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浅析特大龙门起重机安装新技术

发表时间：2020/8/24 来源：《基层建设》2020年第10期作者：马聪

[导读] 摘要：特大龙门起重机，属于造船业扩大自身生产能力所必需的重要设备。

        浙江省特种设备科学研究院浙江杭州 310000
        摘要：特大龙门起重机，属于造船业扩大自身生产能力所必需的重要设备。由于特大型龙门起重机自重大、跨距大，不适合选择常规的起重设备进行安装。对于这种高难度、吨位超大的钢结构安装，我们在部分船厂中已使用一种新型技术--液压同步提升技术，其安装效果比较理想。本文将对液压同步提升技术安装特大龙门起重机的方法进行探索。
        关键词：液压同步提升技术；安装；特大龙门起重机
        1 液压同步提升技术
        液压同步提升技术是近年来随着超大型、超高空提升结构的日益增多而发展起来的一项新兴施工方法。它与传统的安装方法不同，采用柔性钢丝绳或刚性立柱承重，由多个提升器采用液压同步提升技术，由计算机控制，将大吨位的构件在地面拼装后，整体提升到预定高度安装就位。该方法可实现大吨位、大跨度、大面积的超大型构件超高空整体同步提升，完成人与现有设备难以完成的施工任务。
        液压同步提升技术在提升过程中，不但可以控制结构件的运行轨迹和应力分布，还可以让结构件在空中长期滞留和进行微动调节，实现构件的空中拼接。这项技术是集机械、电气、液压、计算机控制和传感技术为一体的高新技术。已经成功运用于石洞口电厂钢内筒烟囱施工、上海东方明珠广播电视塔钢制天线桅杆安装、上海大剧院钢屋架整体提升及北京西客站主站房钢门楼整体提升等多项工程，取得了显著的经济效益和社会效益。
        2 液压同步提升控制原理
        主控计算机除了控制所有提升油缸的统一动作外，还必须保证各提升吊点的位置同步。在提升体系中，设定主令提升吊点，其他提升吊点均以主令吊点的位置作为参考来进行调节，主令提升吊点决定整个提升系统的提升速度，通过液压泵站的流量分配实现提升速度的均衡，从而保持各吊点的同步提升。在提升控制系统中，主控计算机依据跟随提升吊点当时的高度差，依照一定的控制算法，选择相应比例来控制流量的大小，保持相同提升速度，从而实现每一个跟随提升吊点与主令提升吊点的位置同步。
        在提升油缸数量确定之后，每台提升油缸上安装一套位置传感器，传感器可以反映主油缸的位置情况，上下锚具的松紧情况。通过现场实时网络，主控计算机可以获取所有提升油缸的当前状态。根据提升油缸的当前状态以及主控计算机综合用户的控制要求（如手动、顺控、自动）可以决定提升油缸的下一步动作。
        3 施工工艺流程
        特大龙门起重机整体提升的施工工艺是一种技术比较复杂、工程质量要求极高、施工安全特别重要的工艺过程。因此，选择先进合理施工工艺流程，是保证工程质量、施工安全及提高工程进度的关键。
        3.1施工工艺操作要点
        特大900t及以上门式起重机，一般跨度在208～230m左右，宽度63～70m左右；高度 98 ～1lOrm左右，整体提升重量为6500～12000t左右（不含索具和辅助吊具重量）。
        3.1.2 提升塔架选择确定
        （1）塔架性能指标确定
        依据特大型龙门起重机的整体提升的总重量（包括起重机总重和吊具索具及辅助材料重量），和安装高度及宽度选择两付，即 4个塔架组成2付提升门式架，整体提升门式起重机。确定门式起重机的起重量为900～1600t，宽度220m，高度为120m后，应对塔架进行强度、断面系数等力学验算，最终确定之。
        （2）提升装置选择
        计算机控制液压同步提升系统由钢绞线及提升油缸集群（承重部件）、液压泵站（驱动部件）、传感检测及计算机控制（控制部件）和远程监视系统等几个部分组成。升级版的工法按总重为 6500 ～12000t 时选用 l6 ～22 套，每套提升能力为 800t 的液压提升油缸，而 22 台提升油缸的提升总能力为 17600t，因此安全系数为 1．47，提升油缸的提升能力利用系数为 0 ．67。按 800t 液压提升油缸配相应承拉能力的钢绞线；配置并安装计算机及操作台和相关的检测传感器。
        3.1.2 塔架基础施工
        依据门式起草机总审量、提升高度及跨度等进行力学计算，设计塔架基础和缆风地锚基础，进行钢筋混凝土浇筑。

