殷世豪 李柏霖

（中交二航局二公司，重慶 400074）

在建筑施工中，物資、構(gòu)件的轉(zhuǎn)運(yùn)，設(shè)備的安裝等離不開(kāi)起重機(jī)，起重機(jī)根據(jù)使用區(qū)域和性能分為很多種類(lèi)：有固定某點(diǎn)使用的，如房屋建筑施工中常用的塔式起重機(jī)、碼頭用的桅桿吊；有固定于某一區(qū)域使用的，如廠(chǎng)里的吊車(chē)梁、預(yù)制件廠(chǎng)的龍門(mén)吊；有自行式的起重機(jī)，如汽車(chē)起重機(jī)、履帶式起重機(jī)等。龍門(mén)吊機(jī)（龍門(mén)起重機(jī)）是一種專(zhuān)用于吊運(yùn)大型橋梁預(yù)制構(gòu)件的大型起重設(shè)備，也適用于港口、貨場(chǎng)及倉(cāng)庫(kù)等貨物吊運(yùn)作業(yè)。本文僅對(duì)實(shí)例中的橋梁預(yù)制件施工中用的龍門(mén)吊進(jìn)行設(shè)計(jì)說(shuō)明。

一、工程實(shí)例

10天高速公路甘肅段徽縣（大石碑）至天水高速公路第ST01合同段位于甘肅省徽縣，路線(xiàn)全長(zhǎng)5.32km。本合同段共三座橋梁，共長(zhǎng)4.13km。橋梁基礎(chǔ)為樁基和擴(kuò)大基礎(chǔ)，下構(gòu)為排架墩。上構(gòu)為小箱梁，先簡(jiǎn)支后連續(xù)梁結(jié)構(gòu)。小箱梁跨徑有20.9m、30m兩種，箱梁共1096榀，箱梁重約90t。由于十天高速特殊的地理?xiàng)l件，經(jīng)過(guò)比較將預(yù)制場(chǎng)選在路線(xiàn)中點(diǎn)附近，靠近王河洛河特大橋小里程橋頭。預(yù)制場(chǎng)設(shè)60t龍門(mén)吊機(jī)兩臺(tái)，龍門(mén)架采用萬(wàn)能桿件組拼，主要完成箱梁移動(dòng)及吊裝上運(yùn)梁車(chē)。

二、60T龍門(mén)吊機(jī)主要機(jī)構(gòu)和技術(shù)參數(shù)

1 實(shí)例龍門(mén)吊機(jī)的主要技術(shù)參數(shù)

（1）最大起重重量：60t；（2）跨度：30m；（3）小車(chē)（天車(chē)）軌距：1.5m；（4）小車(chē)（天車(chē)）運(yùn)行速度：4m/min；（5）大車(chē)軌距：1.5m；（6）大車(chē)運(yùn)行速度：12m/min；（7）最大輪壓：大車(chē)150kNF，小車(chē)225kNF；（8）裝機(jī)總?cè)萘浚?1kW；（9）輸入電源：交流380V，50Hz。

2 龍門(mén)吊機(jī)的主要機(jī)構(gòu)

（1）大車(chē)運(yùn)行機(jī)構(gòu)；（2）小車(chē)起升機(jī)構(gòu)；（3）小車(chē)運(yùn)行機(jī)構(gòu)；（4）龍門(mén)架；（5）電器系統(tǒng)。

三、龍門(mén)吊的設(shè)計(jì)思路及方法

1 設(shè)計(jì)思路

首先根據(jù)吊運(yùn)構(gòu)件的使用區(qū)域、重量、起吊凈高作龍門(mén)架的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；其次根據(jù)結(jié)構(gòu)吊重及自重、大小車(chē)的行走速度作機(jī)械設(shè)計(jì)，確定吊機(jī)的裝機(jī)功率；再次根據(jù)裝機(jī)功率、吊機(jī)操作動(dòng)作作供電及電器系統(tǒng)設(shè)計(jì)。

2 設(shè)計(jì)方法

（1）結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。根據(jù)工場(chǎng)地的大小，預(yù)制構(gòu)件的尺寸以及構(gòu)件的轉(zhuǎn)運(yùn)方法確定預(yù)制場(chǎng)的平面布置，即確定龍門(mén)吊的凈跨度和大車(chē)行走距離，再根據(jù)構(gòu)件的起吊高度確定龍門(mén)吊的凈高，這樣就確定了龍門(mén)吊機(jī)的結(jié)構(gòu)布置。龍門(mén)架通常采用萬(wàn)能桿件組拼，桿件具有一定的通用性和互換性，便于拼裝成不同的結(jié)構(gòu)形式，便于拆除及運(yùn)輸。也有采用鋼箱梁、型鋼桁架以及采用貝雷梁組拼的。本實(shí)例介紹由萬(wàn)能桿件組拼的龍門(mén)架的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法。實(shí)例預(yù)制場(chǎng)面積為40×120（m2），龍門(mén)架凈高14米，凈寬30米。龍門(mén)架橫梁高4米，上下弦桿為4N1（N2），中弦桿為2N1（N2），其余桿件為二組合。龍門(mén)架立柱立桿為4N1（N2），底部加寬部分增加立桿為2N1（N2），其余為二組合。節(jié)點(diǎn)由節(jié)點(diǎn)板聯(lián)結(jié)，節(jié)點(diǎn)為剛性。

