姚 金

(中鐵寶橋(揚州)有限公司，江蘇225107)

1 背景和目的

2011年8月，國內某大型船廠船塢區(qū)900 t超大型門式起重機因受到突如其來的狂風暴雨天氣的影響，造成剛性腿行走機構整體脫軌，臺車架與行走機構平衡梁整體脫落，剛性腿與柔性腿偏位達13 m，巨大的慣性力造成主梁頂部的維修吊車整體墜落，門機剛性腿結構變形，所幸整機沒有倒塌。本機整機跨距208 m、梁底高70 m、重達6000 t，國內外無類似超大型門式起重機脫軌后整機修復的先例，無成功的經(jīng)驗可以借鑒。修復工程中最重要的施工環(huán)節(jié)是起重機整機復位工程，風險高，難度大。起重機發(fā)生事故后剛柔腿位置如圖1所示。剛性腿側大車脫軌如圖2所示。

圖1 起重機發(fā)生事故后剛柔腿位置示意圖Figure 1 A sketch map of the rigid and the flexible leg after crane accident

圖2 剛性腿側大車脫軌Figure 2 Derailment of a big car at rigid leg side

2 整機復位技術方案

根據(jù)900 t門式起重機的剛性腿、柔性腿、主梁和維修吊的現(xiàn)狀，經(jīng)過多次研究、計算和論證，使用一副提升塔架豎在剛腿側主梁端頭，通過提升塔架和門式起重機柔性腿兩個支點，對900 t門式起重機進行修復。

根據(jù)這個總體思路，使用一副5 m提升塔架和配置8個450 t提升油缸對門式起重機進行復位。為了使柔腿沖出去的2.6 m變回垂直狀態(tài)，將塔架設計成可以前后變幅的型式(向前變幅1.6 m，向后變幅1 m)。為了使剛、柔性腿側的主梁中心回正(差值為13 m)，同時考慮到主梁在空中情況，在不能設置吊點和加強的情況，在吊點位置設置了提升托梁。

考慮到目前塔架的安裝位置及場地承載能力情況，在塔架底部大面積鋪設路基箱，解決塔架基礎的問題。

3 復位過程

3.1 復位流程

大洋900 t-1#機復位流程：塔架基礎鋪設路基箱→塔架、纜風、提升系統(tǒng)安裝→主梁橫向調平→舊剛腿2#段拆除→舊剛腿1#段拆除→塔架第一次變幅，使塔架垂直→主梁提升到標高，使剛、柔腿高度一致→塔架第二次變幅，使柔腿垂直→新剛性腿滑移到位，進行上下段對接→塔架卸載、拆除。

3.2 復位過程階段

3.2.1 主梁調平階段

3.2.1.1 提升油缸重新分配

調節(jié)前對油缸、鋼絞線、泵站、控制系統(tǒng)進行仔細檢查。油缸的受力如圖3所示。

1#油缸，250 t；2#油缸，250 t；3#油缸，50 t；4#油缸，250 t； 5#油缸，250 t；6#油缸，250 t；7#油缸，50 t；8#油缸，250 t

在主梁調平前，對3#油缸和7#油缸單獨進行加載控制，使這兩個油缸受力由50 t加載到200 t。鋼絞線與主梁相碰的兩只油缸已做過加載試驗，力增加到350 t的情況下為彈性變形，鋼絞線可恢復原狀。

3.2.1.2 纜風數(shù)據(jù)

