大型桥梁工程门式起重机设备安装技术分析_王琦.pdf

第 卷第期 年 月浙江水利水电学院学报 ：大型桥梁工程门式起重机设备安装技术分析王琦（中铁十八局集团第二工程有限公司，河北 唐山 ）摘要：以四川省绵阳市科技城大道二期涪江大桥项目为例，立足主梁和支腿总成组装的方法，分析了门式起重机设备安装技术的应用要点。研究认为，门式起重机是大型桥梁工程施工的主要设备，其安装质量对施工进度、施工质量有很大影响。由于门式起重机结构复杂，安装难度比较大，在进行主梁和支腿安装中可采取总成组装方法，在刚性支腿安装中可采取 条缆风绳并确保受力均匀，以便更好地调整支腿的垂直度。此外，为控制支腿变形问题，采用柔性和刚性支腿分别安装控制的方法，可有效保证大型桥梁工程门式起重机设备安装质量。关键词：大型桥梁；门式起重机；主梁；支腿中图分类号：文献标志码：文章编号：（）（，）：，：；收稿日期：作者简介：王琦（），男，辽宁阜新人，工程师，研究方向为桥梁机械设备，：。大型桥梁工程规模大、高度大，需要用到起重设备来吊运原材料，以提升施工效率。常用的起重机有汽车起重机、塔吊，但在大型桥梁工程施工中，这两种起重机普遍存在很强的局限性，如汽车起重机起吊高度和距离有限，难以很好地满足大型桥梁工程施工建设的要求；而塔吊需要有坚固的搭设基础，且搭设过程复杂，成本高，多应用在建筑群体施工建设中。陈思等深入研究了大跨度门式起重机布置及安装关键技术，总结了大跨度门式起重机的优点和实际应用的要点，结果表明门式起重机能够有效解决汽车起重机和塔吊存在的弊端，现场组装完成后，再吊装，就能快速投入使用，而且无需考虑桥梁跨度和高度问题，非常契合大型工程施工建设的要求。但大跨度门式起重机在吊装过程中的支腿变形问题，有些弹性变形可以自动恢复，变形超过一定范围后，产生的塑形变形将无法自动恢复，而且支腿变形直接影响到龙门吊的整体稳定性。吊装过程中如何设置吊点位置，让支腿均衡受力，同时起吊过程各个吊车同步显得尤为重要。各吊点同步，可将支腿变形控制在弹性变形允许值以内，这是需要研究的关键点，也是难点。工程概述科技城大道二期涪江大桥项目起于西岸涪城区（龙门镇），起点里程为 ，止于东岸游仙区（石马 镇），终 点 里 程 为 ，线 路 全 长 ，规划为城市快速路，设计速度 ，按双向车道设计，两侧设非机动车道、人行道。科技城大道二期涪江大桥项目主线桥梁全长 ，其中主桥长度为 ，东西两岸引桥长度分别为 ，。拟建场地位于四川省绵阳市，属于四川盆地西北部丘陵地区。工区地貌主要为河谷堆积地貌和丘陵地貌两类。本次施工采用门式起重机，设备型号为 ，采用小车结构，单台设备总质量约 。其性能参数见表。表门式起重机性能参数表序号名称参数主钩额定起质量 起重高度 起重机大车轨距 主钩起重速度（）工作状态设计风速级风非工作状态设计风速 级风小车运行速度（）起重工作级别 电源 整机质量 主梁和支腿总成组装要点门式起重机总重量大，安装要求高，主梁和支腿总成组装是门式起重机设备安装的前提条件，组装效果对后续安装的效率、质量、安全性等有很大影响。因此，在大型桥梁工程门式起重机设备安装中必须高度重视主梁和支腿总成的组装。在主梁组装中，先确定适宜的组装场地，并做好标记线。拼装主梁的支承平台与组装好的支腿间距需至少，以免吊装主梁时损坏支腿。工程在主梁组装中，选择用 汽车起重机将一节主梁先平放至地面，并在底部垫好枕木，再吊第二节主梁与第一节主梁位置对正，将上下弦阴阳接头插入，用销轴及开口销固定。按照设计图纸的规定，依次对其余主梁进行组装，待主梁全部组装完成后，全部拴好上下连接销轴处的开口销，并对主梁的直线度、拱度、旁弯、对角线相对差等进行全面检查验收，保证各项标准都达到设计要求后，记录存档。工程主梁外形图如图所示。在进行支腿总成组装施工中，需要在计划安装门式起重机的位置，严格按照平面布置图的要求，测放好刚性支腿的定位线，确保两支腿的定位线方向相反，且相互错开。用 汽车起重机来吊运安装支腿的各零部件。