产品，生产周期长具有唯一性，单台价格高达8000万元。吊装过程中的任何闪失将直接影响到设备安装质量，进而影响到整个超低温系统的运行。2 大型设备吊装技术与仿真2.1吊装方案的选取为了使上述设备顺利到达低温工厂的入口，设计了四种吊装运输方案并进行了安全性和经济性的比较，具体如下：（1）方案一：平板车拖运设备由工业园区的1#正门进入，绕行至低温工厂门口，选用500t液压汽车吊配合卸车；拆除箱体
4、包装再次起吊至低温工厂入口临时平台，由于正门处原有厂区道路宽6m，载重100t、长30m大型平板运输车进大门后转弯半径不够，需要在正门草坪位置及1#测试大厅东侧草坪修筑部分临时便道，且对正门部分拆除后放宽至少2m才能使设备顺利进场。综合分析，正门的拆除与修缮约20万元，园区内道路拓宽、恢复、绿化恢复等费用接近70万元，故综合花费约90万元，此外修缮和恢复措施所使用时间较长。（2）方案二：设备由2#边门进入园区然后绕行至低温工厂门口，这种运输方式和方案一类似，但同样面临大门、道路及绿化拆除或修缮的问题，综合花费约74万元（其中大门拆除和修缮约24万元，绿化和道路整修约50万元）。（3）方案三：设
5、备进入园区场外西侧辅道，拆除辅道围墙直接运输至低温工厂门口，选用500t液压汽车吊配合卸车。由于大型平板运输车从西侧围墙外辅道转弯半径图1设备实物图ANZHUANG2023年第2期64技 术 交 流 Technology Exchange不够，需要加宽部分辅道（花费约20万元），此外拆除低温工厂西侧15m钢围墙及绿化带并恢复（花费约5万元），另需将围墙边的排水沟临时填埋，上面铺设厚钢板（花费约2万元），综合费用约27万元，施工周期约一周。（4）方案四：设备同方案三运输至西侧辅道，由场内500t液压汽车吊配合从辅路围栏上方吊入园区内，场内再由5t叉车牵引至低温工厂门口，综合费用约26万元（加宽辅
6、道20万和场内牵引相关费用2万元，吊装设备租赁费4万元）。对四种方案从技术可行性、安全可靠性、经济合理性、施工周期和对园区内的影响五方面进行分析比较后（见图2），优选方案四。丝绳安全符合要求。选用8只25t卸扣分别将钢丝绳与吊装扁担以及专用吊带连接。对吊装工况进行土体承载测算，在设备吊起过程中总重量约302.1t（见表2），液压吊机采用4支腿支撑，因此分摊的载荷为：302.14=75.53t。考虑到吊物对车身中心的偏移，对靠近吊物的支腿地耐力按1.5倍系数计算，最不利支腿载荷为75.531.5（不平衡系数）=113.30t。方案一拖运路线；方案二拖运路线；工厂入口。图2设备进场的四种方案2.2
7、吊装设备的选取吊车根据设备实际尺寸和现场吊装位置，选用某进口厂家的LTM1500型全路面液压汽车吊，其吊装最大工作半径16m，根据设备单体总重量67t，参照汽车吊操作说明书选用吊臂长度31.7m，吊装能力吊重为89.0t，大于设备67t和吊索具约4t的总重量，满足吊装要求，吊车参数见表1。表1选用吊车的操作参数项目名称液压汽车吊主臂长度/m作业半径/m额定起重量/t设备质量/t动载系数计算负载/t吊车负载率/%数值LTM1500-50031.71689671.1581.891.9根据厂家提供的设备图纸和技术资料，选取吊装钢丝绳。为了考虑吊点的受力与夹角，采用单根长度为20m，设置四个吊点，选用
8、43-637-170钢丝绳。各分支对垂直点夹角=60，下部吊装索具采用30t吊带4根环形，分别设四个吊点，环形吊带套在管式吊耳位置，根据验算钢表2设备吊装土体承载总重量项目名称型号重量/t备注吊装设备冷箱67/液压汽车吊LTM1500-50096主臂50m吊车配重/135/吊钩/1.8/平衡梁及索具/2.3“口”字型框式平衡梁总重量合计302.1/现场采用的路基箱考虑其不平度，有效接地面积经过计算为3.675m2，最终的受载荷面积为43.675=14.7m2。最不利分摊地耐力为113.30t14.7m2=7.71t，小于经过咨询的场地最小地耐力8t。因此，地面承载力满足吊装要求。平衡梁采用框式
