馬定君
(武鋼綠色城市建設(shè)發(fā)展有限公司,湖北武漢430083)
隨著我國(guó)船舶工業(yè)的快速發(fā)展,所建船舶的噸位也越來越大,船塢的主要配套設(shè)備——門座式起重機(jī)的需求增長(zhǎng)迅速。門座式起重機(jī)總噸位一般達(dá)800~900 t,單件設(shè)備從十幾噸到136 t不等,外形尺寸最長(zhǎng)達(dá)到約60 m,整個(gè)系統(tǒng)在安裝過程中需要保持在平衡狀態(tài),在吊機(jī)資源有限的情況下,如何保持安裝過程中設(shè)備本身的平衡狀態(tài)很重要。本工程用400 t履帶吊作為主吊機(jī),150 t履帶吊作為輔助吊機(jī),吊機(jī)的起吊能力決定整個(gè)的安裝工藝只能是單件吊裝,也降低了安裝效率。
中船九院設(shè)計(jì)的S4080K12型門座式起重機(jī),對(duì)重平衡梁裝活動(dòng)配重部位為圓筒式,直徑為1 960 mm,活動(dòng)配重為直徑1 950 mm、厚300 mm的圓柱體,單塊活動(dòng)配重的重量約4.5 t,共需裝20塊配重。如何將20塊配重(共89 t)裝進(jìn)配重箱內(nèi),以及在現(xiàn)有的吊機(jī)資源下對(duì)重平衡梁安裝到位后如何固定,臂架、象鼻梁、大拉桿如何吊裝等都成為棘手的問題。
S4080K12型門座式起重機(jī)對(duì)重平衡梁重25.6 t,活動(dòng)配重89 t(20塊,每塊4.5 t),臂架重75 t(長(zhǎng)58 800 mm×寬6 200 mm),象鼻梁重31 t(長(zhǎng)40 730 mm×寬3 000 mm),大拉桿重14.5 t(長(zhǎng)47 600 mm×寬7 00 mm),每個(gè)部件噸位都比較大,外形尺寸比較大,按照傳統(tǒng)的吊裝方法,將臂架、象鼻梁及大拉桿在地面組裝起來整體吊裝,既安全又高效。但考慮到400 t、150 t履帶吊的起重能力及現(xiàn)場(chǎng)無合適的工裝胎架,只能每個(gè)部件逐個(gè)單件吊裝到位。
先在地面給對(duì)重平衡梁裝13.5 t配重(先加3塊,單塊重4.5 t),吊裝時(shí)對(duì)重平衡梁的總重量為39.1 t,用400 t履帶吊吊裝,因配重箱寬度尺寸比上轉(zhuǎn)柱開檔尺寸大,所以對(duì)重平衡梁只能從上轉(zhuǎn)柱后方進(jìn)入。在吊裝對(duì)重平衡梁前將平衡梁支座在平臺(tái)上開線,燒碼板臨時(shí)定位,待對(duì)重平衡梁銷軸穿好后將支座焊接牢固。尾部用鋼絲繩固定在上轉(zhuǎn)柱后方,前端用鋼絲繩及葫蘆固定在轉(zhuǎn)盤上,如圖1所示。
400 t履帶吊垂直軌道站位吊裝,吊裝到位后穿好銷軸。在上轉(zhuǎn)柱后部設(shè)置兩個(gè)50 t吊耳,在對(duì)重平衡梁上設(shè)兩個(gè)50 t吊耳用鋼絲繩拉緊,前端也用兩組鋼絲繩拽緊。根據(jù)受力分析,在保證每組鋼絲繩承受15 t力的情況下,吊車的承重拉力為:
圖1 對(duì)重平衡梁吊裝到位后固定示意圖
此時(shí)吊車的承重拉力為5.3 t。在此狀態(tài)下用10 t手拉葫蘆收緊前端鋼絲繩,待吊車顯示吊重為0時(shí)松鉤。對(duì)重平衡梁固定好后穿好對(duì)重拉桿,此時(shí)對(duì)重平衡梁前端鋼絲繩受力為:
每組鋼絲繩受力為:
