門式起重機(jī)在橋梁施工中的安裝及運(yùn)用

張旭東

（中鐵十九局集團(tuán)第五工程有限公司，遼寧大連 116100）

0 引言

隨著國(guó)內(nèi)施工企業(yè)對(duì)公路、鐵路橋梁建設(shè)能力的提高，我國(guó)橋梁建筑工程呈現(xiàn)建設(shè)跨度大、施工難度高的趨勢(shì)[1]，對(duì)橋梁施工技術(shù)提出了更高的要求。在橋梁施工中，多數(shù)大中型號(hào)構(gòu)件需要依靠門式起重機(jī)進(jìn)行施工吊裝，因此根據(jù)施工要求對(duì)門式起重機(jī)進(jìn)行合理安裝，能夠有效提高設(shè)備使用性能和橋梁工程施工效率，節(jié)約施工成本[2]。

1 門式起重機(jī)的結(jié)構(gòu)與功能

門式起重機(jī)的構(gòu)造各不相同，常見的基本構(gòu)成結(jié)構(gòu)包括起升系統(tǒng)、門式框架、軌道基礎(chǔ)及天車行走系統(tǒng)等。

1.1 起升系統(tǒng)

起升系統(tǒng)主要用于完成降落或起升具備兩個(gè)吊點(diǎn)的起吊構(gòu)件，包括傾翻電機(jī)、主電機(jī)、行星減速機(jī)及卷筒，為了保證吊裝的平衡，通常門式起重機(jī)會(huì)設(shè)計(jì)多于兩套的起升系統(tǒng)[3]。為了使起吊重物更加穩(wěn)固，需借助門式起重機(jī)分配梁與起升系統(tǒng)共同進(jìn)行重量承載，進(jìn)而通過門式起重機(jī)的液壓起重機(jī)或電動(dòng)卷?yè)P(yáng)機(jī)進(jìn)行構(gòu)件吊裝。

1.2 門式框架主體

門式框架主體是門式起重機(jī)機(jī)械設(shè)備的主要結(jié)構(gòu)，是起重機(jī)的“穩(wěn)定系統(tǒng)”，主要作用是保證起重機(jī)工作時(shí)的吊裝穩(wěn)定[4]。門式框架主體是由主承重梁和高低支腿立柱門架組成的復(fù)合結(jié)構(gòu)，主承重梁是由很多六五墩墊梁交叉拼裝而成，每?jī)善M合固定于支腿立柱的頂端，其作用主要完成起重機(jī)的穩(wěn)定牢固功能，而非直接承擔(dān)吊裝構(gòu)建的承重。主承重梁主要分為拆裝式桁架梁結(jié)構(gòu)和多片單層梁結(jié)構(gòu)，安裝在門架位置。高低支腿立柱同樣是由六五墩組裝完成，形成橫縱結(jié)構(gòu)的多排立柱，立柱之間配合組裝水平拉撐結(jié)構(gòu)及交錯(cuò)斜拉撐結(jié)構(gòu)模式，一側(cè)相鄰立柱通過角鋼平連加固，上下工字鋼應(yīng)用剪刀支撐加固（圖1）。

圖1 門式起重機(jī)門式框架主體立面圖

1.3 軌道基礎(chǔ)

針對(duì)橋梁施工，門式起重機(jī)安置比較密集，機(jī)輪承受壓力大，所以對(duì)相應(yīng)軌道基礎(chǔ)承載力有嚴(yán)格的要求，對(duì)軌道基礎(chǔ)地基應(yīng)做特殊的加固處理，以承受門式起重機(jī)吊裝設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的額定載荷需求，通常軌道基礎(chǔ)建設(shè)成為鋼筋混凝土槽床結(jié)構(gòu)地基，以保證軌道地基的穩(wěn)固，保證軌道的平順度滿足設(shè)計(jì)要求[5]。

1.4 天車行走系統(tǒng)

天車行走系統(tǒng)是為了實(shí)現(xiàn)門式起重機(jī)吊裝過程的安全和穩(wěn)定，其控制功能是由電子變頻調(diào)速控制器實(shí)現(xiàn)的，配上滑輪及慢速卷?yè)P(yáng)機(jī)配合控制，以緩解在行走設(shè)備突然停止或突然啟動(dòng)過程中為門式起重機(jī)設(shè)備整體造成的沖擊。為了實(shí)現(xiàn)門式起重機(jī)的橫向吊裝平移，每個(gè)天車均應(yīng)在主橫梁位置配置至少雙對(duì)鋼輪。門式起重機(jī)的天車行走系統(tǒng)一般由軌道臺(tái)車和運(yùn)行軌道兩部分組成。

1.5 大車行走系統(tǒng)