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        3.1.3 塔架安装
        整体提升总重近 6500t左右的12000t 门式起重机需用 2付塔架组合成二套门式架完成，塔架安装方法：
        （1）测定锚栓水平、向偏移是否符合设计规定；
        （2）检查地锚的质量是否满足吊装要求；
        （3）首先将各构件在地面拼接成6m一段的标准组合件，同时将地面脚手架拼成两个整体；
        （4）在四个基础上分别安装底节、四个标准节、顶节、外套架（顶升用）及短梁，以形成两组四边形门式塔架；
        （5）在两个吊装架顶（按l组叙之）的短梁之间先安装两榀脚手架，并将其问支撑连梁托梁固定；
        （6）分六段吊装提升大梁，大梁中间搁支在托梁上，并逐段测定位置后用法兰连接螺栓紧固，箱型梁内侧法兰螺栓I）lI由粱端平台进入箱梁内侧紧固；紧固短梁与大梁底面之连接螺栓中间有橡胶垫板；与此同时，在塔架顶部分别安装2台 50t小吊车，以配合塔架自身安装和施工用；
        （7）固定两大梁两端上表面的连接板，固定大梁外侧与脚手架之横向连接板，固定大梁与上脚手板之间的压缝板；
        （8）连接大梁两端下表面中心之“T”形风绳连接板；
        （9）提升外套架，每次3m，两次安装一个塔架标准节，两个塔架同时提升。标准节装入后及时用高强度螺栓固定；
        （10）继续提升外套架，插入标准节，要求一个门式桅杆吊装架同时升高；
        （11）固定千斤顶于支承梁和提升大粱上；
        （12）按步骤安装另一组吊装架和大梁，并形成完整的吊装结构体系；
        （13）试吊门式起重机大梁lOOmm高，并作综合检查；
        （14）确认情况正常可正式提升；
        3.1.4提升油缸安装
        由于液压同步提升技术是一项新颖的超大型结构提升安装施工技术，它是采用柔性钢铰线承重，提升油缸群集提升，因此要保证整体提升同步，液压系统安装非常重要。
        （1）按照施工组织设计将8～ll套（单组边）提升油缸均布安装在塔架提升梁上，并测量油缸与提升梁的垂直度和标高；
        （2）在确保各油缸与提升梁垂直度和标高完全一致的条件下，依次安装相直径的钢绞线；
        （3）将6台 160t/min的液压泵站分别安装在4个塔架的顶部（距油缸越近越对称越好），保持相同的流速，并控制16～22个油缸同步提升，而提升速度应均衡，保持在lOm/h左右；
        4 安全控制措施
        （1）牢牢树立安全第一的思想，做到每天班前教育、班前检查、班后总结，所有施工人员，必须严格遵守现场条令及集团公司有关场外作业安全规章制度。
        （2）所有施工人员要严格培训，合格后方可上岗（焊工、起重、操作工等），进入施工现场遵守要“现场六大纪律”。
        （3）所用起重吊索具要有6倍以上的安全系数，捆绑钢丝要有l0倍以上安全系数。
        （4）在施工区域拉好红白带。专人看管，严禁非施工人员进入。吊装时，施工人员不得在构件、起重臂下或受力索具附近停留。
        （5）严禁在风速五级以上进行安装工作。
        （6）起重人员要遵守“十不吊”原则，指挥人员要口令清晰，指挥正确，操作人员要集中精力认真操作，听从指挥。
        （7）任何人不得随构件升降，构件起升要平稳，速度要慢，避免振动和摆动。
        （8）施工前所有施工人员要对施工方案及工艺进行了解，熟悉操作过程和具体步骤。在施工过程中，任何人不得随意改变施工方案的作业要求，如有特殊情况进行调整，必须通过一定的程序以保证整个施工过程安全。
        （9）钢绞线在安装时，地面应划好安全区，以避免重物坠落，造成人员伤亡；在正式提升时也应划出安全区，未经许可不得擅自进入施工现场；主梁提升空间内不得有障碍物；在提升过程中，应指定挂牌制一人一锚观察地锚、安全锚、油缸、钢绞线、缆风的工作情况，若有异常，直接通知控制中心。
        结语
        液压同步提升技术，不仅可以控制结构件的运行轨迹和应力分布，同时也能够让结构件在空中长期滞留、实现微动调节与构件空中拼接。该项技术是集机械、电气、液压、计算机控制和传感技术为一体的高新技术。今后，液压同步提升技术在船舶领域将大规模应用，节省人力，确保最佳的安装效果。
        参考文献：
        [1]郑树民，谢树波，侯彩云.浅谈集装箱龙门起重机吊具防摇装置[J].郑铁科技，2020（01）：59-61.
        [2]许金萍.浅谈门式起重机安装与拆除过程安全控制要点[J].中国水运（下半月），2020，20（03）：95-97.