乌东德水电站转轮加工厂桥式起重机安装实施.pdf

2023.04 建设机械技术与管理 35工程应用乌东德水电站转轮加工厂桥式起重机安装实施Wudongde Hydropower Station Rotor Processing Plant Overhead Crane Installation and Implementation孟志永（云南律硕钢结构制造有限公司，云南 昆明 652112）摘要：乌东德水电站转轮加工厂位于地下，其横截面呈隧道式的圆拱顶布局。QDWHX500/50t 桥式起重机作为转轮厂的重要基础设备，如何在转轮厂如此狭小的空间内顺利安装完成，是项目开工前亟待解决的问题，在本案中最终采取汽车吊来完成桥式起重机的吊装。在安装前的计划、安装过程中都要做充分的准备和考虑，最终顺利完成吊装，且 QDWHX500/50t 桥式起重机顺利投入使用。关键词：桥式起重机；安装；狭小空间中图分类号：TH215 文献标识码：A1 概 述在乌东德水电站转轮加工厂中，QDWHX500/50t-24m1吊钩桥式起重机主要用于转子、蜗壳等电站机组大型设备在组装、装配过程中搬运、吊装等，因其位于地下厂房，故在对该桥式起重机进行安装时，可操作空间狭小，因此在对该桥式起重机安装前，如何就安装中关键部件的吊装、使用何种设备进行吊装尤为重要。经过实地勘测并结合现场实际情况、工期要求等，最终决定采用汽车吊来安装 QDWHX500/50t 吊钩桥式起重机。在安装过程中，考虑到转轮厂空间相对狭小，因此在安装实施前，与汽车吊操作人员到安装现场进行实地勘测，以确定汽车吊在操作过程中回转、抬臂等动作有足够的空间。同时，在安装过程中，因空间有限，必须安排专人监控汽车吊与厂房最小间距点、所吊装的设备与厂房最小间距点，以确保 QDWHX500/50t 吊钩桥式起重机安装顺利进行。2 安装安全核算在 QDWHX500/50t 桥机的安装过程中，主要大件诸如主梁、主小车架、副小车均用 GROVE-220t2汽车吊来完成，根据 GROVE-220t 汽车吊所提供的工况、载荷及相应的起吊能力情况，现在对吊装过程中几件最大件的吊装情况进行核算，以给吊装提供可靠准确的数据。2.1 主梁吊装核算主梁包含司机室侧主梁(即主梁)和小车导电侧主梁(即主梁)，司机室侧主梁包含司机室、检修吊笼、电气柜等，重量为 62t，小车导电侧主梁比司机室侧主梁轻约 6t，故在对主梁吊装核算中，选司机室侧主梁作为核算对象。吊 装 主 梁 时 GROVE-220t 汽 车 吊 工 况：大 臂 长：27.07m；作业半径：8m，根据 GROVE-220t 汽车吊的作业载荷表，吊装主梁时选择汽车吊的配重为 51t，查阅GROVE-220t 汽车吊载荷表可知在此工况下，汽车吊的额定起重量为 72t；此时大臂仰角：=75。汽车吊在吊装主梁时，作业工况如图 1 所示。起吊货物(即司机室侧主梁+吊钩钢丝绳)重量：63.5t 负荷率：63.565.5100%=96.95%100%，安全余量稍小，故吊装时先按回转半径R=8m起吊，待主梁离地约1.5m时作业半径变换 R=7m，具体按图纸中说明操作。图 1 GROVE-220t 汽车吊吊装主梁作业工况图36建设机械技术与管理 2023.04 工程应用主梁生产时已经针对主梁的中心平衡位置预先安装有以供吊装用的吊耳，在吊装主梁过程中，吊耳即作为吊装主梁的着力点，主梁吊耳的位置及其吊耳孔的大小详见图纸(或者实物)。在吊装主梁时，主要考虑到将主梁起吊至安装高度时主梁宽度与吊车大臂的间隙，如图 1 所示，吊装主梁至安装高度时，根据图中工况得出该位置时汽车吊中心距离汽车吊大臂距离：X=3577，QDWHX500/50t 桥机走台分布于主梁两端，而在吊耳范围内无走台也无平台，故此处吊点形心到最外侧距离为 0.94m，主梁与汽车吊主臂间隙充裕，可以满足主梁回转调整。吊绳的直径根据最重司机室侧主梁最大重量计算得出。吊装主梁时，拟采用四根吊绳，吊装时钢丝绳最大夹角为 62，在吊装过程中，司机室侧主梁最重，故在钢丝绳受力计算时，选择司机室侧主梁为计算对象。