（2）機(jī)械設(shè)計(jì)。①大車(chē)行走機(jī)構(gòu)：本實(shí)例大車(chē)行走機(jī)構(gòu)行走輪采用舊的火車(chē)車(chē)輪，基礎(chǔ)為軌枕碎石基礎(chǔ)，鋼軌采用P50重型鋼軌，枕木采用22×28枋木。大車(chē)運(yùn)行采用單電機(jī)、減速箱、驅(qū)動(dòng)車(chē)輪組的形式。電動(dòng)機(jī)直接聯(lián)于減速器，減速器帶動(dòng)一級(jí)開(kāi)式齒輪、一付驅(qū)動(dòng)車(chē)輪組和自帶錐形閘閉式制動(dòng)器；錐體的彈簧力可通過(guò)調(diào)節(jié)螺距而變化，從而達(dá)到所需要的最合適的制動(dòng)力距。

②起升機(jī)構(gòu)：采用電動(dòng)機(jī)雙輸出，通過(guò)彈性柱銷(xiāo)軸器聯(lián)結(jié)一個(gè)減速箱，由減速箱帶動(dòng)一級(jí)齒輪付驅(qū)動(dòng)卷筒。該機(jī)采用雙起升機(jī)構(gòu)聯(lián)動(dòng)形式，但各機(jī)構(gòu)又可獨(dú)立操作。既可補(bǔ)償不同現(xiàn)象也可適應(yīng)不同工況。由單起升機(jī)構(gòu)獨(dú)立工作，其中一個(gè)卷筒同軸帶動(dòng)一個(gè)可調(diào)節(jié)行程的高度限制器，以限制起升的最大行程，起到安全保護(hù)作用。

（3）供電及電器系統(tǒng)設(shè)計(jì)。工地用電一般采用50Hz三相380V交流電，電源通過(guò)重力式電纜卷內(nèi)集電環(huán)裝置，輸送到電柜，起升機(jī)構(gòu)和大車(chē)運(yùn)行機(jī)構(gòu)均配電阻器，用于減壓?jiǎn)?dòng)。電源主電路設(shè)有主電源自動(dòng)開(kāi)關(guān)總停按，還設(shè)有過(guò)載短路、失壓保護(hù)裝置。控制電路電壓為220V，各機(jī)構(gòu)均裝有過(guò)流繼電器保護(hù)電機(jī)，并設(shè)有零位保護(hù)和正反向聯(lián)銷(xiāo)。根據(jù)裝機(jī)功率選用電纜型號(hào)及截面，計(jì)算時(shí)按計(jì)算電流以及按電路降壓計(jì)算的兩種結(jié)果比較，選用計(jì)算截面較大的一種。

3 龍門(mén)吊機(jī)的安裝

（1）龍門(mén)吊機(jī)的安裝首先要進(jìn)行行走軌道的鋪設(shè)，其位置、標(biāo)高要符合設(shè)計(jì)和安裝要求。吊機(jī)的安裝和驗(yàn)收要滿(mǎn)足《起重設(shè)備安裝工程施工及驗(yàn)收規(guī)范》（GB50278-98）。

（2）本例龍門(mén)吊橫梁重50t，高4m，安裝位置高20m，整體吊裝需大噸位自行式吊機(jī)。結(jié)合工地實(shí)際情況，采用2臺(tái)25t汽車(chē)吊機(jī)抬吊。橫梁先拼裝為2m高，且分為兩段吊裝。吊時(shí)需在靠中連接處先搭設(shè)臨時(shí)支撐，等橫梁聯(lián)結(jié)及橫梁與立柱聯(lián)結(jié)好后拆除臨時(shí)支撐，再拼裝上層桁架。在使用過(guò)程中要經(jīng)常檢查節(jié)點(diǎn)螺栓的緊固情況，確保龍門(mén)吊的使用安全。在安裝過(guò)程，有的電器部分如大車(chē)行走系的電機(jī)先要臨時(shí)接通，大車(chē)可以自行，以便于安裝就位。

五、龍門(mén)吊機(jī)的荷載試驗(yàn)及試運(yùn)行

按照GB50278-98規(guī)范，起重設(shè)備安裝調(diào)試完畢，必須經(jīng)負(fù)荷試驗(yàn)和試運(yùn)轉(zhuǎn)合格辦理工程驗(yàn)收并由安檢部門(mén)頒發(fā)使用證后方可投入使用。本例試吊重物采用萬(wàn)能桿件，按照設(shè)計(jì)吊重的1.4倍加載。加載后大車(chē)靜止，小車(chē)左右來(lái)回走動(dòng)，觀(guān)察桿件的受力和變形情況，主要是觀(guān)測(cè)龍門(mén)架跨中撓度，檢查小車(chē)起吊系及橫移系的運(yùn)行情況。其次讓小車(chē)靠近立柱，觀(guān)測(cè)立柱的變形情況。再次讓小車(chē)靜止于跨中，行走大車(chē)，檢查大車(chē)的運(yùn)行情況，檢查合格后方可投入使用。

結(jié)語(yǔ)

在龍門(mén)吊機(jī)的設(shè)計(jì)中，根據(jù)施工場(chǎng)的情況確定預(yù)制場(chǎng)總體布置，其布置要與預(yù)制構(gòu)件的轉(zhuǎn)運(yùn)出場(chǎng)方式相結(jié)合，否則預(yù)制效率將受到很大的影響。在所有的結(jié)構(gòu)中龍門(mén)架的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性驗(yàn)算尤其重要，龍門(mén)架結(jié)構(gòu)常利用式地現(xiàn)有材料，本實(shí)例中采用萬(wàn)能桿件，因該桿件已用過(guò)兩個(gè)工地，本次計(jì)算時(shí)桿件的截面面積僅按85%計(jì)，使龍門(mén)架有較大的安全儲(chǔ)備。

[1]唐敏.單主梁龍門(mén)起重機(jī)結(jié)構(gòu)動(dòng)態(tài)優(yōu)化研究[D].中南林業(yè)科技大學(xué)，2013.