超大型质子医疗设备吊装技术研究

王乐

[摘要]现代大型设备吊装多数都采用大型起重机械例大型履带吊车、全路面液压吊车等先进的吊装设备以及标准化的吊装机索具通过先进的吊装技术支持完善的安全管理、合理的施工工艺来保证大型设备吊装工作的安全和顺利。本文结合自身在大型医疗设备吊装作业当中的一些经验，希望能够对大型设备吊装施工提供一些帮助和启示。

[关键词] 医疗设备、大型起重机械、吊装安全

引言

近年来随着中国经济高速健康地发展,起重设备性能原来越强,国内石油化工、煤化工及风电核电其他类型建设项目的规模越来越大,单机吊装设备越来越重，这些趋势对大型设备吊装产生了更多的需求,使大型吊装工程近几年得到了迅猛发展。现代大型设备吊装多数都采用大型履带吊车、全路面液压吊车等先进的吊装设备以及标准化的吊装索具。通过先进的吊装技术支持、完善的安全管理、合理的施工工艺来保证大型设备吊装工作的安全和顺利。

1工程概况

本项目为质子医疗设备就位吊装，回旋加速器是质子治疗系统的核心设备，该设备价值高，单体重量大，是整套设备吊装的重难点之一；旋转机架系统是治疗室的主体设备，旋转机架重量为55t（包含10t运输工装重量），共计3台，该设备构件多，且各部件形状不规则，吊装过程中需在空中进行调平工作，吊装难度大；另外受到现场吊装空间的限制，5台设备吊装时均需要跨过20m高度的屋顶，采用外部起重设备先从设备吊装孔吊装进入室内，缓慢降低设备提升高度，吊至室内预定位置后就位、安装。

2起重机械选型及吊装工况确定

2.1被吊设备信息采集确认

设备信息的准确性关系到整个吊装工作的成败，多数大型设备作为项目中的关键和核心,其安装进度关系到整个项目的施工进度，一旦设备进场就需立即进行吊装。一般情况下，设备吊装单位只能通过设备图纸及设备厂家资料对其进行了解，但对于信息的准确性具有一定的不确定性。因此设备吊装准备阶段，需对被吊物的尺寸、重量及外形进行进一步确认，并且留存证明文件，出现问题时用于责任的规避。

回旋加速器下级帽图纸及文件中设备重量为98.4t（包含22.4t运输工装重量），但在试吊时，履带吊显示设备实际重量为88.4t，与吊装方案设备重量不符。虽说此问题对吊装安全无影响，甚至吊装安全系数更高、更保险，但若设备实际重量大于吊装方案重量，设备吊装就得当即停止，重新进行核算、评审及其后续一系列问题的处理，严重形象项目施工进度。

2.2吊装工况确定

吊装准备阶段（吊装方案编制），吊装工况需根据现场实际情况多次进行复核调整。

（1）吊装前根据施工总平面图及设备就位信息，初步确定起重机械吊装半径及起重高度。

（2）初步确定后需结合现场实际情况进行再次确认，二次调整。吊装区域起重机械站位是否有障碍物及地下管沟（需进行确认）影响吊装半径；吊装区域及吊装孔周围是否有障碍物（建筑物屋檐、高压线）影响起重吊装高度。

（3）起重机械规格型号确定后，吊装工况根据起重机械实际尺寸进行微调，确定最终设备吊装工况。

2.3起重机械选型及工况确定

（1）吊装负荷率控制：吊装负荷率越大，吊装存在安全风险就越大。由于本项目医疗设备的特殊性及重要性，吊装作业必须万无一失，因此吊装前期项目组要求设备吊装起重吊装负荷率控制在50%~60%之间，以确保吊装的安全和可靠性要求。

