門(mén)式起重機(jī)整體搬遷技術(shù)方案與實(shí)施

馬武衛(wèi)

（濟(jì)南鐵路局 貨運(yùn)處，山東 濟(jì)南 250001）

濟(jì)南鐵路局按照鐵道部加快轉(zhuǎn)變鐵路發(fā)展方式的要求，利用既有鐵路貨場(chǎng)進(jìn)行擴(kuò)能改造，建設(shè)大型物流基地，打造現(xiàn)代物流平臺(tái)。為配合物流基地建設(shè)，需要搬遷貨場(chǎng)內(nèi)既有固定式裝卸設(shè)備，但由于大型起重設(shè)備搬遷的費(fèi)用高、工序復(fù)雜，工期較長(zhǎng)，對(duì)鐵路運(yùn)輸生產(chǎn)和地方生產(chǎn)企業(yè)的影響較大。因此，需要改進(jìn)搬遷方法，最大程度地減少施工對(duì)鐵路運(yùn)輸與地方生產(chǎn)企業(yè)的影響。以濟(jì)南鐵路局在泰山站貨場(chǎng)擴(kuò)能改造為例，針對(duì)門(mén)式起重機(jī)搬遷技術(shù)方案(以下簡(jiǎn)稱(chēng)搬遷方案)的比選，采用整體搬遷平移方案，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益最大化。

1 確定搬遷方案

1.1 泰山站貨場(chǎng)現(xiàn)狀

泰山站貨場(chǎng)共有 3 條貨物線(xiàn)，主要辦理包裝成件貨物、散堆裝貨物和笨重大件貨物的發(fā)到作業(yè)及裝卸業(yè)務(wù)。其中，貨 3 股配有 U 型 36 / 16 t 門(mén)式起重機(jī)(以下簡(jiǎn)稱(chēng)門(mén)吊)?1 臺(tái)，以裝卸鋼材、集裝箱等貨物為主，年裝卸作業(yè)量 超過(guò) 100 萬(wàn) t。

按照濟(jì)南鐵路局泰山物流基地工程建設(shè)要求，需要把貨場(chǎng)內(nèi)既有貨 3 股的 U 型 36/16 t 門(mén)吊搬遷至 64 m之外的貨 2 股新建門(mén)吊走行線(xiàn)上，承擔(dān)貨 2 股發(fā)到貨物的裝卸作業(yè)。由于泰山站貨場(chǎng)生產(chǎn)繁忙，周邊沒(méi)有可以滿(mǎn)足貨物分流的鐵路貨場(chǎng)和鐵路專(zhuān)用線(xiàn)。因此，為減少門(mén)吊搬遷工期長(zhǎng)對(duì)地方生產(chǎn)企業(yè)和鐵路運(yùn)輸造成的影響，制訂搬遷施工方案十分重要。

1.2 搬遷方案比選

泰山站貨場(chǎng)現(xiàn)使用的 U 型 36/16 t 門(mén)吊，其跨度為 22.5 m、軸距 8.2 m、自重約138 t，需要搬遷距離64 m。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，濟(jì)南鐵路局制訂了 3 種搬遷施工方案。

（1）方案 1：拆裝搬遷方案。該方案為常用的門(mén)吊搬遷方法，即先將門(mén)吊拆卸分解成零部件，再把各零部件裝車(chē)搬運(yùn)到位后重新組裝。優(yōu)點(diǎn)：施工組織程序成熟，施工作業(yè)人員有經(jīng)驗(yàn)，作業(yè)難度小，安全風(fēng)險(xiǎn)小。缺點(diǎn)：①對(duì)門(mén)吊本身的整體技術(shù)狀況有一定的影響；②施工中停產(chǎn)時(shí)間較長(zhǎng) (與施工工期相同)，預(yù)計(jì)施工工期 14 天，對(duì)鐵路運(yùn)輸生產(chǎn)影響較大；③ 搬遷費(fèi)用較大。

