張 朝

(中國水電七局機電安裝分局，四川 彭山 620860)

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大型門式起重機拆除方案的優(yōu)化

張 朝

(中國水電七局機電安裝分局，四川 彭山 620860)

門式起重機是一種常見的起重機械，一般應用于大中型結構件吊裝，因其結構簡單、安裝與拆除方便等特點廣泛應用于各類施工中，特別是在水電站等類似工程起著非常重要的作用。文章主要針對龍灘水電站MDG60/10-36門式起重機在進行拆除時，從門機結構出發(fā)，以嚴謹?shù)目茖W為依據(jù)，結合現(xiàn)場情況，勇于嘗試采用新技術、新工藝進行門機的拆除，節(jié)省了大型汽車吊使用臺班、減少了高空作業(yè)時間、降低了高空作業(yè)不安全因素，簡化了施工程序、提高了勞動生產(chǎn)率，對于類似結構的門機拆除，具有一定的借鑒和參考作用。

門式起重機；拆除；優(yōu)化；新工藝

1 工程概況

紅水河龍灘水電站金屬結構廠安裝有一臺MDG60/10-36門式起重機，該門機自2004年安裝完成后運行良好，主要承擔了龍灘水電站引水隧洞壓力鋼管、機組埋件、尾水閘門、壩頂門機軌道梁等近8萬t金屬結構的現(xiàn)場制造任務。2009年6月，根據(jù)龍灘水電站工程需要，將該門機進行拆除，轉運至四川向家壩水電站使用。

MDG60/10-36門式起重機結構為單主梁桁架式，跨度36m，總高度約22.16m，總重88.5T，最大單件重量約47T；主要部件為：主梁、主支腿、副支腿、下橫梁、行走小車、駕駛室等。各部件規(guī)格詳見表1。

2 一般拆除方案

2.1 拆除步驟

門機加固(主支腿、行走機構)—→電氣部分—→行走小車—→電動葫蘆—→司機室、爬梯扶手等—→副支腿—→主梁—→下橫梁—→主支腿—→行走機構。

2.2 拆除前準備

1)拆除前應在預拆除位置根據(jù)門機結構預埋地錨，角度<60°為宜；地錨坑≥1000mm×800mm×600mm，回填時使用C20混凝土，齡期≥7d；

2)拆除前在主梁與支腿連接處下方1.2m搭設拆除安全平臺/圍欄；

3)施工場地清理、懸掛安全標牌等略。

表1 MDG60/10-36門式起重機各部件規(guī)格

門機結構如圖1所示；

3 優(yōu)化后方案

3.1 思路

根據(jù)門機結構(見圖1)，因為主支腿與主梁間連接為銷軸連接，拆除時可以以每個連接部位的銷軸為旋轉軸，依靠門機自重，壓迫四條主支腿以行走輪為接觸面，沿軌道方向滑移，最終下放至與軌面平，將高空作業(yè)轉化為地面施工，簡化施工程序、節(jié)省機械設備臺班、降低高空操作不安全隱患，提高勞動生產(chǎn)率。

圖1 MDG60/10-36門式起重機結構示意圖

3.2 拆除步驟

司機室、爬梯扶手等拆除—→主電氣盤柜拆除—→行走小車拆除—→下橫梁—→副支腿—→主支腿—→行走機構—→電動葫蘆—→主梁分解。

3.3 施工準備

1)場地清理、懸掛安全標示等略；

2)輪箱處理：MDG60/10-36門式起重機依靠自重下放時，主要依靠行走輪與軌面摩擦滑動，考慮下放過程中，隨著主支腿間夾角的增大，行走輪箱為了保持與支腿垂直，將會與軌面形成一定的夾角，造成輪箱傾斜；此時，由于行走輪處于輪箱的保護之中，無法與軌面接觸、滑移，因此，應事先對行走輪的4個箱蓋板部位進行處理，使得行走輪在傾斜時能夠滿足滑動要求。

