三機(jī)抬吊取料機(jī)主體結(jié)構(gòu)

方玉海 劉志濤 王 東 劉相周

中國寰球工程公司 北京 100012

1 現(xiàn)場概況

取料機(jī)由人字形主體結(jié)構(gòu)、行走系統(tǒng)、取料臂、卷揚(yáng)機(jī)和控制系統(tǒng)等組成（圖1），安裝完畢的取料機(jī)行走在堆場的重型鋼軌上。

圖1 取料機(jī)主要部件圖

取料機(jī)主體結(jié)構(gòu)分六段到貨，需在現(xiàn)場拼裝，拼裝后總重68t，跨度46m，高19.9m。其余各系統(tǒng)均為散件到貨，現(xiàn)場組裝。

根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際情況及吊裝設(shè)備情況，制定取料機(jī)安裝順序?yàn)椋褐匦弯撥墶凶呦到y(tǒng)（簡支端、固支端）組裝、豎立、固定→主體結(jié)構(gòu)拼裝→主體結(jié)構(gòu)吊裝、就位→取料臂安裝→卷揚(yáng)機(jī)安裝→控制系統(tǒng)安裝。

2 工程難點(diǎn)

重型鋼軌安裝完畢后，開始取料機(jī)的吊裝準(zhǔn)備工作。固支端的行走系統(tǒng)和主體結(jié)構(gòu)通過焊接連接，簡支端的行走系統(tǒng)通過球鉸起到傳遞主體結(jié)構(gòu)豎向力的作用。取料機(jī)主體結(jié)構(gòu)和左右兩端行走系統(tǒng)連接完成前，兩端的行走系統(tǒng)均不能獨(dú)自豎立，需要使用行走系統(tǒng)自帶夾軌器和攬風(fēng)繩將組裝完畢的行走系統(tǒng)固定，夾軌器限制行走系統(tǒng)沿鋼軌方向移動，攬風(fēng)繩則用于固定行走系統(tǒng)。

行走系統(tǒng)示意圖如圖2 所示。簡支端行走系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，安裝速度快；固支端行走系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，安裝速度慢。為減少行走系統(tǒng)豎立后可能發(fā)生碰撞攬風(fēng)繩、風(fēng)載等因素帶來的風(fēng)險(xiǎn)，需要平衡行走系統(tǒng)與主體結(jié)構(gòu)的安裝與拼裝進(jìn)度，且三者需要同時(shí)完成。圖3 為行走系統(tǒng)和主體結(jié)構(gòu)安裝/ 拼裝計(jì)劃。

圖2 行走系統(tǒng)

圖3 行走系統(tǒng)和主體結(jié)構(gòu)安裝/ 拼裝計(jì)劃

現(xiàn)場可提供使用的吊車只有1 臺200t 履帶吊和2臺75t 汽車吊。從起吊到吊裝就位，除200t 履帶吊可以行走外，其余兩臺汽車吊，尤其是固支端行走系統(tǒng)側(cè)的汽車吊無法移位，使得現(xiàn)場的平面布置非常重要，需要在行走系統(tǒng)安裝、主體結(jié)構(gòu)拼裝前對3 個組件的相對位置進(jìn)行精確的布置與定位。

3 吊裝準(zhǔn)備

3.1 吊裝過程受力分析

供貨商在設(shè)備組件表中給出了主體結(jié)構(gòu)各段的重量和重心，并且在各段和和主體結(jié)構(gòu)頂部、主體結(jié)構(gòu)底部附近焊接了吊耳。通過主體結(jié)構(gòu)的吊點(diǎn)與重心的相對位置計(jì)算（圖4 和圖5）發(fā)現(xiàn)，起吊時(shí)主吊車F1、輔助吊車F2 和F3 都受力，主體結(jié)構(gòu)翻轉(zhuǎn)豎直后簡支端吊車F2 不受力。