（2）履带吊选型：通过吊装工况计算及设备基本信息，本项目回旋加速器吊装履带吊主臂长度需大于50m，旋转机架吊装时履带吊主臂长度需大于70m，考虑设备进场时间等因素，项目部采用一台履带吊进行所有设备的吊装。故此次吊装任务选用中联重科ZCC5000-1，500t履带起重机，工况选择超起轻型主臂工况，主臂长78m，超起配重幅度12m，后配重140t，车身压重40t，超起配重选择100t。

（3）负荷率校核：ZCC5000-1履带起重机超起配重幅度12m，后配重140t，车身压重40t，超起配重选择100t，吊装半径20m时额定载荷178t。回旋加速器设备净重76t，250t吊钩重量6t，加速器专用吊索吊具净重约为5t，吊件荷载总重量 G=76+6+5=87t。

计算载荷 Q=G*K1，K1=1.1；

则 Q=87*1.1=95.7t ＜178t，计算载荷小于额定起重量

履带吊负荷率：95.7/178=53.7%，满足回旋加速器吊装需求；同理旋转机架吊装半径32m时额定载荷95.1t，可得履带吊负荷率：56.1/95.1=58.9%；满足旋转机架吊装需求。

（4）注意事项：履带吊进场前需提供可靠的履带吊性能参数，与吊装方案进行对比，以免信息（工况载荷表）错误导致发生吊装风险；进场履带吊需保证工况良好，使用年限限制在2~3年，以确保履带吊吊装最优使用工况。

3吊装区域地基处理及整体规划

3.1地基处理

国内外多起起重吊装事故案例经验教训表明，吊装区域地基质量问题是造成大型设备吊装事故的主要原因。因此大型设备吊装前吊装方案编制阶段需结合现场实际地质报告且兼顾业主地基处理成本对吊装区域及大型起重吊装设备行走路线地基进行平整强化处理，以保证吊装安全。

项目设备吊装区域为设备吊装专用道路，由业主指定施工单位按设计要求地基承载力200kpa进行施工，吊装准备阶段提供了场地做法及地基承载力报告。由于设备的重要性，吊装前期我司结合吊装实际情况对地基承载力进行了复核。

（1）地基承载力计算

初步计算得出履带压力不满足吊装需求。需在履带下方设置路基板，将履带部分通铺路基板，为确保路基板平整，受力面积均匀，在路基板上下分方敷设少许细沙，使其履带吊平稳站位。受力增加至120m²得地基处理要求后，履带吊吊装基础满足吊装需求。

（2）地基承载力试验

履带吊下方铺设路基板后，按2倍压强进行测试。

地基测试方法：分别放置枕木，通过计算压重物，静置24小时后，观察路面沉降是否满足吊装需求。

（4）注意事项：无论是大型设备吊装还是临时小构件吊装都必须有数据进行支撑，不能凭经验。地基承载力不满足施工需求需进行地基处理的起重吊装作业，必须进行地基承载力试验，并出具地基承载力检测报告，并留档。安全无小事，若现场具备条件，无论何种情况履带吊下铺设路基板，汽车吊支腿下方铺设钢板，以确保吊装安全。

3.2吊装区域整体规划

设备吊装前期，应根据现场实际情况及吊装方案进行吊装区域的规划和布局，以确保设备吊装安全有序的进行。

（1）履带吊的站位：根据吊装方案确定履带吊站位中心点，铺设路基板完成后，履带吊进行最终站位，站位完成后与吊装方案进行复核。

（2）起吊设备位置确定：设备进场后，设备宜正对履带吊大臂。被吊设备卸车时设备重心点与履带吊回转中心点距离宜与被吊设备吊装半径一致，可以减少吊装过程中履带吊一些机械操作，从而降低吊装风险，此类情况适用于被吊物无需拆卸直接安装的设备。