4 方案比較

4.1 施工準備比較

1)常規(guī)方案需要在拆除前布置地錨、在主支腿上栓掛風繩、同時需要對行走輪箱進行加固。

2)優(yōu)化后僅需要對行走輪箱進行蓋板邊緣進行處理。

3)很明顯，優(yōu)化后方案施工準備更為簡單。

4.2 拆除步驟比較

1)常規(guī)方案拆除步驟：小車→副支腿→主梁→下橫梁→主支腿→行走機構。

2)優(yōu)化后方案：小車→下橫梁→整體下放→副支腿→主支腿→主梁→行走機構。

3)拆除步驟優(yōu)化后方案優(yōu)越性并不明顯，所需要拆除步驟基本相同。

4.3 設備使用比較

常規(guī)方案200T汽車吊使用時間(不包含掛裝配重時間)為：

拆除副支腿(4條，上部與主梁間銷軸連接，下端與主支腿銷軸連接)+拆除主梁與主支腿間銷軸(4個)+主梁吊裝=10h

優(yōu)化后方案(不包含掛裝配重時間)：

拆除下橫梁(2根，兩端銷軸連接)+拆除主梁間連接架(2個，螺栓連接)+主梁下放=4h

優(yōu)化后200T汽車吊使用時間還不到常規(guī)方案的一半。

4.4 高空作業(yè)時間

常規(guī)方案中大多數(shù)操作都是高空作業(yè)，包括：①主梁與主支腿間連接軸；②主梁與副支腿間連接軸；③主梁間連接架。

優(yōu)化后大幅度減少高空作業(yè)時間，降低了高空作業(yè)不安全隱患。

4.5 工期比較

1)常規(guī)方案需要預埋地錨，要等待初凝需要3d以上，凝固需要7d以上；優(yōu)化后的方案不需要此步驟，可直接節(jié)省3-7d。

2)常規(guī)方案對門機進行高空分解，安全性不能很好保證，故需要時間較長，通常需要4d左右，而優(yōu)化后的方案將大部分高空作業(yè)轉化為平面作業(yè)，縮短工期約3d。

兩項合計縮短直線工期6-10d。

4.6 安全性

常規(guī)方案進行拆除時，高空作業(yè)占整個拆除工作的60%以上。

優(yōu)化后的方案僅占整個拆除工作的15%左右。

通過以上比較，通過對拆除方案的優(yōu)化，不僅能夠有效地節(jié)省機械臺班，還能大幅度減少施工前準備、減少高空作業(yè)時間，降低安全隱患，提高了勞動生產(chǎn)率。

5 受力分析

5.1 吊裝設備受力分析

本次拆除采用GROVE5200型200t汽車吊, 按照200t吊車性能參數(shù)，在配重70t工作條件下，回轉半徑5m，支臂最大伸長27.5m時，最大起吊重量為78t，大于門機總重67t(不含小車、駕駛室、爬梯等部件)，滿足吊裝要求 。

主梁和汽車吊平面位置略。

5.2 卡扣與鋼絲繩的選用：

門機重量按67t來選擇，卡扣選擇4個25t的。

鋼絲繩選擇型號:6×37S+ FCΦ52 mm，經(jīng)查表其破斷拉力為1730MPa

吊裝采用4吊點吊裝，4根鋼絲繩，吊車動載系數(shù)選擇1.1，鋼絲繩與大鉤中心夾角Φ為22°，見圖2。

圖2 吊點位置示意圖

則吊裝安全系數(shù)為：

K=Sb *N*COS(Φ)/G=1730×4×cos(22°)/(67×9.8×1.1)=8.87

按規(guī)范要求，吊裝重物的鋼絲繩安全系數(shù)必須保證在6倍以上，計算的安全系數(shù)為8.87，滿足吊裝要求。

6 門機整體下放

根據(jù)門機結構，采用200t汽車吊，依靠門機自身重力，將主支腿沿軌道方向滑移，如圖3所示。

注意事項：由于門機已安裝運行近5 a時間，主梁與主/副支腿連接部位銷軸轉動不夠靈活，因此為了防止在下放過程中發(fā)生卡阻、不同步等異常情況，現(xiàn)場準備12T汽車吊一臺，用于在卡阻時牽引支腿滑移；同時可使用手拉葫蘆等進行牽引；同時可防止行走機構在下放過程中輪子發(fā)生扭曲，通過以上措施能夠有效地防止門機下放過程中發(fā)生卡阻等異常，保證下放順利進行；下放完成后根據(jù)結構特點將主梁、支腿等進行分解，連接螺栓、節(jié)點連接板等注意保護，電纜滑線等按部位進行堆放、裝箱，以便回裝使用。

圖3 門機下放示意圖

7 結 語

通過龍灘水電站MDG60/10-36門式起重機的順利拆除，表明了本次方案所采用的優(yōu)化措施是合理的、科學的、嚴謹?shù)?，本次拆除從門機的結構特點出發(fā)，采取新工藝、新方法進行拆除，將空中拆除工作轉移至平面進行，能夠節(jié)省機械使用臺班、簡化施工程序、減少高空作業(yè)時間、降低安全隱患，能夠有效地提高勞動生產(chǎn)率。

目前該設備經(jīng)向家壩水電站四年多運行，未發(fā)生任何不安全狀況，本次拆除所采用的優(yōu)化方案對類似結構的門機拆除具有一定的參考和借鑒作用，值得推廣和使用。

[1]楊仲侯，胡維俊，吳泰仁.工程力學[M].四川：高等教育出版社，1992：61-67.

[2]蔡裕民.吊裝工藝計算近似公式及應用[M].北京：化學工業(yè)出版社，2004：52-59.

[3]張順,孫浩波,陳新偉.液壓同步提升技術在大型起重機吊裝中的應用[J].起重運輸機械,2007(12):82-84.

[4]劉傳輝,石亮,劉家員.大型造船門式起重機吊裝方案優(yōu)化探討[J].造船技術,2010(01):35-36.

1007-7596(2016)10-0066-03

2016-10-10

張朝(1982-)，男，河南長葛人，工程師，從事水利水電工程施工技術、質量管理工作。

TH213.5

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