針對(duì)大中型橋梁施工，常規(guī)的門式起重機(jī)行走系統(tǒng)通常無(wú)法滿足施工需求，需要適應(yīng)更大型施工的大車行走系統(tǒng)完成。大車行走系統(tǒng)由大車牽引驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)和行走大車構(gòu)成，其中行走大車是吊裝施工過程中的關(guān)鍵控制系統(tǒng)[6]。假設(shè)行走大車承載參數(shù)為固定值，增加重機(jī)的吊裝能力可通過增加行走大車的數(shù)目實(shí)現(xiàn)，并通過配置大車承載完成相應(yīng)橋梁施工的具體設(shè)計(jì)載荷及行走距離實(shí)際需求，降低重機(jī)受到的沖擊。一般選擇八三墩鋼與長(zhǎng)工字鋼相連作為大車行走鋼梁，并配置多功能臺(tái)車一同使用，根據(jù)橋梁施工需要進(jìn)行雙軌道或單軌道設(shè)計(jì)。為了最大限度地實(shí)現(xiàn)緩解大車行走對(duì)起重機(jī)的沖擊，如果起重機(jī)行走需要較長(zhǎng)距離，其控制方式可通過減速設(shè)備驅(qū)動(dòng)模式并配置對(duì)應(yīng)的電子變頻調(diào)速設(shè)備完成；如果行走距離較短，控制方式可憑借配置錨點(diǎn)和牽引裝置的牽引行走模式完成。

2 門式起重機(jī)在橋梁施工中的安裝工序和安裝要點(diǎn)

2.1 安裝工序

門式起重機(jī)在橋梁施工的安裝工序按照先上后下、先主結(jié)構(gòu)再附加結(jié)構(gòu)的原則完成，安裝工序如下。

（1）處理門式起重機(jī)地基。地基處理是橋梁吊裝施工的基礎(chǔ)環(huán)節(jié)，應(yīng)保證地基的壓實(shí)度和平整度符合吊裝要求。

（2）鋪設(shè)門式起重機(jī)底車行走鋼制軌道及下部枕木。鋼制軌道間的平行度及軌道的平滑度應(yīng)符合設(shè)計(jì)吊裝要求。

（3）將底車安置于鋼制軌道上，對(duì)底車的水平度及行走位置進(jìn)行適當(dāng)調(diào)節(jié)。

（4）安裝門式起重機(jī)立柱。拼裝完成立柱后，在其上部安裝頂部鋼板，隨后進(jìn)行立柱間的平連和支撐操作。

（5）吊裝門式起重機(jī)主橫梁。完成主橫梁指定位置吊裝后，再進(jìn)行兩主橫梁之間的平連操作。

（6）完成鋪設(shè)天車軌道，并在天車軌道上安放天車。

（7）完成對(duì)吊裝系統(tǒng)、吊點(diǎn)橫梁、扁擔(dān)梁及旋轉(zhuǎn)體等配套裝置的裝配。

（8）安裝并調(diào)試門式起重機(jī)橫移和縱移系統(tǒng)，橫移系統(tǒng)指天車橫移系統(tǒng)，縱移系統(tǒng)指底車縱移系統(tǒng)。

（9）安裝并調(diào)試自動(dòng)化電器控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)是吊裝操作的指令發(fā)出系統(tǒng)，是起重吊裝的重要環(huán)節(jié)。

（10）門式起重機(jī)吊帶安裝，完成門式起重機(jī)的整體調(diào)試和試運(yùn)行，為正式施工做準(zhǔn)備。

2.2 安裝要點(diǎn)

門式起重機(jī)應(yīng)用在橋梁施工時(shí)，其安裝工序應(yīng)進(jìn)行嚴(yán)格的質(zhì)量控制，以防止門式起重機(jī)吊裝吊裝施工產(chǎn)生運(yùn)行不順暢、受力不均衡的現(xiàn)象，從而影響吊裝施工的穩(wěn)定運(yùn)行及吊裝安全。

（1）穩(wěn)定性與平順性是軌道安裝和行走臺(tái)車安裝的共同安裝要點(diǎn)，是吊裝施工得以順利進(jìn)行的保障。

（2）軌道安裝前應(yīng)保證安裝測(cè)繪數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確，控制軌道頂標(biāo)高、縱坡度、單輪走行距離等參數(shù)均在設(shè)計(jì)要求的范圍，一旦超出規(guī)定范圍將會(huì)影響起重機(jī)的正常穩(wěn)定運(yùn)行。

（3）臺(tái)車安裝前應(yīng)確保主橫梁同行走軌道安裝牢固，臺(tái)車運(yùn)行的軌道距離的絕對(duì)平行度，在軌道兩端安裝防止臺(tái)車出軌的保護(hù)車檔裝置。

（4）上橫梁的安裝應(yīng)注意保證其支腿立柱中心距離的數(shù)據(jù)準(zhǔn)確，拼接過程應(yīng)保證互相的平衡性，通常配合牽拉繩完成拼接過程，從而保證拼接安全。

（5）安裝高低支腿立柱時(shí)，應(yīng)保證安裝順序?yàn)閺纳系较?，并保證連接堅(jiān)固度。對(duì)低支腿安裝時(shí)應(yīng)通過上纜風(fēng)繩配合調(diào)節(jié)，從而保證支腿垂直度符合標(biāo)準(zhǔn)。為保證纜風(fēng)繩的抗拉強(qiáng)度，宜選擇直徑15 mm 的纜風(fēng)繩，其與支腿之間宜為45°夾角。

