一种低矮群吊柱吊装高大厌氧罐体的吊装系统及吊装工法的制作方法

本发明涉及一种高大厌氧罐体的吊装系统及其吊装施工方法。

背景技术：

厌氧罐体是一种高效的多级内循环厌氧反应罐，具有占地少、有机负荷高、抗冲击能力更强，性能更稳定、操作管理更简单的特点。现有的高大厌氧罐体直径大，高度大，总体重量重，施工难度大。常规的施工方法为采用分节制作，最后用大型吊装机械进行从底部逐层吊装正装施工方法。这种施工方法存在周期长、高空作业几率增加、增加了作业人员的安全风险、高空作业安全投入增大、需要的制作场地及组对平台制作成本高、单件制作要求严格、大型吊装机械成本高及排放噪音环保等影响的缺点。同时，原始吊柱的动力基本是由卷扬跑绳和揽风绳系统组成，系统庞大复杂，施工难度大。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种低矮群吊柱吊装高大厌氧罐体的吊装系统及吊装工法，要解决现有的正装施工法存在的周期长、高空作业几率增加、增加了作业人员的安全风险、高空作业安全投入增大、需要的制作场地及组对平台制作成本高、单件制作要求严格、大型吊装机械成本高及排放噪音环保等影响的技术问题，还解决了吊柱动力存在系统庞大复杂，施工难度大的技术问题。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种低矮群吊柱吊装高大厌氧罐体的吊装系统，包括厌氧罐基础和厌氧罐的一圈壁板，所述厌氧罐基础的直径大于壁板的直径，厌氧罐基础超出壁板侧壁的部分预留为环形的吊装底座，

所述吊装系统还包括围绕吊装底座一周布置的吊柱和固定在吊柱顶部的吊柱耳板，所述吊柱的位置点连接为圆，该圆与壁板为的同心圆，所述吊柱的高度高于一圈壁板的高度，所述吊柱的顶部竖向切割有贯穿的吊耳安装缝，所述吊柱耳板的宽度大于吊柱的直径，吊柱耳板的高度不大于吊耳安装缝的高度，吊柱耳板的厚度不大于吊耳安装缝的宽度，所述吊柱耳板切入吊耳安装缝内，吊柱耳板的两端均超出吊柱的侧壁，超出部分开有吊柱耳板孔，所述吊柱耳板与吊柱满焊连接，