（2）方案 2：整體吊移方案。該方案采用 4 臺(tái)汽車(chē)吊將門(mén)吊吊起，整體吊移。優(yōu)點(diǎn)：對(duì)門(mén)吊整機(jī)技術(shù)狀態(tài)影響較小。缺點(diǎn)：①對(duì)吊掛索點(diǎn)準(zhǔn)確度要求高，需設(shè)計(jì)制作大型加索裝置，制作難度較大；②對(duì)吊移施工時(shí)段的天氣狀況要求高，風(fēng)力不大于 3 級(jí)，如突遇陣風(fēng)，極易造成安全事故；③因需跨越貨場(chǎng)內(nèi)既有貨 3 股、新貨 3 股、貨 2 股線(xiàn)路和新舊門(mén)吊基礎(chǔ)，汽車(chē)吊移動(dòng)位置受到場(chǎng)地限制，吊移速度緩慢；④在吊移過(guò)程中門(mén)吊的平衡穩(wěn)定難以掌握，安全系數(shù)小，風(fēng)險(xiǎn)較大，如果吊移過(guò)程中 4 臺(tái)吊車(chē)出現(xiàn)不同步，容易對(duì)門(mén)吊產(chǎn)生扭力矩，造成門(mén)吊鋼結(jié)構(gòu)的損傷；⑤需要租用 4 臺(tái)大噸位汽車(chē)吊，費(fèi)用較大。

（3）方案 3：整體平移方案。該方案是在新舊門(mén)吊走行線(xiàn)之間(橫向)鋪設(shè)鋼軌滑道，對(duì)門(mén)吊進(jìn)行整體平移。優(yōu)點(diǎn)：①對(duì)門(mén)吊整機(jī)技術(shù)狀態(tài)無(wú)影響；②需要采用滑道走行小車(chē)，制作簡(jiǎn)單；③施工中停產(chǎn)時(shí)間短，僅在門(mén)吊搬遷時(shí)停產(chǎn)，預(yù)計(jì)施工工期為 2 天，對(duì)鐵路運(yùn)輸生產(chǎn)影響較?。虎苜M(fèi)用較少，工程用料事后可以再利用；⑤安全風(fēng)險(xiǎn)小。缺點(diǎn)：搬遷時(shí)對(duì)天氣狀況要求較高，風(fēng)力不大于 3 級(jí)。

（4）方案選擇。經(jīng)過(guò)綜合比較，按照安全第一、效率效益原則，方案 3 符合貨場(chǎng)搬遷施工要求。

2 搬遷方案的實(shí)施及工藝要求

2.1 確定平移鋼軌滑道

采用經(jīng)緯儀測(cè)量，通過(guò)確定平移鋼軌滑道 (以下簡(jiǎn)稱(chēng)滑道)?的精確位置，保證兩條滑道平行。兩條滑道的軌距為門(mén)吊走行輪軸距 8.2 m。按門(mén)吊總重均布測(cè)算，平移中每個(gè)滑道走行小車(chē)承重約為 35 t。

（1）方案。鋪設(shè)平移滑道采用碎石道床作為滑道基礎(chǔ)，道床寬度為 2.5 m，高度平均為 0.3 m。滑道枕木采用 I 類(lèi)再用枕木，頂面標(biāo)高與新建門(mén)吊走行軌軌面標(biāo)高相同，枕木間距為 0.6 m。為減小滑道走行小車(chē)的車(chē)輪受力，每條滑道采用兩根 P43再用鋼軌并排使用，在每根枕木上采用道釘釘牢，鋼軌接頭使用夾板連接，如圖 1 所示。

（2）技術(shù)要求。①碎石道床滑道下沉量不大于 5 mm；②兩股滑道橫向平行度誤差不大于 3 mm；③滑道走行軌單股縱向水平誤差不大于 3 mm，雙股橫向水平誤差不大于 3 mm。

（3）安全施工要點(diǎn)。①確保滑道與新舊門(mén)吊走行軌垂直無(wú)誤差；②道床地基在鋪設(shè)碎石、枕木前必須用機(jī)械夯實(shí)，確保密實(shí)不沉陷；③碎石道床必須經(jīng)過(guò)震動(dòng)壓實(shí)，把下沉量降至最小；④再用枕木經(jīng)過(guò)精心挑選，厚度一致，不得使用彎曲劈裂和平整度不良的木枕；⑤滑道鋼軌必須經(jīng)過(guò)探傷儀探測(cè)，確認(rèn)無(wú)病害；⑥滑道終端要超出門(mén)吊走行軌 1 m，以確保門(mén)吊搬遷過(guò)程中的安全距離。

2.2 檢測(cè)門(mén)吊技術(shù)參數(shù)

