大型鋼結(jié)構(gòu)棧橋吊裝專用工具的研制與應(yīng)用

幸德良

中煤第九十二工程有限公司 河北邯鄲 056106

隨著我國工業(yè)現(xiàn)代化不斷深入發(fā)展，工業(yè)建設(shè)中越來越多的地方使用大型鋼結(jié)構(gòu)棧橋作為兩個或多個車間、廠房之間的連接平臺被應(yīng)用。大型鋼結(jié)構(gòu)棧橋吊裝工程日益增多，在吊裝作業(yè)中，通常是直接將吊裝鋼絲繩纏繞在鋼棧橋的下弦鋼梁上，將鋼絲繩纏繞部位的鋼梁棱角處墊上管皮、厚膠皮或木方等墊襯材料后進(jìn)行起吊，防止在起吊受力過程中損壞或切斷鋼絲繩，但這種方法由于鋼絲繩、保護(hù)材料、鋼梁三者之間均沒有連接固定。

1 大型鋼結(jié)構(gòu)棧橋吊裝專用工具研制

1.1 設(shè)計(jì)原理

根據(jù)鋼結(jié)構(gòu)棧橋的結(jié)構(gòu)形式及特點(diǎn)，充分考慮棧橋在拼裝和吊裝就位時各吊點(diǎn)的受力情況和安全可靠的重要性，對鋼棧橋吊裝專用具的結(jié)構(gòu)形式進(jìn)行設(shè)計(jì)和研究（如圖1所示）。為保證專用工具整體的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定和受力均勻，其主要受力部位均不設(shè)置焊縫，全部為鋼板自身整體受力，這樣不僅大幅度提高了專用工具的安全可靠性和結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，還簡化了結(jié)構(gòu)，減輕了自重，加工制造方便。鋼棧橋吊裝專用工具與吊裝構(gòu)件之間采用承重銷軸連接，專用工具的主要受力形式是被吊構(gòu)件對銷軸整體的剪切力。與常用的鋼絲繩纏繞捆綁構(gòu)件進(jìn)行吊裝相比較，專用工具的銷軸是整塊鋼板承受剪切力，受力更合理。

圖1

1.2 受力分析

（1）材料選擇。鋼棧橋吊裝專用工具主要分兩部分，一是吊裝專用工具本體，主要承受拉力；二是承重銷，主要承受剪切力。選材時主要考慮經(jīng)濟(jì)、方便、能滿足焊接要求和安全性能保障，吊裝專用工具選用Q235碳素結(jié)構(gòu)鋼，具有良好的塑性和韌性，易于成型和焊接，是施工中常用材料，便于就地取材[1]。

（2）受力計(jì)算：

①選用厚度δ=12mm鋼板現(xiàn)場制作，查手冊可知，屈服強(qiáng)度為235MPa，抗拉強(qiáng)度為375-500MPa[2]。如圖2所示，吊裝專用工具本體承受拉力，以最小截面（最薄弱部位）承受拉力進(jìn)行計(jì)算。

最小截面積=65?12=780mm2，

破斷拉力=抗拉強(qiáng)度?最小截面積

=400MPa?780mm2

=312KN

吊裝專用工具本體實(shí)際工作拉力

=破斷拉力÷安全系數(shù)

=312KN÷8

=39KN。

注：此處取抗拉強(qiáng)度為400MPa；安全系數(shù)取8。

圖2

②承重銷軸承受剪切力，以兩根承重銷軸最小截面（最薄弱部位）承受剪切力進(jìn)行計(jì)算。

最小截面積 =80?12?2

=1920mm2

最大抗剪切力=屈服強(qiáng)度?抗剪截面積

=235MPa?1920mm2

=451.2KN

實(shí)際工作抗剪切力=最大抗剪切力÷安全系數(shù)

=451.2KN÷8

=56.4KN

注：屈服強(qiáng)度取235MPa，安全系數(shù)取8。

吊裝專用工具本體實(shí)際工作拉力及承重銷實(shí)際工作抗剪切力相比較，二者取小即為該專用工具整體最終所能承受的最大起重載荷。

根據(jù)以上計(jì)算結(jié)果進(jìn)行比較，得：

吊裝專用工具本體實(shí)際工作拉力=39KN

實(shí)際工作抗剪切力=56.4KN。

吊裝專用工具本體實(shí)際工作拉力為＜實(shí)際工作抗剪切力。

所以專用工具整體能承受的最載荷為39KN，即為最大起吊重量為3.98噸（重力系數(shù)G=9.8N/Kg）。

在實(shí)際應(yīng)用中，可以根據(jù)現(xiàn)場要吊裝鋼結(jié)構(gòu)的重量和起吊方式計(jì)算出每個吊點(diǎn)的載荷，根據(jù)載荷大小來選擇制作專用吊裝工具的鋼板厚度，鋼板越厚，所能承受的載荷越大，還可以通過調(diào)整專用吊裝工具的結(jié)構(gòu)尺寸以滿足吊裝載荷需要，結(jié)構(gòu)越大，承載力越大。

2 大型鋼結(jié)構(gòu)棧橋吊裝專用工具使用方法

在鋼棧橋大片拼裝或整榀棧橋吊裝時，將專用工具本體插入鋼棧橋各吊點(diǎn)位置下弦或上弦的拼裝縫中，將銷軸插入專用工具下部的長方形銷孔內(nèi)，上部的圓孔安置卡環(huán)與吊裝鋼絲繩連接，起吊時確保銷軸的限位槽卡住鋼棧橋本體，使承重銷軸均勻受力[3]。

3 結(jié)語

在工業(yè)廠房建設(shè)、工業(yè)設(shè)備安裝及長距離輸送設(shè)備安裝等方面的施工中，鋼結(jié)構(gòu)棧橋應(yīng)用極為廣泛。