所述吊装系统还包括固定在壁板外侧的底部一周、与吊柱一一对应的壁板耳板，壁板耳板上开有壁板耳板孔，

所有吊柱耳板孔的标高相同，所有吊柱耳板孔的标高相同，

所述吊装系统还包括与吊柱个数相同的电动倒链，电动倒链挂在吊柱与壁板之间，电动倒链的一端穿过吊柱的吊柱耳板孔，电动倒链的另一端穿过正对该吊柱的壁板耳板孔。

所述吊柱耳板的安装方向沿该处壁板的切线方向，所述壁板耳板的安装方向垂直该处壁板的切线方向。

所述壁板的高度为1500-2000mm，所述吊柱的高度至少为3000mm。

所述吊柱由管壁厚度不小于10mm的无缝钢管制作，所述吊柱耳板的厚度不小于18mm，所述壁板耳板的厚度不小于18mm。

所述吊耳安装缝在钢管的顶部开设两道，所述吊柱耳板自上而下切入两道吊耳安装缝并与钢管管壁满焊连接。

所述吊柱的底部与吊装底座表面预埋的预埋件满焊连接，所述吊柱与预埋件之间还固定连接有一周节点加强板。

所述吊柱沿壁板的外侧一周设有至少n个，所述电动倒链的起重能力为m吨，所述壁板的重量为g吨，其中n×m＞g。

所述满焊连接的焊肉高度不小于18mm，焊肉厚度不小于10mm，以保证吊装系统的安全系数达到规范规定的8倍以上为准。

一种低矮群吊柱吊装高大厌氧罐体的吊装系统的吊装工法，施工步骤如下：

步骤一，根据厌氧罐的外形尺寸和整体吊装重量，计算吊柱的设计个数、吊柱耳板的尺寸、壁板耳板的尺寸以及电动倒链的起重吨位，使吊柱系统的起吊重量大于2倍壁板的重量；

步骤二，现场进行构件的制作：

首先制作吊柱、切割吊柱耳板和壁板耳板，并分别在板上开设吊柱耳板孔和壁板耳板孔；

然后在吊柱的顶部切割吊耳安装缝，随后将吊柱耳板切入吊耳安装缝内，吊柱耳板孔露出吊柱，然后将两者进行满焊连接；

步骤三，施工厌氧罐基础和制作罐体顶盖，罐体顶盖与厌氧罐基础的中心对齐，罐体顶盖上对应吊柱的位置焊接顶盖耳板，顶盖耳板上开有顶盖耳板孔；

步骤四，吊柱在吊装底座上均匀设置一周并与其连接，吊柱的轴线垂直地面；然后将壁板耳板对应吊柱的位置焊接在壁板上，壁板耳板在壁板上的安装位置以保证壁板后期的离地高度大于一圈壁板的高度为准；

步骤五，采用倒装的方式进行安装罐体顶盖：

将电动倒链挂在吊柱与壁板之间，电动倒链的一端穿过吊柱的吊柱耳板孔，电动倒链的另一端穿过正对该吊柱的顶盖耳板孔上；

工人站在地面上听从统一指挥同时启动电动倒链，边起吊边测量罐体顶盖的离地高度直至稍微大于一圈壁板高度位置；

然后将第一层壁板运至罐体顶盖下方的厌氧罐基础上，随后将罐体顶盖落置在第一层壁板上；

步骤七，采用倒装的方式进行第一层壁板：

将电动倒链挂在吊柱与壁板之间，电动倒链的一端穿过吊柱的吊柱耳板孔，电动倒链的另一端穿过正对该吊柱的壁板耳板孔；

工人站在地面上听从统一指挥同时启动电动倒链，边起吊边测量罐体顶盖的离地高度直至稍微大于一圈壁板高度位置；

步骤八，焊接壁板之间的连接带板：

锁紧每个电动倒链的锁紧装置后切断电动倒链，利用吊车逐一吊装卷制好的连接带板，连接带板吊装就位后与第一层壁板进行焊接；

步骤九，将第二层壁板运至第一层壁板下方的厌氧罐基础上，随后启动电动倒链将第一层壁板落置在第二层壁板上，吊装就位后将连接带板与第二层壁板进行焊接；

步骤十，重复步骤七至步骤九完成第一层壁板和第二层壁板落置连接在第三层壁板上的安装施工；

所述步骤十后，将吊柱在吊装底座上割除然后移动至罐体内部，并将该部分吊柱之间增设相同数量的吊柱，然后将所有的吊柱均固定在罐体内部的厌氧罐基础上，然后在第三层壁板的内侧固定与吊柱个数相同的壁板耳板，随后连接电动倒链进行三层壁板的吊装作业，依次类推随着罐体的增高成倍增加吊柱的个数，直至整个罐体安装完毕。

与现有技术相比本发明具有以下特点和有益效果：

本发明的吊柱上在顶部固定通过计算设计的吊柱耳板，在罐体上相应的位置焊接壁板耳板，吊柱的高度远高于壁板的高度，使吊装系统的安装和焊接均满足吊装安全规范的规定。

本发明的吊装系统采用均布在罐体周围固定在罐体基础上的吊柱和同时根据动平衡的机械提升原理，采用电动倒链同步倒装的施工方法。原手动倒链优化为电动倒链，降低了劳动强度，提高了劳动效率，确保了施工过程的安全性，同时罐体和吊柱之间安装工高程较低的电动倒链并调整倒链的长度，有效解决了以往施工的缺点，降低了施工中施工人员高空作业的几率，减少了作业人员的安全风险，减少高空作业安全投入。吊柱直接安装在罐体基础上，无需大量的制作场地、安装平台和大型吊装设备，实现了施工成本的有效控制。

本发明的采用倒装施工，方便快捷安全，每次只需提升一圈壁板的高度可有效确保罐体稳定起升，降低了成本，缩短了施工工期，保护了环境绿色施工几乎零排放，提高了施工质量，焊接工作均在地面进行。