對(duì)重平衡梁固定好后,用150 t履帶吊將小拉桿安裝到位。
(1)吊機(jī)選擇:因臂架外形尺寸比較大,用一臺(tái)吊機(jī)起吊不好控制,且臂架吊裝到轉(zhuǎn)盤穿好銷軸后前端需提升到與水平面約成50°角位置,然后才能穿小拉桿和變幅機(jī)構(gòu)銷軸。所以選擇用400 t、150 t履帶吊抬吊,400 t抬臂架前端,150 t抬臂架后端。
(2)吊車站位及受力分析:吊車垂直軌道站位,150 t站在臂架后端左側(cè),400 t站在臂架前端右側(cè)。起吊時(shí)臂架保持水平,根據(jù)重心及吊點(diǎn)計(jì)算150 t受力約為28 t,400 t履帶吊受力約為47 t。400 t履帶吊性能:84 m主臂,18 m作業(yè)半徑,起重能力101.9 t;150 t履帶吊性能:60.2 m主臂,16 m作業(yè)半徑,起吊能力35.1 t,滿足雙機(jī)抬吊要求(不超過額定載荷80%)。
(3)操作工序:保持水平起吊,待臂架水平起升到32 600 mm高度后端與轉(zhuǎn)盤穿好銷軸后150 t履帶松鉤,400 t履帶吊將臂架起升至安裝角度,穿好小拉桿和變幅機(jī)構(gòu)銷軸。
(4)系統(tǒng)平衡:對(duì)重平衡梁與臂架達(dá)到平衡狀態(tài),此時(shí)活動(dòng)配重應(yīng)加注:
活動(dòng)配重還應(yīng)加注塊數(shù)=35.76 t-13.5 t=22.26 t(5塊)配重加注平衡后400 t履帶吊可以松鉤。
(1)吊機(jī)選擇:因象鼻梁安裝角度與水平面成25°,安裝高度為72 m,考慮到安裝操作方便采用400 t和150 t履帶吊抬吊,400 t作為主吊機(jī),150 t輔助抬吊控制安裝角度。
(2)吊車站位及受力分析:400 t履帶吊垂直軌道站位,作業(yè)半徑控制在17.5 m,150 t履帶吊平行軌道站位。根據(jù)重心及吊點(diǎn)位置,計(jì)算400 t受力約28 t,150 t履帶吊受力約3 t。
(3)操作工序:400 t與150 t履帶吊同時(shí)起吊,400 t將象鼻梁起升一定高度后通過150 t受力來調(diào)整角度,角度調(diào)整好后兩臺(tái)吊機(jī)同步起升到安裝位。穿好與臂架連接的銷軸后150 t履帶吊松鉤,400 t履帶吊不松鉤。
大拉桿重約14.5 t,吊裝高度約70 m,用150 t履帶吊吊裝大拉桿。
大拉桿安裝完畢后,用150 t履帶吊裝剩余活動(dòng)配重,89 t活動(dòng)配重全部裝完后整個(gè)系統(tǒng)平衡,400 t可以松鉤,如圖2所示。
(1)本次對(duì)重平衡梁及活動(dòng)配重的吊裝方案,克服了吊機(jī)資源不足的不利因素,降低了成本,保證了工期。
(2)單部件吊裝的方法打破了傳統(tǒng)整體吊裝模式,積累了大件吊裝的寶貴經(jīng)驗(yàn),并形成了成熟的吊裝工藝。
圖2 臂架平衡系統(tǒng)
(3)單部件吊裝相對(duì)整體吊裝工序時(shí)間周期要長(zhǎng),需更合理安排各工序及吊裝作業(yè)。
綜上所述,門座式起重機(jī)的安裝在施工資源配置不足的狀況下,通過改變安裝工藝和吊裝方法,可以實(shí)現(xiàn)安全吊裝和施工成本的降低,為經(jīng)濟(jì)效益的提高提供了有力的保障和堅(jiān)實(shí)的技術(shù)后盾。