地铁车站机电设备模块化吊装、运输技术分析

地铁车站机电设备模块化吊装、运输技术分析

沈信丰

广东省工业设备安装有限公司 广东省 广州市 510080

摘要

结合车站机电设备装配化安装施工方法，模块化设备安装、机电管线体型大，形状不规则、结构复杂的特点，针对车站设备吊装、装配技术在原有施工吊装、运输方法上进行技术分析。

关键词 地铁车站、模块化、吊装

前言

随着地铁车站机电安装工程的装配化程度越来越高，机电设备安装业越来越倾向于模块化，设备集成度高、模块化的趋势日益凸显，设备及配套管线作为整体搬运将变得较为普遍，为了追求更高的施工效益，吊装、运输技术的同步发展也成了必不或缺的条件，装配化施工的地铁车站部分设备重量大，数量多、外形尺寸大，吊装密度大，要求吊装装配精度要求高，作业难度大，吊装技术需要在利用车站有效的空间，高效完成复杂的吊装装配作业。

地铁车站机电设备安装工程属于地下轨道交通工程，通常包含通风空调系统设备、供电系统设备、给排水及消防系统等设备的运输及安装，施工场地通常在地下负一、二层或更低楼层，设备在进场安装过程中设备的垂直吊装、运输在整个安装工程中较为重要，其中通风空调系统的冷水机组、隧道风机、水泵一体化设备属于大型设备，起重吊装的场地、机械设备需经过详细分析、计算之后编制起重吊装方案经审批通过之后方可实施。

模块化建造技术在车站机电安装工程中的应用最大的好处就是缩短车站内机电安装作业的施工工期，机电设备管线局部装配大部分在工厂中安装完成，到达现场之后再进行模块化组装，更好的保证了施工的质量和安全，然而，模块化的建造为施工过程中的吊装作业增加了难度，必须做好模块化建造与施工管理过程的协调工作，形成新的计划控制管理体系。

车站设备安装模块化安装设备吊装、运输技术计划管理体系

1. 被吊装设备固有数字信息（外形尺寸、设备参数、空间位置等）与吊装机械设备信息（起重参数、钢丝绳大小等）匹配

图1冷水机组模块化安装大样图

起重参数的计算：

根据风亭、吊装口周边地面实际情况确定吊车站车位置，吊车吊装必须在坚硬地面上进行吊装作业，吊车在吊装位置和行走的位置需进行地基处理，可采用开挖回填夯实之后进行地面耐压力测试，压力测试合格后对选用钢丝绳进行受力计算，同样重量物体吊装时，钢丝绳于被吊物的夹角ａ越小，钢丝绳的所受的拉力就越大，受力计算公式：

P=Q/ncos(90-ɑ)

P—每根钢丝绳所受的拉力N

Q---起重设备的重力N

n---钢丝绳的根数

ɑ—钢丝绳于被吊物水平夹角。

绳径的选择：

由钢丝绳所受的拉力P以及考虑钢丝绳的不均衡系数a、钢丝绳的安全系数K得出钢丝绳钢丝拉力总和∑S=P*K/a，其中钢丝绳之间不均衡载荷系数：6*19、6*37、6*61钢丝绳a分别取值0.85、0.82、0.80；最终求得∑S根据相应表格查出钢丝绳直径；

钢丝绳的安全系数K取值表

钢丝绳选用相同直径情况下，股内钢丝越多，钢丝绳越柔软，易于弯曲，但耐磨性较差；所以通常条件下6*19用作缆风绳使用，6*37多使用于滑轮组，6*61用于捆扎被起重设备。

起重机载荷计算:

Qj=k*Qc

Qj—流动式起重机计算载荷

K—不均衡载荷系数

Qc—起吊物的重量，包含设备、吊索具的重量

当计算载荷小于起重机的额定起重量80%，则选择合格，计算载荷大于起重机的额定起重量80%，需要重新选择起重机。

2. 规划设备、构件安装顺序、位置之后显示最佳运输路径以及运输时间；

结合地铁车站结构的特点，对车站设备吊装运输方案进行规划分析，大型模块化设备运输、吊装的基本路径分析：

地铁车站大型设备吊装运输由厂家运输至现场，通过选用两端风亭吊装口，采用汽车液压起重机进行吊装进入到车站内，然后在采用液压平板车或滚杆运输到设备基础旁，再使用葫芦顶吊装至设备基础上；

设备起重吊装的步骤：

a、运输设备车进入到风亭吊装口旁；

2. 液压起重机进场，停靠风亭吊装口旁坚硬地面上，汽车吊机支撑垫标准枕木，25t垫木规格：800mm*150mm*220mm；

3. 设备系上钢丝绳，确认牢固可靠，钢丝绳水平夹角不应小于60°；

ɑ＞60°

图1吊绳与设备水平水平夹角

2. 液压起重机伸开吊臂，挂上钢丝绳；

3. 缓慢提升吊臂，使设备离开地面，晃动设备，观察设备钢丝绳是否偏离，各个（吊钩、支撑腿、设备与绳索接触部位）受力点受力情况，

4. 试吊完成后继续提升吊臂，使设备处于平稳状态的状态移动；

5. 将设备平稳放置至原先铺好的滚杆上；

通过BIM技术进行车站设备安装装配化模拟建造，提前规划好设备装配的顺序

车站冷水机组吊装

真实模拟设备吊装

车站模块化安装给起重吊装带来挑战，大型构件的制作、运输和吊装、装配，对质量控制提出了新的要求，整个施工过程涉及测量、配对、焊接及运输等多个环节，在装配的过程中，需要对设备进行多次的吊装，翻转，由于模块体型较大、形状不规则、模块重心不易确定会使得在吊装过程中模块因受力不平衡而变形，需要建立模块力作用点与吊装过程受力变化关系进行分析，建立新的危险因素分析和评估，进行大型模块的吊装模拟实验和操作人员的协调演练，对模块组装中

模块吊装

成套工装

起重机

仿真技术

部分较为狭隘空间的安全装配和施工配合进度控制，合理避开安全风险的相互交叉作业施工的作业面，这是模块化施工的特点所在，这时候吊装技术应用作用点受力分析建立数学模型加上模拟仿真吊装技术的应用就显的尤为关键；同时对吊装安全提出要求，模块化起重吊装安全控制要点：

1. 起重吊装前应对施工作业人员安全技术交底后才可进入场地内作业。

2. 起重大型模块时，必须对模块进行捆绑，吊钩的悬挂点应与被吊物的重心在同一锤直线上，吊钩钢丝绳应当保持垂直严禁偏位斜吊，落地时，起重物未固定好严禁脱钩。

3. 在复杂场地进行吊装作业时，应环顾四周看是否由高压电线，如有高压线路通过应办理安全施工工作票。

4. 起重机械旁应配备灭火器材。

结束语：模块化建造技术推进着机电设备安装吊装技术的发展，对吊装技术提出了更高的要求，模块的特点要求同时对吊装技术做出相应的变化引入模块作用点受力分析与仿真技术，同时吊装技术的发展也是建造技术发展走向成熟的一部分，两者相辅相成，相互促进。

参考文献

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