吊装到位后，将上连接平台、支腿法兰和下横梁法兰相互对接，校正后拧紧螺栓，安装上其他连接件。检查支腿总长的直线度、垂直度、对角线、扭曲允许偏差值等是否达到要求，并保证每个组装环节的螺栓都拧紧，轴销上拴上开口销。图主梁外形图（）门式起重机设备安装技术的应用要点 刚性支腿总成竖立支腿组装好后呈水平状态，安装中需要将其转变为竖立状态，选择台汽车起重机联合吊装，台 汽车起重机为主，台 汽车吊为辅。先用 汽车起重机吊住支腿下部溜尾进行辅助翻身，然后用 汽车吊缓慢向前推送。严格控制 主吊机的吊转半径在 内，保证能够垂直起吊。为避免钢丝绳过度摩擦造成断裂，需在支腿下横梁底部，布设曲率半径大于 的圆弧块；接着用吊索绑扎支腿上端，确定起重机站位，用 履带吊将支腿吊起，汽车吊遛腿，吊装到轨道上方；最后用经纬仪测量支腿的垂直度，选择用 钢丝绳夹和手拉葫芦连接缆风绳，调整手拉葫芦的长度，拉浙江水利水电学院学报第 卷紧 条缆风绳并确保受力均匀，调整支腿的垂直度。支腿总成安装中揽风绳图如图所示。图支腿总成缆风绳图（）经安装组组长与安全人员检查确认临时缆风绳锚固符合安全要求后，吊机慢慢松钩。待刚性支腿稳定后，安排安装人员爬上支腿顶端解掉绑扎吊索。缆风绳拉好后，设置安全警示标志，以防人员及机械设备碰撞。另外一个支腿同上面方式安装。本工程门式起重机每个支腿总成重量，吊钩及吊索等计。起重机的荷载.。起重机计算荷载：起吊过程中动载荷系数为.。起重机载荷.。刚性支腿总成高约，支腿吊起后顶面与吊钩距离约，合 计 起 升 高 度 要 求：.。查 履带吊起重性能表得知：该机半径长，臂长。此时，双机抬吊额定载荷为 。经核算，一台 履带吊主吊支腿可满足安装的安全作业要求。主梁安装工程选用的门式起重机规模比较大，为降低安装难度，提升施工效率，采用分两次吊装的方法。主梁为单根主梁，其质量为；主梁也是单根主梁，但重量略小只有。因此，主梁吊装中，所用的钢丝绳按照主梁质量来核算。起吊绳索使用（）的钢 丝 绳。钢 丝绳 受 力.，起吊过程中动载荷系数为.，考虑起吊过程钢丝绳受力不均的情况，不均匀系数取值 ，则单条钢丝绳计算受力为：.，约取 。根据 一般用途钢丝绳吊索特性和技术条件 中额定工作载荷，用钢丝绳，计算公式为（）式（）中：为吊索额定的工作荷载，；为钢丝绳最小破断拉力，；为接头形式效能近似系数，压制接头可取.，插编接头可取.；为质量和力的转换系数，本次吊装取值为.；为安全系数，一般取值为。由此，可得 .；查阅 重要用途钢 丝绳 资料，（）的钢丝绳最小破断拉力为 ，因此选用 （）及条长度 以上，卸扣规格 的钢丝绳可符合要求。为防止割绳，钢丝绳与第期王琦：大型桥梁工程门式起重机设备安装技术分析钢结构接触的地方用钢管护瓦做好防护。工程用一台 履带吊和一台 全地汽车吊配合起吊，主梁顶部距离地面高，全地面吊幅度半径为，臂长需，履带吊幅度半径为，臂长。选择好吊点的位置，配好卸扣和钢丝绳。用台 吊机把主梁吊到超过支腿的高度，然后主梁和支腿用螺栓连接固定（图）。本次吊装主梁上分为个吊点，每个吊点根钢丝绳，每根钢丝绳吊点计算受力。由于钢丝绳采用捆绑的形式，主吊钢丝绳直接穿入主梁上弦杆。主梁上弦离大车轨面约，考虑吊装钢丝绳高度，总起升高度需大于。图主梁安装示意图 端横梁及维修平台安装主梁安装到位后，就可以通过全地面吊，将端横梁、维修平台和上部梯子等按照设计图纸规定的要求，逐步吊装到位后进行固定。就案例工程施工中采用 的 门 式 起 重 机 而 言，为 ，型门式起重机，因此，端横梁、维修平台和上部梯子的质量都比较小，按照正常的吊装方法进行安装即可，无需进行起吊钢丝绳和起吊能力的核算。起重小车与其余部件安装起重小车在吊装前，需要用吊索将起重小车绑扎牢固，每个吊点位置都需要进行包角处理，必要时可使用角钢加固绑扎，以免在起吊中起重小车磨损。可利用全地面吊起重机，将起重小车吊装到指定的主梁位置，并在专业指挥人员的指导下，落放在主梁轨道上安装好。其余部件可根据要求逐步吊装到位，安装固定。