附图说明

下面结合附图对本发明做进一步详细的说明。

图1是本发明的吊装系统的结构示意图以及施工方法中步骤七一层壁板开始起吊的示意图。

图2是吊柱耳板的结构示意图。

图3是吊柱与吊柱耳板的连接结构俯视示意图。

图4是本发明吊柱在基础上的布置示意图。

图5是本发明施工方法中步骤七一层壁板起吊过程中的示意图。

图6是本发明施工方法中步骤九二层壁板吊装完成的示意图。

图7是本发明施工方法中步骤十后三层壁板起吊过程中的示意图。

图8是图7中吊柱在基础上的布置示意图。

附图标记：1－厌氧罐基础、2－壁板、3－吊装底座、4－吊柱、5－吊柱耳板、6－吊耳安装缝、7－吊柱耳板孔、8－壁板耳板、9－壁板耳板孔、10－电动倒链、11－预埋件、12－节点加强板。

具体实施方式

实施例参见图1-4所示，一种低矮群吊柱吊装高大厌氧罐体，厌氧罐体直径15m、高度为30m、共十五圈壁板，总重量为200吨、容积为4800立方米的厌氧消化罐。由于罐体超大不能通过运输直接到达现场，根据它的特殊性决定该罐体的制作安装只能在现场完成，结合罐体吊装方案，经过反复研究设计，确定采用制作低矮群吊柱吊装高大厌氧罐体吊装系统的倒装吊装方法。

所述吊装系统包括厌氧罐基础1和厌氧罐的一圈壁板2，所述厌氧罐基础1的直径大于壁板2的直径，厌氧罐基础超出壁板侧壁的部分预留为环形的吊装底座3。厌氧罐基础的直径为15.6m，因此吊装底座3宽度为0.6m。

所述吊装系统还包括围绕吊装底座一周布置的吊柱4和固定在吊柱顶部的吊柱耳板5。所述吊柱的位置点连接为圆，该圆与壁板为的同心圆。

所述吊柱4的底部与吊装底座3表面预埋的预埋件11满焊连接，所述吊柱4与预埋件11之间还固定连接有一周节点加强板12。

所述吊柱4的高度高于一圈壁板2的高度，所述吊柱的顶部竖向切割有贯穿的吊耳安装缝6，所述吊柱耳板的宽度大于吊柱的直径，吊柱耳板的高度不大于吊耳安装缝的高度，吊柱耳板的厚度不大于吊耳安装缝的宽度，所述吊柱耳板切入吊耳安装缝内，吊柱耳板5的两端均超出吊柱4的侧壁，超出部分开有吊柱耳板孔7，所述吊柱耳板5与吊柱4满焊连接。

所述吊装系统还包括固定在壁板2外侧的底部一周、与吊柱4一一对应的壁板耳板8，壁板耳板8上开有壁板耳板孔9。

所有吊柱耳板孔的标高相同，所有吊柱耳板孔的标高相同。

所述吊柱耳板的安装方向沿该处对应的壁板的切线方向，所述壁板耳板的安装方向垂直该处对应的壁板的切线方向。

所述吊装系统还包括与吊柱个数相同的电动倒链10，电动倒链10挂在吊柱4与壁板2之间，电动倒链10的一端穿过吊柱的吊柱耳板孔7，电动倒链10的另一端穿过正对该吊柱的壁板耳板孔9。

本实施例中，所述壁板的高度为2000mm，所述吊柱的高度为3000mm。所述吊柱由管壁厚度为10mm的无缝钢管制作，直径为273mm；所述吊柱耳板的厚度为18mm，宽度为300m，长度为600mm；所述壁板耳板的厚度为18mm，宽度为110mm，长度为180mm，节点加强板设置四块，每块的尺寸均为200mm×200mm。

所述吊耳安装缝6在钢管的顶部开设两道，所述吊柱耳板5自上而下切入两道吊耳安装缝并与钢管管壁满焊连接。

根据计算，所述电动倒链的起重能力为12吨，其中n×m＞g。吊装一层和两层壁板时设置12个吊柱，吊装三层壁板时设置24个吊柱。

所述满焊连接的焊肉高度不小于18mm，焊肉厚度不小于10mm，吊装耳板的计算和焊接是该技术的核心，为保证吊装过程稳定上升，以保证吊装系统的安全系数达到规范规定的8倍以上为准。