為確保搬遷門(mén)吊技術(shù)狀態(tài)良好，搬遷前，組織施工單位、使用管理單位和濟(jì)南鐵路局特種設(shè)備檢測(cè)站到現(xiàn)場(chǎng)勘驗(yàn)設(shè)備技術(shù)狀態(tài)，對(duì)門(mén)吊支腿的垂直度、主梁上拱度及其他各部位幾何尺寸等主要技術(shù)參數(shù)進(jìn)行檢測(cè)，形成紀(jì)要備案。

2.3 放置滑道走行小車(chē)

在抬起門(mén)吊前需封鎖貨物線(xiàn)路，將門(mén)吊行駛至平移位置，使大車(chē)走行臺(tái)車(chē)搖枕中心對(duì)準(zhǔn)滑道，做好防溜措施，切斷電源，拆除門(mén)吊滑觸線(xiàn)裝置。

（1）方案。放置滑道走行小車(chē) (以下簡(jiǎn)稱(chēng)走行小車(chē)) 時(shí)，在門(mén)吊一側(cè) 2 個(gè)大車(chē)走行臺(tái)車(chē)底板，使用 8 臺(tái) 30 t 螺旋頂鎬 (每臺(tái)頂鎬承重7～9 t )?將該側(cè)走行裝置頂起 100 mm，拆除原門(mén)吊走行軌，穿入滑道鋼軌，連接、釘閉、加固、整平后，放入走行小車(chē)，將門(mén)吊平穩(wěn)落下放在走行小車(chē)上，并對(duì)走行小車(chē)前后輪用木質(zhì)牙木加固防止滑動(dòng)；同樣方法將門(mén)吊另一側(cè)走行裝置頂起放在走行小車(chē)上并進(jìn)行加固，如圖 2 所示。

（2）技術(shù)要求。①每臺(tái)走行小車(chē)承受壓力應(yīng)大于80 kN；②走行小車(chē)承受壓力必須經(jīng)過(guò)專(zhuān)業(yè)檢測(cè)部門(mén)檢測(cè)合格，并附檢測(cè)報(bào)告；③每臺(tái)走行小車(chē)使用 4 個(gè)直徑不小于150 mm 的圓鋼做輪子，承重軸使用的軸承承受壓力應(yīng)大于 20 kN，如圖 3 所示。

圖 1 鋪設(shè)平移鋼軌滑道

圖 3 走行小車(chē)車(chē)輪

（3）安全施工要點(diǎn)。①走行小車(chē)使用的軸承必須是達(dá)到承受壓力的合格產(chǎn)品；②使用的 8 臺(tái)頂鎬必須是相同型號(hào)、相同噸位的螺旋頂鎬，不得使用油壓頂鎬，頂起落下時(shí)，必須保證同步一致；③頂鎬底部支撐面必須水平堅(jiān)固；④小車(chē)與門(mén)吊接觸面放入 5 mm 厚橡膠皮以防止?fàn)恳^(guò)程中滑動(dòng)；⑤搬動(dòng)穿入滑軌時(shí)，必須服從指揮，動(dòng)作統(tǒng)一，防止碰傷手腳；⑥施工時(shí)選擇風(fēng)力小于 3 級(jí)的天氣施工，風(fēng)力大于 3 級(jí)不得施工；⑦放入走行小車(chē)時(shí)，保證小車(chē)輪緣與滑道鋼軌間隙左右均為 15 mm，以避免搬遷過(guò)程中一側(cè)輪緣靠近滑道鋼軌增加阻力。

2.4 整體搬遷方法

門(mén)吊遷移時(shí)利用 2 臺(tái)絞車(chē)進(jìn)行牽引。經(jīng)計(jì)算，搬遷滾動(dòng)摩擦力F為 67.62 kN (車(chē)輪-鋼軌滾動(dòng)摩擦系數(shù)U= 0.05)，每臺(tái)絞車(chē)承受拉力為33.81 kN (≈3 450 kg)，選用直徑為12.5 mm 的 6×19型鋼絲繩 (破斷拉力為 78.5 kN≈8 010 kg )?滿(mǎn)足要求。

（1）方法。牽引鋼絲繩與已設(shè)置在門(mén)吊大車(chē)走行鉸接法蘭處的滑輪連接，平行于滑道，如圖 4 所示。2 臺(tái)絞車(chē)同步牽引，走行速度保持均勻一致，直到門(mén)吊走行輪對(duì)準(zhǔn)新建門(mén)吊走行軌停止，做好走行小車(chē)防溜措施，如圖 5 所示。按照上述方法將門(mén)吊兩側(cè)分別使用螺旋頂鎬頂起，抽出走行小車(chē)及滑道鋼軌，然后平穩(wěn)下降，使門(mén)吊走行輪落在新建門(mén)吊走行線(xiàn)上，做好門(mén)吊防溜措施，搬遷工作完成。