（6）卷?yè)P(yáng)機(jī)的安裝應(yīng)保證其吊裝能力及承重載荷符合吊裝施工需求，同時(shí)滿足臺(tái)車車架與卷?yè)P(yáng)機(jī)之間穩(wěn)固相連，防止因松脫引起安全事故。

（7）換輪組安裝完畢后應(yīng)鎖閉鋼索兩頭的繩，以保證滑輪組運(yùn)行時(shí)的安全穩(wěn)定。

（8）自動(dòng)化電器控制系統(tǒng)應(yīng)由具備安裝資質(zhì)的專業(yè)人員安裝，安裝后需進(jìn)行必要的調(diào)試及試運(yùn)行測(cè)試工序，各項(xiàng)指標(biāo)測(cè)試合格后方能投入使用。

3 門式起重機(jī)在橋梁施工中的運(yùn)用分析

3.1 調(diào)試與運(yùn)行

門式起重機(jī)調(diào)試應(yīng)先接通電源，不加載負(fù)重的情況下針對(duì)各個(gè)吊裝施工動(dòng)作進(jìn)行調(diào)試，一旦發(fā)現(xiàn)吊裝偏差應(yīng)及時(shí)進(jìn)行處理，直至調(diào)試達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。待所有調(diào)試項(xiàng)目均符合要求后，橋梁施工空載調(diào)試結(jié)束。門式起重機(jī)試運(yùn)行測(cè)試與空載調(diào)試測(cè)試內(nèi)容基本一致，唯一區(qū)別是門式起重機(jī)需要在吊裝負(fù)載狀態(tài)下完成各項(xiàng)操作測(cè)試，一經(jīng)發(fā)現(xiàn)吊裝偏差應(yīng)及時(shí)進(jìn)行處理，直至調(diào)試達(dá)到負(fù)載施工設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。在完成主梁索點(diǎn)測(cè)算及主梁組裝完成后，進(jìn)行試運(yùn)行吊裝，當(dāng)主梁吊起高度在10～20 cm 時(shí)，停止起重機(jī)運(yùn)行進(jìn)行平衡檢測(cè)，通過搭配不同配置使主梁達(dá)到水平狀態(tài)。此外，吊裝試運(yùn)行操作人員還應(yīng)檢查栓掛同吊裝繩索襯墊的綁扎狀態(tài)，通過調(diào)整至最佳狀態(tài)提升門式起重機(jī)在橋梁施工的完成效果。

3.2 在橋梁施工中的運(yùn)用

門式起重機(jī)在橋梁施工的實(shí)際吊裝應(yīng)用過程中，首先應(yīng)將安裝完成的天車升至安裝好的主梁位置，同時(shí)將天車與卷?yè)P(yáng)機(jī)正確相連，調(diào)整鋼絲繩同卷?yè)P(yáng)機(jī)的換輪組之間的配合狀態(tài)至最佳，并在合理位置固定天車的防雨罩。起重機(jī)在橋梁吊裝高空作業(yè)應(yīng)盡量安排在白天，并配合相應(yīng)的安全防護(hù)措施，必須在夜間施工的則應(yīng)借助充足的照明設(shè)施以保證作業(yè)安全。小車操作前在應(yīng)保證軌道距離的平行性，同時(shí)滿足操作司機(jī)在內(nèi)部操作時(shí)具備良好的操作視線，確保起重機(jī)吊裝施工的全過程在符合施工標(biāo)準(zhǔn)的環(huán)境下完成。

3.3 拆裝作業(yè)

實(shí)施門式起重機(jī)拆裝作業(yè)時(shí)，應(yīng)先用鋼絲繩固定各個(gè)門腿，借助槽鋼將行走梁與軌道連接固定，固定時(shí)應(yīng)檢測(cè)每個(gè)固定點(diǎn)的繩扣保持在鎖閉狀態(tài)，然后才能開始各個(gè)電纜及電器件的拆除操作。司機(jī)室拆除吊裝時(shí)應(yīng)保持緩慢速度，一旦出現(xiàn)鋼絲繩緊繃時(shí)應(yīng)立即停止移動(dòng)。汽車吊對(duì)主梁吊裝拆除前，應(yīng)完成固定，同時(shí)在主梁兩側(cè)系上滿足預(yù)留長(zhǎng)度的保護(hù)繩并加以控制，以提升主梁拆除的安全。然后再拆除行走梁及門腿的操作，直至整個(gè)起重機(jī)拆裝作業(yè)完成。

4 結(jié)語(yǔ)

門式起重機(jī)具有吊裝重量大、安裝拆除便捷、吊裝安全穩(wěn)定等優(yōu)勢(shì)，橋梁施工中很多大型號(hào)部件依靠其進(jìn)行吊裝施工。根據(jù)施工要求對(duì)門式起重機(jī)進(jìn)行科學(xué)安裝，以提升設(shè)備使用性能，可以有效提高橋梁工程施工效率，降低施工成本。