當塔架變幅為1.6 m時，受力圖如圖4所示，根據(jù)受力平衡得出A5A6纜風繩的力T2為：

T2=(2300×1.6+250×0.8)/64.08=60.54 t

則單根纜風繩受力為60.54/2=30.27 t。

T1cosb=F1cosa

T1/F1=1.27

初步纜風繩A3張拉力為30 t，A5纜風繩張緊力為49 t。

圖4 纜風受力圖Figure 4 Force of cable wind

3.2.1.3 主梁調平

(1)根據(jù)上次留下的剛腿1#段和2#段切割口，重新割開。

(2)先單獨控制江側位置兩個油缸(7#和8#)，慢慢加載(每個油缸可以一次加載2～3 MPa)。

(3)將江側拉住的剛腿2#段的滑車組慢慢松開，使剛腿分段在1#段頂部平臺上滑移。

(4)控制7#和8#油缸加載(同步驟2)，并將5#和6#油缸加載2～3 MPa，3#和4#油缸相應加載1～2 MPa，1#和2#油缸相應加載1 MPa，如表1所示。

表1 主梁調平時的各油缸加載情況(單位：MPa)Table 1 Loading situation of each oil cylinder on the main beam at leveling (Unit:MPa)

(5)當剛腿2#段陸側位置底部的四氟板起空后，由切割口從中間向兩側開斜口，將剛腿2#段的滑移位置轉到中間布置的兩道四氟板上。

(6)重復操作，經(jīng)過千斤頂頂升、滑移，提升器微調等步驟，逐漸將龍門吊大梁調節(jié)水平，以經(jīng)緯儀觀測為準。

3.2.2 塔架拉直階段

3.2.2.1 塔架拉直

(1)塔架拉直前，通過一兩個行程的調節(jié)，使得8個油缸平均受力。

(2)在靠江側柔性腿軌道上布置一組50 t滑車，連到柔腿行走機構平衡梁上，用一臺5 t卷揚機牽引，并在柔腿靠陸側拉設一套溜尾滑車。然后將柔腿行走機構的固定解除(原先行走輪用鐵靴鎖死在軌道上)。鋼輪與軌道為滾動摩擦，摩擦系數(shù)為0.01，柔腿側需要牽引重量取2500 t，牽引力為25 t。

(3)用液壓系統(tǒng)控制塔架纜風A5和A6，主梁剛腿外側纜風B5和B6同步收緊，并控制塔架纜風A3和A4同步松開，B5和B6處滑車組拉的兩根纜風也用卷揚機收緊。在此之前我們先將纜風B1和B2松一點；B3和B4成緊拉狀態(tài)，并在塔架纜風調整的時候，相應用卷揚機收緊。每個纜風處都要配足夠人手，保持纜風繩處于拉緊。

(4)這樣第一次先將塔架向剛腿軌道方向變幅回正0.2 m，同時龍門吊主梁和柔腿也向剛腿方向拉回0.2 m。同時，B3和B4纜風跟隨聯(lián)動，且始終保持拉緊狀態(tài)。主梁開始復位的時候，為了保證安全，塔架第一次進行變幅時，控制塔架變幅回正的幅度小一點，如第一次拉回0.1 m。