（3）吊装区域安全警戒：结合现场实际情况在吊装区域外10m位置设置警示牌，搭设临时固定围挡，并专人看守，防止非吊装作业人员进入吊装场所。

4吊索具的选用及管理

4.1吊索具的选用

吊索具选用时必须把被起吊的设备的尺寸、重量、外形、功能，以及准备采用的吊装方法等因素列入计算考虑,给出的吊索具极限工作力的要求，同时工作环境、负载的种类必须加以考虑。必须选择既有足够能力，又能满足使用方式的恰当长度的吊索具，同时吊装带的选用应根据项目实际情况综合考虑，在确保吊装作业安全的情况下减少支出。

4.2吊索具的管理

吊索具的质量也是影响设备吊装成功的关键因素之一，为此吊索具采购时需找正规厂家进行购买，并出具第三方检测报告及合格证，进场后一一对应进行检查，应检尽检。建立吊索具管理台账，分类码放。对不符合安全使用需求的吊索具坚决报废，不允许任何一件索具“带病”进入施工现场。

本项目吊装带采用柔性吊装带，其内部材料由合成纤维组成，其质量易受环境影响，不宜在潮湿环境中长期使用，为此柔性吊装带吊装仅限于特定设备的吊装，应在通风干燥处存放且不宜对折。

注意事项：大型设备吊装吊索具应重新购买，虽说价格昂贵，增加施工成本，但是公司认为大型设备吊装首先有安全,然后才可能有效益,要实时结合公司长远发展战略计划，同时不能因为成本而影响施工安全，此项投入是必要的。

吊装前，对所需吊装索具进行检查；吊装时，按标准要求进行悬挂、连接，吊索具应远离尖锐的边缘，防止摩擦和磨损。吊装完成，及时进行回收存放。

5特种作业管理及人员配备

5.1特种作业管理

本项目采用500t履带吊进行吊装作业，履带吊的安拆及医疗设备的吊装均属于危大工程。因此对特种作业及人员管理尤为重要。

（1）特种作业证件管理

履带吊进场前需提供质量证明文件外，履带吊安拆人员需持证上岗且履带吊厂家技术人员需现场指导监督。组装完成后必须进行第三方检测，检测合格并出具报告后方可使用。

起重吊装作业人员起重司机、指挥人员、司索工等必须持有有效的特种设备作业操作证，方可从事起重吊装作业指挥和操作。起重司机操作证必须与操作机型相符。指挥人员、司索工入场后需进行特种作业培训及考核，考核合格后方可进行现场作业。

（2）吊装作业流程管理

大型设备吊装作业前除吊装方案按要求审批完成外还应签署吊装作业书，吊装作业书宜包含吊装工况、被吊物信息、吊索具信息等，由吊装单位、监理单位、建设单位共同签署确认并现场全程监督。

5.2特种作业人员配备

大型设备起重吊装特种作业人员宜提前3~5天进场进行培训、熟悉现场及吊装方案。

起重吊装指挥人员宜为一人统一进行指挥，尤其对大型设备吊装而言，吊装指挥与起重司机间的默契度是大型设备吊装成功的必要条件，吊装时指挥人员到达各吊装点发出吊装信号后履带吊司机方可进行下一步操作，以免发生指挥信号混乱而导致吊装风险。

由于项目的特殊性，设备吊装节点尤为重要。由于近阶段疫情影响，本项目履带吊司机配备两人，以备疫情防控需求，确保吊装节点。

6总结

当前我国正处在建设的高峰期,大型基建项目越来越多，单机吊装设备越来越重，大型起重机械使用会越来越频繁。尤其对于大型设备吊装而言吊装安全是吊装施工的前提和灵魂,无论何种作业环境,安全必须放在首位,没有安全保证，根本就谈不上经济效益。因此只有提升管理水平,在安全技术、设备管理、人员储备等方面做好大型设备吊装管理的各方面工作,才有可能同时带来好的效益。

参考文献

[1]张金进，大型设备吊装施工经验总结，山东：第五届全国工程建设行业吊装市场研讨暨技术交流会，2015

[2]李儒，浅谈起重吊装作业的安全管理，内蒙古：神华科技，2015