圖 4 使用鋼絲繩牽引門(mén)吊整體平移

圖 5 門(mén)吊整體遷移至新建門(mén)吊走行線(xiàn)

（2）絞車(chē)牽引技術(shù)要求。①為防止?fàn)恳?duì)門(mén)吊整體結(jié)構(gòu)受力傳遞前后不一致，對(duì)門(mén)吊走行梁端部 (?同側(cè) )?用 25# 槽鋼進(jìn)行剛性連接，槽鋼中部下垂度用吊繩找平；②絞車(chē)地籠應(yīng)根據(jù)承受拉力按工務(wù)手冊(cè)標(biāo)準(zhǔn)制作；③ 2 臺(tái)絞車(chē)上的鋼絲繩應(yīng)平行于滑道鋼軌，鋼絲繩承受拉力不小于 80 kN；④ 2 臺(tái)絞車(chē)牽引走行速度保持均勻，走行速度應(yīng)不大于 1 m/min；⑤牽引時(shí)，滑道鋼軌上每隔 200 mm 刻畫(huà)走行刻度，滑道兩側(cè)設(shè)專(zhuān)人觀察走行速度，并隨時(shí)向指揮員通報(bào)，確保同步牽引。

（3）安全施工要點(diǎn)。①門(mén)吊搬遷啟動(dòng)后，4 臺(tái)走行小車(chē)應(yīng)安排專(zhuān)人進(jìn)行監(jiān)控，遇到不正常情況應(yīng)立即停止移動(dòng)，找出原因，及時(shí)解除；②絞車(chē)鋼絲繩應(yīng)檢測(cè)后使用，并安排備用鋼絲繩；③施工時(shí)選擇風(fēng)力小于 3 級(jí)的天氣施工，風(fēng)力大于 3 級(jí)不得施工；④搬遷門(mén)吊距到位 2 m 時(shí)應(yīng)減慢速度，距到位 0.3 m 時(shí)應(yīng)停止?fàn)恳?，精確調(diào)整平行度，緩慢到位；⑤牽引時(shí)，門(mén)吊四角設(shè)置風(fēng)攬繩；⑥在門(mén)吊走行梁中部設(shè)防溜繩；⑦為防止門(mén)吊牽引速度過(guò)快，設(shè)專(zhuān)人在前進(jìn)方向隨時(shí)向滑道軌面上撒細(xì)沙；⑧整個(gè)牽引過(guò)程由一人統(tǒng)一指揮。

3 效果

門(mén)吊搬遷到位后，拆除滑道、清理現(xiàn)場(chǎng)，接通門(mén)吊滑觸線(xiàn)。組織施工單位、使用管理單位和鐵路局特種設(shè)備檢測(cè)站對(duì)門(mén)吊主要技術(shù)參數(shù)進(jìn)行復(fù)檢合格并進(jìn)行空重載試驗(yàn)后交付使用。泰山站貨場(chǎng)門(mén)吊整體搬遷實(shí)現(xiàn)了安全、高效目標(biāo)，取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

（1）安全性好。搬遷過(guò)程平穩(wěn)，對(duì)門(mén)吊整體技術(shù)狀態(tài)無(wú)影響。

（2）速度快，停時(shí)短。搬遷過(guò)程僅用 1 h 15 min，從搬遷到驗(yàn)收交付使用，門(mén)吊停產(chǎn)時(shí)間僅 2 天，與拆裝方案施工相比，停產(chǎn)時(shí)間縮短了 12 天，最大程度地減少了施工對(duì)鐵路運(yùn)輸生產(chǎn)和地方生產(chǎn)企業(yè)的影響。

（3）效益高。按該門(mén)吊近年來(lái)日均作業(yè)量 2 985 t計(jì)算，12 天作業(yè)量可達(dá) 35 820 t，收入超過(guò) 40 萬(wàn)元。

（4）成本低。施工所用砟石、鋼軌、枕木、鋼材、鋼絲繩等材料均可再利用，與拆裝方案施工相比，工程費(fèi)用減少超過(guò) 10 萬(wàn)元。