圖4 重心計(jì)算

圖5 吊裝受力分析

3.2 行走系統(tǒng)的固定

行走系統(tǒng)的固定現(xiàn)場如圖6 所示，行走系統(tǒng)單側(cè)使用2 根鋼絲繩連接在地錨上進(jìn)行固定，地錨與行走系統(tǒng)鋼絲繩拴結(jié)點(diǎn)之間各設(shè)置一個3t 倒鏈，用于和主體結(jié)構(gòu)對口時(shí)進(jìn)行行走系統(tǒng)垂直度的微調(diào)。

圖6 行走系統(tǒng)固定

3.3 吊裝立面圖

取料機(jī)主體結(jié)構(gòu)翻轉(zhuǎn)豎直后，由于主體結(jié)構(gòu)底部要避開攬風(fēng)、焊接平臺等，兩側(cè)底部需要比行走系統(tǒng)各高1m，如圖7 所示。由圖7 的立面布置可知取料機(jī)主體結(jié)構(gòu)翻轉(zhuǎn)豎直后和主吊車的位置關(guān)系，如圖8 所示。

圖7 吊裝立面圖

圖8 吊裝立面圖

3.4 吊裝平面圖

兩個行走系統(tǒng)中心連線必須與兩條重型鐵軌垂直。為使行走系統(tǒng)安裝與主體結(jié)構(gòu)拼裝互不影響，設(shè)立各自獨(dú)立的工作區(qū)域，且行走系統(tǒng)地錨外緣與主體結(jié)構(gòu)之間保留1m 的安全距離。經(jīng)過多方案比選，確定了如圖9 所示的平面布置方式。該平面布置方式既保證3臺吊車能同時(shí)以最佳工況起吊，還使2 臺汽車吊在整個吊裝過程中變幅最小，保證吊裝穩(wěn)定。

圖9 平面布置

本案例中關(guān)于鋼絲繩、卸扣、地基的計(jì)算與使用，屬于常規(guī)計(jì)算，不再贅述。

4 吊裝過程

（1）正式起吊前先進(jìn)行試吊。試吊除檢查吊車、吊具、地基、結(jié)構(gòu)自身受力與運(yùn)行情況外，還需要將各吊車起吊重量與圖5 中的受力分析進(jìn)行比較，確保各吊車受力在方案數(shù)據(jù)范圍內(nèi)，有異?；蚱钸^大時(shí)要停止吊裝、查明原因、制定措施后重新起吊。

（2）吊裝過程中各吊車司機(jī)和吊裝信號工要及時(shí)向吊裝總指揮匯報(bào)荷載情況，由吊裝總指揮向各吊車信號工下達(dá)吊車動作指令。

（3）主體結(jié)構(gòu)翻轉(zhuǎn)豎直后，核對主、副吊車荷載（按圖5 受力分析，簡支端的吊車受力F2=0）。

（4）將取料機(jī)主體結(jié)構(gòu)翻轉(zhuǎn)豎直后，主、副吊車按方案行走和變幅，將主體結(jié)構(gòu)吊移至就位位置。

注意主體結(jié)構(gòu)與行走系統(tǒng)的連接順序?yàn)椤跋裙讨Ф?、后簡支端”，固支端連接需要搭設(shè)焊接平臺，焊接平臺的高度不能高于圖7 中“行走系統(tǒng)+ 安全距離”的總高度。

5 注意事項(xiàng)

（1）本案例中吊車負(fù)載率均未超過70%，滿足三機(jī)抬吊關(guān)于負(fù)載率的要求，且有安全裕量。

（2）取料機(jī)行走系統(tǒng)與主體結(jié)構(gòu)的相對位置非常重要，關(guān)系到吊裝能否順利進(jìn)行，而且一旦開始安裝/拼裝，位置很難改變。因此，對各組件的安裝和拼裝位置一定要根據(jù)平面布置圖進(jìn)行復(fù)核。

（3）各組件安裝和拼裝的區(qū)域要相互獨(dú)立，避免交叉作業(yè)帶來的安全風(fēng)險(xiǎn)。

（4）固定行走系統(tǒng)的攬風(fēng)繩上要設(shè)置倒鏈，方便取料機(jī)主體結(jié)構(gòu)與行走系統(tǒng)對接時(shí)進(jìn)行微調(diào)。