多跨距吊装平衡梁介绍

周俊楠，石守义，谢媛媛，高晓亮，张伟男，武 丁

（1.海洋石油工程（青岛）有限公司，山东 青岛266100；2.海洋石油工程股份有限公司，天津 300461）

1 传统吊装平衡梁

1.1 传统吊装平衡梁介绍

在日常生产施工中会涉及到大量的吊装作业。有一些吊装必须使用平衡梁完成。对于稍复杂的吊装，平衡梁成为吊装作业中不可缺少工具。

图1 撑杆结构图

平衡梁的结构形式如下图所示，通常由一根钢管及四个吊点构成。平衡梁上部吊点通过钢丝绳与吊机勾头相连，平衡梁下部吊点通过钢丝绳与被吊物吊点相连。平衡梁的作用主要有以下三方面：解决钢丝绳与被吊物的碰撞问题；防止吊点因面外力破坏；一些强度较低的被吊物，在吊装时不能承受水平方向荷载，这时，需要使用平衡梁调整被吊物受力的角度，使被吊物在吊装时仅受竖直荷载作用，排除被吊物因受水平力而破坏的风险。

必须使用平衡梁的吊装作业，主要有以下三种情况：

（1）钢丝绳与被吊物碰撞的情况。图2为使用平衡梁吊装设备示意图。在平衡梁的作用下，平衡梁下部的钢丝绳处于竖直状态，避免了因钢丝绳与被吊物之间的剐蹭而带来的钢丝绳损伤或吊装风险。

（2）被吊物吊点平面外受力的情况。一些被吊物直接吊装，在吊点处会产生面外力，面外力会造成吊点在主板平面外弯曲、破坏（如图4所示）。根据API-2001规范，面外力的角度不允许大于5°。此种情况，需要使用平衡梁减少面外力，降低吊装风险（如图3所示）。

图2 平衡梁应用1

图3 平衡梁应用2

（3）被吊物强度不足的情况。一些被吊物直接吊装，因为钢丝绳夹角的存在，会产生水平向力，造成被吊物强度不足，产生吊装风险。此种情况，需要使用平衡梁减少钢丝绳夹角，降低吊装风险。

图4 错误吊装实例图

1.2 传统吊装平衡梁弊端

日常施工中的吊装作业，被吊物多样，吊装形式各异，吊装路径、就位方式不同，导致对于不同的吊装作业需要不同长度，不同直径的撑杆。一个建造场地常年有不同的吊装作业，会建造大批量的平衡梁，这些平衡梁大多是使用一次之后就闲置了，如图5所示。大量的材料，人工、存储场地浪费于此。尤其在吊船上或者空间有限的建造区域，没有足够的空间存放多种类型的平衡梁待用。大量的人机物的浪费以及大片的存放空间需求使得传统的平衡梁的弊端暴露无疑。

图5 建造场地平衡梁堆积

2 多跨距吊装平衡梁介绍

为解决这一问题，本文提出设计一种新型的平衡梁，可以满足不同类型被吊物的吊装，多用途吊装平衡梁示意图如图6所示。该平衡梁的设计安全工作荷载应考虑到可以预期的最重被吊物。平衡梁的使用示意图如图7所示，在实际生产中的应用如图8所示。这种平衡梁只需要预制一根，就可以通过更改钢丝绳的链接方式，满足多种吊装作业对于平衡梁的需求。大量减少人机物的消耗，大量节省存储空间。

图6 多跨距吊装平衡梁示意图

图7 多跨距吊装平衡梁使用示意图

图8 吊装平衡梁应用推广图

这种新型的多跨距吊装平衡梁已经过多个项目的推广使用，获得了预期的效果。

3 总结

在吊装作业中通常会使用到平衡梁。常规的平衡梁通常只有一组吊点间距，这就决定了常规的平衡梁只能用于吊点跨距固定的被吊物吊装。因为每次吊装时被吊物的吊点距离都有特殊性，设计、建造一根平衡梁只能使用一次，这样就造成了人机物的浪费。本文所述的多跨距吊装平衡梁是指设计一根可以用于多种不同吊点跨距的被吊物吊装的平衡梁。减少资源浪费，提高生产功效，节省存储空间。同时本文也为更高效的平衡梁设计提供理论基础。

[1] 谢 彬，高瑞力，谢文会.新型组块吊点的设计和应用[J].中国海上油气，2008，20（4）：264-266.

[2] 王 宁，徐田甜.西江23-1油田平台模块海上吊装优化设计[J].石油矿场机械，2007，36（8）：26-30.