电气安装电气安装采用 龙门吊，跨度是，高度是。型门式起重机安装的核心环节，对起重机的稳定与安全运行有非常重要的作用。在正式安装之前，作业人员必须对电气原理图、配线图、电气总图以及相关的技术文件有全面了解和掌握，充分了解电气设备的操作原理以及各部件的作用，全面检查电气元件的绝缘性能，并用兆欧表测量绝缘电阻。如果绝缘电阻低于 ，需要进行干燥处理，经过检查全部合格之后才能着手安装。门式起重机上所有带电设备的外壳、电线管等都必须进行可靠接地处理，小车轨道、操作室等需要和主梁稳定接地。接地线可选择截面小于 的扁钢制作而成，门式起重机上任何一点接地电阻不能超过。电气测试包括电气元件的调试，开关的调整，电气线路的调整，安全保护线路的检查和调整，电动机转动方向的调整等。起升限位开关、安全尺挡板等元件安装时，必须严格按照安装图位置尺寸，安装好起升限位和大小限位运行开关，全部安装完成后要及时检测，保证都达到设计要求后，才能进行试运行。门式起重机设备安装质量控制措施吊装过程支腿变形问题直接影响到龙门吊的整体稳定性。支腿有刚性和柔性之分，其安装的方法也不相同。邢钧魁等研究了某起重机活动支腿铰点变形控制方法，从拼点工艺优化及工艺支撑的使用等方面制定了变形控制方案，有效地解决了该种起重机活动支腿因变形导致的质量问题，为门式起重机设备安装质量控制提供了有效的参考。在刚性支腿安装中，先用枕木垫平地面，按照组装顺序，将单片组合到一起，预穿部分螺栓，但不需要完全固定。校正支腿平面和桥架连接的定位尺寸，复核对角线尺寸，误差控制在 以内，下段需要和行走横梁连接跨度值保持一致。可采用 吊车在组合场内正面起吊刚性支腿，起吊千斤钢丝绳 两根，单根长度为。由于刚性支腿上端口几何尺寸比较大，且重心向内偏移，在正式起吊中，需要用两只链条葫芦来进行调平处理，以保证支腿能够垂直起吊。为保证支腿的稳定性，可在刚性支腿的两侧拉设固定缆风绳，内部布设四根，外侧也布设四根，进行对称张拉。刚性支腿的缆风绳要牢牢固定在组合场对应的设置好的配重块之上，而且需要保证配重设浙江水利水电学院学报第 卷置的牢靠性。内侧缆风绳可选择已预埋好的 的配重上，外侧地锚设置 重的配重。柔性支腿在安装中，也需要在地面搁置枕木，按照固定的尺寸组合好。在整个安装过程中，为保证柔性支腿安装的稳定性和牢固性，以免影响外表的美观性，可在两片柔性支腿中间布设根 钢槽和套 螺栓组合成三角形进行固定，将其作为临时固定连接，以保证上部能够和桥架连接位置的销轴中心距相吻合，下部和行走横梁的连接处中心距一致。另外，为控制好安装质量，还需对全地面式起重机作业区域的地基做硬化、加固处理，承载力需达到 以上，并验收安装场地，保证吊机区内地基符合要求。所有起重机，须有年检合格证，吊机性能满足作业方案中技术要求使用前要对工作装置（把杆、吊钩等）、安全保护装置（力矩限制器）和制动系统进行检查，确保齐全完好、灵敏可靠方可使用；使用前需进行试吊，确保各机构工作正常，方可进行安装作业。门式起重机安装前，应对基础进行检验，确保符合要求后进行门式起重机的安装。门式起重机支腿安装时，测量人员严格要求控制其垂直度，以免其向单侧倾覆。门式起重机支腿吊装完成后，拉设缆风绳，缆风绳不能过紧也不能过松，以免造成缆风绳崩断或单侧缆风绳受力。地锚按方案要求进行设置，预制场龙门吊安装地锚重量应符合要求，且钢丝绳、卸扣等工索具规格符合要求。安装主梁时，应设缆风绳调整主梁方位，不得使主梁触碰缆风绳，造成缆风绳断裂，门式起重机支腿倾覆。主梁吊装时，应缓慢下放，并轻放在门式起重机支腿上，以免侧向力突增，造成缆风绳断裂；严格检查龙门吊各个组件构件之间螺栓、销连接情况，确保其连接牢固，并保证龙门吊的垂直度和扰度合格。结语综上所述，笔者结合工程实例，分析了大型桥梁工程门式起重机设备安装技术。分析表明，门式起重机是大型桥梁工程施工的关键设备，重量大，安装精度要求高，其安装质量对桥梁工程施工的进度、质量、安全都有很大影响。为保证门式起重机安装的质量，需要结合起重机的