(5)當塔架變幅回正0.2 m后，柔性腿軌道上布置的牽引卷揚機收緊，溜尾的卷揚機放開，使龍門吊柔性腿向江側移動。

(6)提前在江側柔腿行走機構向外1 m處的柔腿軌道上布置擋塊，當柔性腿行走機構碰上擋塊后卷揚機停止牽引。

(7)重復步驟(1)～步驟(6)，使得塔架變幅回正，處于垂直狀態(tài)。

(8)將原先拆除的兩組塔角支座安裝回塔架柱腳底部。

(9)塔架垂直后，不再對柔性腿和主梁進行操作。此時柔性腿回復1.5 m，距離回正垂直仍需調整1 m多；柔性腿向江側移動了約8 m。

3.2.2.2 剛腿2#段拆除

兩臺履帶吊拎住剛腿兩側吊耳，再對剛腿2#段和3#段接口進行切割。剛腿2#段和3#段接口割開后，剛腿2#段重量完全由兩臺履帶吊承擔。履帶吊將剛腿2#段拎走、移開。

3.2.2.3 剛腿1#段拆除

(1)剛腿2#段拆除后，再拆除剛腿1#段和行走機構。

(2)剛性腿下橫梁重量為262 t，底部行走機構重量約為200 t，我們要將下橫梁割除、移走，行走機構也要拆除。

(3)主梁回平后，400 t履帶吊和350 t履帶吊就位，拎住剛腿下橫梁吊耳。

(4)割開剛腿下橫梁和行走機構連接的耳朵板，這樣剛腿下橫梁的重量就完全由兩臺履帶吊承擔。

(5)履帶吊拎住剛腿下橫梁，緩緩向后退，將下橫梁抽出。

(6)將下橫梁放在地面上，擱置點提前鋪上枕木。

(7)拉上臨時纜風，500 t履帶吊松鉤，350 t履帶吊保住。

(8)然后500 t履帶吊拎住直口位置的4個吊耳，350 t履帶吊改連到1#段底部吊耳。

(9)在兩臺吊車控制下使1#段翻身落地。

(10)最后將4組行走機構吊走。

3.2.3 柔腿垂直階段

3.2.3.1 增加纜風C1和C2

在塔架由垂直狀態(tài)變?yōu)橄騽傂酝确较蜃兎? m過程中，當B5和B6纜風將剛性腿快拉到位時，柔性腿側只有B1和B2纜風(每個纜風承擔力位50 t)拉住主梁。B5、B6、A5和A6纜風均由油缸進行拉設的，在控制塔架和主梁向剛腿側拉動時，理論上可以精確控制。為了以防萬一，出現(xiàn)塔架和主梁拉過頭的現(xiàn)象，我們從安全上考慮，增加了兩根纜風C1和C2拉住剛性腿頂部。

在剛性腿內側司機室位置附近燒焊兩只50 t吊耳，作為C1和C2纜風頂部生根點；纜風地錨則布置在塔架纜風地錨A3和A4附近，地錨配重可以使用500 t履帶吊的配重塊(或其他壓載塊)，每個錨點壓設150 t重量。當塔架垂直后，我們將C1和C2纜風拉設好。

3.2.3.2 新剛性腿推進到位

舊剛腿2#段拆除后，即可以將主梁提升到標高位置。舊的行走機構拆除移走后，用交換纜風的方式將新剛性腿滑移到安裝對位位置。

3.2.3.3 柔性腿拉直

(1)柔性腿距離回正垂直狀態(tài)還需要調整1 m，因此我們先將塔架底部剛性腿側的塔角支座拆除，纜風控制塔架向剛腿側變幅。

(2)將塔架和主梁向剛腿方向拉回0.2 m，接著柔性腿向江側拖移1 m；然后塔架和主梁再拉回0.2 m，柔性腿向江側拖移1 m。這樣分成一小段一小段的操作，使得柔性腿慢慢拉直，同時主梁和剛性腿慢慢復位。

(3)由于剛腿新2#段和舊3#段接口留有余量，可以適當將剛腿側主梁提升超過標高位置，當拉直操作后，舊3#段完全位于新2#段上方時，提升系統(tǒng)再將主梁和剛腿下放，進行對位焊接。

3.2.4 塔架拆除

整機復位后，提升油缸卸載，松開托梁與主梁的連接，塔架變幅回正。再用履帶吊將提升設備拆除。

4 結論

起重機復位工程的順利成功為我公司第一次將整機重量達6000 t的起重機整體在長時間內吊著，而且不僅克服了沒有整機吊裝設備基礎，僅靠幾塊路基箱和專用底座作為基礎提升塔架，還要克服吊裝場地狹小，開展工作困難，易發(fā)生安全隱患等諸多問題，在這種相當特殊的情況下進行起重機的修復，取得了前所未有的、寶貴的起重機吊裝經(jīng)驗。我們公司不僅保證了修復全過程的絕對安全可靠，而且保證了不改變起重機的任何一項技術參數(shù)。

起重機復位工程的順利成功，不僅為業(yè)主贏得了時間，而且避免了起重機拆除和重新建造所需的巨大開支(人民幣約為1億多元)。