在吊装过程中，整根钢丝绳受力均匀，因此任选钢丝绳上一点作为受力点，如图 2 所示。图 2 中 Gn为吊装主梁时钢丝绳受到的垂直拉力，在此6200004Gn=N=155000N，根据钢丝绳的夹角和钢丝绳受到最大垂直拉力，在吊装过程中，不存在动载荷的冲击，故可以计算出在吊装过程中钢丝绳的最大静拉力Gn155000cos31cos31Smax=N=180829N=。因此有钢丝绳计算直径：式中 C 为钢丝绳选择系数，选择钢丝绳的安全系数n=6，因此 ，所以有：mmmm，考虑到吊装过程中不可控因素，选择制作吊绳的钢丝绳直径为48mm。SmaxSmaxGnGp31图 2 吊装主梁过程中钢丝绳受力分析图用来制作吊绳的钢丝绳选择 48NAT619W+FC1670，钢丝绳直径为 48mm、安全系数 n=6 钢丝绳制作成吊绳，共四根吊绳，每根吊绳长度为 L=4.9m，此时吊绳的夹角为=62；吊装过程中配备 430t 卸扣，卸扣直接采购标准件，在此对卸扣的强度等不作计算。吊装主梁时，GROVE-220t 汽车吊大臂在吊装司机室侧主梁和小车导电侧主梁时各回转 90 即需要在安装间回转180 范围内回转。而转轮加工厂截面为圆弧形拱顶，故在吊装主梁时需要根据回转范围来检查汽车吊大臂与弧形拱顶的干涉情况，如图 3 所示。从图 3 中可以看出，在吊装主梁时 GROVE-220t 汽车吊大臂回转到位置时，最小为竖向为 298mm、横向位置为603mm，因此空间满足吊装需求。因 GROVE-220t 汽车吊大臂回转到起吊主梁位置时，汽车吊与转轮加工厂弧形拱顶的间隙较小，且弧形拱顶存在着外伸锚杆以及喷锚混凝土等障碍物，故在 GROVE-220t 汽车吊进入现场摆放合适后、吊装主梁之前，按前述所要求的的大臂长度和角度支摆完毕后，空钩回转 GROVE-220t 汽车吊大臂，以此检查 GROVE-220t 汽车吊大臂在吊装主梁回转过程中与弧形拱顶的干涉情况，如果存在干涉则可以采取小范围缩短回转半径或改变汽车吊摆放位置中 15 米尺寸来避免 GROVE-220t 汽车吊大臂与弧形拱顶的干涉。2.2 小车吊装QDWHX500/50t 桥机的小车分为主小车和副小车。受限于转轮加工厂的空间，在使用 GROVE-220t 汽车吊作为主要吊装设备时主小车无法整体吊装，必须将主小车上的卷筒、减速器、电机、安全制动器及定滑轮梁拆开，将主小车架吊装到位后，再将之前拆散的各部件按图一一装配于主小车架上。副小车因其整体重量较小，故副小车整体吊装。主小车图 3 GROVE-220t 汽车吊吊装主梁时大臂回转与弧形拱顶的干涉情况检查2023.04 建设机械技术与管理 37工程应用架外形尺寸大于副小车且重量远大于副小车，故在对小车吊装安全核算中以主小车架为计算对象。吊装主小车架时 GROVE-220t 汽车吊工况：大臂长：31.36m；作业半径：16m；根据 GROVE-220t 汽车吊的作业载荷表，吊装主小车架时选择汽车吊的配重为 51t，查阅GROVE-220t 汽车吊载荷表可知在此工况下，汽车吊的额定起重量为 27t，选择汽车吊大钩时，选择 80t 吊钩，结合工况与选择的吊钩，此工况 GROVE-220t 汽车吊的额定起重量选择为 32t；此时大臂仰角：=56。汽车吊在吊装主小车架时，作业工况如图 4 所示。起吊货物(即主小车架+吊钩钢丝绳)重量：23.5t 负荷率：23.527 100%=87.03%7，满足要求)，共四根吊绳，单根吊绳长度为L=4.9m；同时配备430t卸扣，吊装小车和吊装主梁的卸扣可以共用。在吊装过程中，另配备 20、18 吊绳及 20t、16t、10t 等规格卸扣若干。3 结 论转轮厂工况相对简单，但因土建施工还在持续进行中，故转轮加工厂内尘雾浓且噪声大，同时能见度低，地面到承轨梁 23.8m，此距离无施工爬梯，在准备进场安装QDWHX500/50t-24m 前，由业主及监理方进行协调，临时搭建上下爬梯。