这种低矮群吊柱吊装高大厌氧罐体的吊装系统的吊装工法，施工步骤如下：

步骤一，根据厌氧罐的外形尺寸和整体吊装重量，计算吊柱4的设计个数、吊柱耳板5的尺寸、壁板耳板8的尺寸以及电动倒链10的起重吨位，使吊柱系统的起吊重量大于2倍壁板的重量。

步骤二，参见图1-4所示，现场进行构件的制作：

首先制作吊柱4、切割吊柱耳板5和壁板耳板8，并分别在板上开设吊柱耳板孔7和壁板耳板孔9；

然后在吊柱4的顶部切割吊耳安装缝6，随后将吊柱耳板5切入吊耳安装缝6内，吊柱耳板孔7露出吊柱4，然后将两者进行满焊连接。

步骤三，施工厌氧罐基础和制作罐体顶盖，罐体顶盖与厌氧罐基础的中心对齐，罐体顶盖上对应吊柱的位置焊接顶盖耳板，顶盖耳板上开有顶盖耳板孔。

步骤四，在吊装底座上均匀设置一周12个吊柱并与吊装底座连接，保证吊柱之间的距离保持均布的间距，以确保吊装时整个罐体的稳定性；吊柱的轴线垂直地面；然后将壁板耳板对应吊柱的位置焊接在壁板上，壁板耳板在壁板上的安装位置以保证壁板后期的离地高度大于一圈壁板的高度为准，本方法中壁板耳板距离壁板底部的高度为300mm。

步骤五，采用倒装的方式进行安装罐体顶盖：

吊装前要检查各个吊柱加固是否牢固，要逐一检查每个电动倒链是否处于正常的工作状态，要保证动作灵活，电源及布线要安全可靠，起重前指令要明确，关键部位要设专人监护，发现有非正常的情况要马上通知总指挥停在起升。

将电动倒链挂在吊柱与壁板之间，电动倒链的一端穿过吊柱的吊柱耳板孔，电动倒链的另一端穿过正对该吊柱的顶盖耳板孔上；

工人站在地面上听从统一指挥同时启动电动倒链，边起吊边测量罐体顶盖的离地高度直至2030mm。

然后将第一层壁板运至罐体顶盖下方的厌氧罐基础上，随后将罐体顶盖落置在第一层壁板上；

步骤七，采用倒装的方式进行第一层壁板：

参见图1所示，将电动倒链挂10在吊柱4与壁板2之间，电动倒链10的一端穿过吊柱的吊柱耳板孔7，电动倒链的另一端穿过正对该吊柱的壁板耳板孔9；

参见图5所示，工人站在地面上听从统一指挥同时启动电动倒链，边起吊边测量罐体顶盖的离地高度h大于一圈壁板的高度直至2030mm。

步骤八，焊接壁板之间的连接带板：

锁紧每个电动倒链的锁紧装置后切断电动倒链，利用吊车逐一吊装卷制好的连接带板，连接带板吊装就位后与第一层壁板进行焊接；

步骤九，将第二层壁板运至第一层壁板下方的厌氧罐基础上，随后启动电动倒链将第一层壁板落置在第二层壁板上，吊装就位后将连接带板与第二层壁板进行焊接，完毕后参见图6所示；

步骤十，重复步骤七至步骤九完成第一层壁板和第二层壁板落置连接在第三层壁板上的安装施工；

参见图7-8所示，所述步骤十后，将12个吊柱在吊装底座上割除然后移动至罐体内部，随后在吊柱之间均匀增设12个吊柱，使吊柱个数增至共24个，移动24个吊柱将其均固定在罐体内部的厌氧罐基础上，然后在第三层上部壁板的内侧固定与吊柱个数相同的24个壁板耳板，随后连接电动倒链进行三层壁板的吊装作业，依次类推随着罐体的增高成倍增加吊柱的个数，直至整个罐体安装完毕。

具体施工时测量离地高度可以使用钢尺准确测量，给下一节留有空隙要恰到好处，确保下一节的顺利续入，同时一定要保证每台吊杆起升的速度步调一致，外部要有经纬配合，随时检查罐体的垂直状况。还可以在壁板与基础间安装高为400mm左右的临时水平支撑，以方便施工人员进出储罐，并且能保持罐内通风。