9、平衡梁防止吊装中的晃动，材料选取型号为Q235型钢，规格为32510的无缝钢管，经过计算平衡梁最大载荷为189.02kg/cm2，吊耳承受的拉力载荷最大为947.44kg/cm2，满足吊装安全需要。2.3吊装方案的虚拟仿真验证鉴于设备的高价值及作业环境的复杂性，为保证吊装过程顺利实行，同时降低大型设备在吊装过程中的潜在风险，应用虚拟可视化吊装仿真技术对各类吊装过程的变量进行模拟，提前验证吊装方案的可行性。在方案设计阶段，采用CAD及Sketch-up软件对大型设备、吊车、低温工厂、园区内办公楼及周边建筑环境进行3D建模，在软件虚拟环境中模拟整个吊装过程。通过虚拟仿真模拟，提前发现实际吊装操作中
10、可能存在的各类风险因素，并提出了以控制办公楼墙角与吊机主臂、冷箱边缘与吊机主臂为主要检测对象的2个安全距离作为控制指标，并根据吊车的技术参数确定这一限值，以此反复模拟吊装过程不断优化方案（见图3）。在一些细节上进一步完善，如在园区办公楼前靠近西侧围墙的路灯，处于设备吊装回转路径范围内，需要提前拆除。根据模拟得出的吊运方法，为最终的方案制定和优化提供参考，以减少各类事故隐患，保证吊装执行过程中的安全。65INSTALLATION2023.2Technology Exchange 技 术 交 流3 结语工业装置的吊装除了要具有安全性和避免对设备产生碰撞、损坏或颠簸外，还需要尽量减少吊装成本和对周边
11、的影响。在某工业装置的吊装方案制定过程中，通过详细的方案比选、吊装设备选型和试验仿真，最终实现了大型设备的精准顺利转移。随着吊装行业四新技术（新设备、新工艺、新工具及新材料）的不断更新，结合围绕BIM为主的数字化技术对作业的指导及支撑，为吊装的质量、安全、成本和工期起到全方位的控制。参考文献：1刘乐意.单台QUY400履带吊车在大型塔类设备分段卸车中的应用J.石油工程建设，2022，48（2）：82-85.2缪昌华，张越，高扬.基于BIM的大型机电设备安装就位施工技术J.安装，2022（1）：40-44.3黎娆，周诚，覃文波.分布式能源站大型设备数字化吊装安全监控系统研究J.土木建筑工程信息技
12、术，2022，14（2）：34-40.4冯刚，刘向东.狭窄空间大型电机设备吊装工艺J.四川建筑，2021，41（5）：284-288.5丁然.浅谈大型塔设备吊装J.化工设计，2021，31（5）：23-29.6卢厚青.受限空间下大型石化设备吊装技术J.石油化工建设，2021，43（2）：23-26，37.7贾桂军.大型设备吊装的高度危险性探讨J.硫磷设计与粉体工程，2019（6）：9-10，17.8孙洪峰.关于大型设备吊装工程中设计分工的探讨J.石油化工设备技术，2019，40（4）：13-15.9赵黎明，杨顺坤，李仟仟.狭窄空间内大型设备吊装方法J.安装，2019（5）：46-48.（b）起
13、吊中的作业 图3吊装三维模拟图2.4吊装工况的试验和实施模拟吊装工况，对理论校验合格的平衡梁进行负重荷载试验，进一步检验平衡梁的安全性，确保设备吊装万无一失（见图4）。试验中以设备本体重量（67t）约2倍作为荷载重量，分别在框型平衡梁的四角悬挂30t的配重，共计120t进行负重荷载试验，在荷载重量下静止10min，检查平衡梁的受力状况，最终平衡梁无变形无裂纹，符合吊装要求。图4平衡梁负重试验由大型吊车将工艺制冷设备缓慢提升，底部超过钢围栏高度，回转跨越钢围栏吊运至场内道路，同时设备落地时在底部设置4组40t级的地坦克（受力点位置）以方便拖运至工厂内部（见图5）。（a）起吊前的作业图5设备的越墙吊装与落地