GZXCpGZXCnSZXCmaxSZXCmax34图 5 吊装主小车架过程中钢丝绳受力分析图（下转第 40 页）40建设机械技术与管理 2023.04 工程应用因此转轮加工厂的施工环境更加糟糕，且从图 1 可以看出，在吊装实施过程中，GROVE-220t 汽车吊摆放位置必须准确，即便是在按图 1 要求摆放汽车吊，在吊装时汽车吊大臂与拱顶最小净空尺寸为 586mm。因此对施工实施要求更高。在安装进行前，项目经理、项目技术负责人及汽车吊驾驶员一起到现场进行勘测，同时由技术负责人安排对吊装的各种极限尺寸进行测量核算，最终得出该方案中的关键数据，确保吊装的顺利进行。本文通过实地勘测、仔细核算，作为吊装完成的理论数据支撑，安装完成后，根据本文所计算的各种数据所选择的钢丝绳等工具无断丝、变形等损坏情况，再次验证了数据核算对工程实施的支撑作用。同时，本文的计算方式也可以作为类似项目、类似吊装情况的参考，在其他类似本文所述狭窄空间内进行吊装时，可参考本文方案。参考文献1 GB/T 3811-2008 起重机设计规范 S.2 刘鸿文.材料力学 M.北京:高等教育出版社，2004.3 GB8918-2006 重要用途钢丝绳 S.4 GB/T 25854-2010 一般起重用 D 形和弓形锻造卸扣 S.收稿日期：2023-04-26作者简介：孟志永，学士，主要从事机械设计与制造工作。上接第 37 页4 清舱设备发展趋势散货清舱作业是目前散货卸船作业中的一个薄弱环节，目前国内外港口散货清舱大部分采用人工与机械相结合的模式，作业效率与安全完全取决于作业人员的熟练程度。在此种情况下，为了保证作业的安全性，通常要制定严格的规章制度，甚至牺牲作业效率，因此实际作业效率十分低下。散货船舶多功能清舱设备运用现代科技，采用新技术，新工艺，实现港口船舶清舱的现代化、机械化，已成为港口行业适应物流发展的必然趋势。清舱设备必然会向着专业化、智能化、高效化的发展方向不断前进，对港口清仓设备的应用展开深入研究，实现新型的清舱作业流程，提高港口企业的核心竞争力，实现以人为本的核心价值观是十分必要的。5 结 语散货船舶的清舱工艺需要改变现有的原始工作模式，机械化代替人工化。本文从多个环节入手，既提出了技术现状及现有的清舱工艺存在的问题，使得现有的技术缺陷及问题暴露出来。又简单的介绍了多功能清舱设备组成部分及各部分的功能应用，以及新型清舱作业流程。而且还分析了清舱设备未来的发展趋势。所得结论如下：（1）原清舱工艺存在用工多、风险高、劳动强度大，清舱效率低，耗时长等问题，清舱时间多在 5-10 小时，用工 4-20 人不等。（2）清舱物料特性影响清舱效率，针对粒度大、含水率低的物料一般清除比较容易。含水率高的物料一般粘度大，不易清理。（3）多功能清舱设备的应用能够实现舱内物料的铲堆清扫和收集功能，极大地解决了目前散货港口面临的清舱难题，既提升了工作效率又保证了工人的安全操作。（4）清舱设备是由挖掘装载机为操作平台，可以快速换装液压快换、快换铲斗、封闭式清扫器、激振清料铲等机械化设备，实现清舱工艺的实施。（5）清舱设备的发展趋势必然会向着专业化、智能化、高效化方向发展。尽管本文阐述了散货船舶多功能清舱设备的应用，但具体的工艺工法等细节问题还需要在使用过程中慢慢总结，具体的实施形式及过程控制还需要进一步完善。参考文献1 孙建山.散货港口企业清舱作业安全性分析及安全管控技术研究 D.唐山:华北理工大学,2018.2 文树吉，曾晓光，郎舒妍.散货码头装卸智能化发展建议 J.港口科技,2019(1):47-49.3 陈凯凯,袁金虎.卸煤码头清舱作业事故的故障树分析J.港口装卸,2019(2):42-44.4 杨 毅.港 口 散 货 装 卸 工 艺 分 析 J.珠 江 水 运,2020(12):97-98.5 崔国军.基于节能技术的进口散料码头装卸系统规划与设计 D.太原：太原科技大学,2017.收稿日期：2023-06-01作者简介：韩猛，学士，工程师，主要从事港口工程技术研究。