神奇的鍛造壓機基礎設計

北京鋼鐵設計研究總院(2003年改制後稱中冶京誠工程技術有限公司)是原冶金工業部直屬的設計研究單位,業內人士習慣稱為"北京院"。是國內第一個從事鋼鐵廠工程設計的單位。前身是上世紀五十年代初成立的鞍山鋼鐵公司設計處和北京212設計組,後由重工業部鋼鐵局籌建,於上世紀五十年代中將有關設計單位合併,在北京成立了"重工業部黑色冶金設計院",1956年改為"冶金工業部黑色冶金設計總院"。當時習慣稱為"黑冶"。1966年改為"冶金工業部鋼鐵設計院",1978年改為"冶金工業部鋼鐵設計研究總院"。至今已經有六十六年的歷史了。

上世紀五十年代末,以北京院技術骨幹為基礎,相繼組建了包頭、武漢、重慶、馬鞍山等冶金部直屬的鋼鐵設計院。

在眾多的鋼鐵冶金設計單位中,唯有北京院保留了自北京212設計組成立以來的特種鋼工程設計技術的基礎實力,以至於目前所有國內大型特殊鋼廠的前身都有北京院人的身影,尤其是特殊鋼鍛造領域。他們在大冶、太原、大連、撫順、北滿、四川江油、本溪、上海.......等特殊鋼廠留下了足跡,留下了永恆的設計成果和無數的驕人業績,也留下了無數神奇的故事。

1977年開始,國家逐步實行了對外開放政策,藉此機會,冶金特鋼系統率先引進了一批先進的鍛壓技術和裝備。1982年,上海五鋼特殊鋼鍛造工程啟動了引進30MN快速自由鍛造液壓機的技術談判工作,這也是北京院負責全部設計的第四個同類項目。我有幸全程參與了該工程前期設計、引進設備技術談判、施工設計,以及後續的施工、安裝、投產的全過程。

經過嚴格的技術評審,五廠最終決定引進德國Demag公司的設備。

Demag公司的30MN快鍛壓機,是下拉式傳動型式,壓機主機地坪以下深度達9m,基礎深度11m。關鍵是壓機的全部液壓傳動系統也在地下,而且是地下兩層結構,基礎深度超過10m,液壓站地面以上是鍛造操作機。由於高壓和低壓管道與壓機連接,壓機基礎和泵站基礎是連通的。設備及基礎佈置情況如下圖。

神奇的鍛造壓機基礎設計

這樣的佈置,使得整個系統緊湊,節省了佔地面積。但是根據上海的地質情況,為基礎設計和基礎施工帶來了很大困難。

當時,上海寶鋼工程剛剛完成前期施工,在寶山沿海灘塗打了大量的鋼管樁,費用驚人。如果按照寶鋼的設備基礎處理方式,設計上海五鋼的壓機基礎,費用將遠遠超過項目初步設計的概算費用。因此,圍繞這個問題,上海五鋼組織北京院和上海的施工單位多次進行技術研討,遲遲不好下決心。上海五鋼領導要求設計院儘快拿出解決方案,以保證設備引進合同正常執行。

北京院項目王總設計師請本院土建室混凝土結構專家薛工參與最終方案的決策工作,薛工在瞭解了工程情況後,很快給出了一個大膽的解決方案,主要結論是泵站基礎不用打樁。這是最關鍵的,可以不打樁,是所有人都期盼的,但是要下決心還需要嚴謹的科學依據。五鋼領導要求北京院立即到上海解釋壓機基礎設計方案的細節。

王總帶著薛工和我,連夜乘機奔赴上海,第二天在五廠主辦公樓會議室,召開了方案審查會,五廠主要領導都參加了,還有廠裡的技術部門、生產車間的領導和技術人員,以及施工單位的技術人員,滿滿一大屋子的人。

薛工以他那特有的學者風度,侃侃而談,詳細介紹了壓機系統設備基礎設計方案,指出,主機基礎部分佔地面積不大,有較大的動負荷,且有振動,必須打樁;但是泵站部分不用打樁,兩部分中間的施工縫由止水帶連接。有人提出異議,說德國人對壓機和操作機的基礎誤差要求苛刻,如果不打樁,稍有沉降誤差,便會影響設備運行。

薛工詳細解釋了基礎設計的計算依據、引用的數據,包括地下水水位等因素。他用了一個形象的比喻,說,這麼大的泵站基礎,就像一艘漂浮在水上的船,水位不下降,基礎就不會沉降,設計中充分考慮了上海地下水的水位變化,不會有問題。人們在半信半疑中,同意了北京院的設計方案。

通過上海施工單位按照北京院設計藍圖的精心施工,全部壓機基礎和泵站基礎穩穩的在地下已經三十多年了,壓機和操作機已經大修了很多次,操作人員也已經更換了幾代人,但是基礎紋絲不動,這難道不是個奇蹟嗎?

奇蹟是始終存在的,就看你有沒有膽量去創造他。

神奇的鍛造壓機基礎設計


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