大型龍門起重機(jī)整體液壓提升技術(shù)

1、<p>　　大型龍門起重機(jī)整體液壓提升技術(shù)</p><p>　　摘要：隨著國(guó)內(nèi)、外工業(yè)化工程建設(shè)和生產(chǎn)設(shè)備的飛速發(fā)展，大型化、重型化設(shè)備如塔器、反應(yīng)器、大型門式起重機(jī)設(shè)備等的制造，對(duì)吊裝工程技術(shù)的要求也越來(lái)越高，在采用多臺(tái)大型起重機(jī)械抬吊也滿足不了吊裝需要的情況下，傳統(tǒng)吊裝技術(shù)和起重設(shè)備吊裝受到各種因素的限制，這些趨勢(shì)對(duì)大型設(shè)備吊裝產(chǎn)生了新的需求，采用設(shè)備整體液壓提升吊裝技術(shù)就顯得十分重要了。某船廠新建

2、350t×L165m×H70M龍門起重機(jī)，起重機(jī)總機(jī)質(zhì)量為2800噸，吊裝質(zhì)量為2500噸，采用了3000噸級(jí)的龍門塔架和計(jì)算機(jī)控制液壓同步整體提升技術(shù)進(jìn)行吊裝。 </p><p>　　中圖分類號(hào)： TH21 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A 文章編號(hào)： </p><p><b>　　一、工程概況： </b></p><p>　　某船廠新建

3、350t×L165m×H70M龍門起重機(jī)，起重機(jī)總質(zhì)量為2800噸，主要由主梁、上小車、下小車、剛性腿、柔性腿及行走機(jī)構(gòu)等構(gòu)件組成，軌道間距為165m。 </p><p>　　該龍門起重機(jī)主梁為雙梁箱形，長(zhǎng)175米×寬10米×高9.2米，主梁上表面標(biāo)高約為80米，吊裝重量約為2500噸；龍門吊剛性腿設(shè)計(jì)為一字形變截面箱形，與主梁焊接固定；柔腿設(shè)計(jì)為人字型，由頂部A字頭、腿管

4、和下橫梁等組成，與主梁通過(guò)鉸支座連接。 </p><p>　　二、吊裝方案確定： </p><p><b>　　1、方案思路 </b></p><p>　　由于該龍門起重機(jī)安裝高度為80米，自重大，如果分件吊裝工作量大，高空作業(yè)增加，存在較大的質(zhì)量、安全施工風(fēng)險(xiǎn)。在總結(jié)國(guó)內(nèi)其它大型龍門起重機(jī)安裝的成功經(jīng)驗(yàn)和教訓(xùn)， </p><

5、;p>　　參考國(guó)內(nèi)外同行的施工方法的優(yōu)點(diǎn)，考慮施工時(shí)允許占用的場(chǎng)地、允許的施工周期、尤其是施工安全等因素，經(jīng)過(guò)多方面綜合考慮和分析計(jì)算，本工程安裝采用雙門塔架多錨點(diǎn)集群液壓千斤頂整體提升技術(shù)進(jìn)行吊裝。將主梁、剛性腿、柔性腿、上下小車、維修吊等一同提升到位，同時(shí)采用大型履帶起重機(jī)進(jìn)場(chǎng)配合安裝。這樣將大大降低安裝施工難度，于質(zhì)量、安全和工期等都有利。液壓千斤頂整體提升設(shè)備是一種出力承載大、使用靈活的新型施工機(jī)械裝置，由執(zhí)行機(jī)構(gòu)、控制系

6、統(tǒng)和動(dòng)力裝置三部分組成。 </p><p>　　在提升門架項(xiàng)部提升大梁上配置液壓同步提升系統(tǒng)設(shè)備；龍門起重機(jī)大梁拼裝完畢，安裝上下小車、維修吊；液壓提升設(shè)備與龍門吊主梁上的吊耳連接；利用提升門架和液壓提升系統(tǒng)設(shè)備同步提升龍門吊主梁；剛性腿尾端在地面設(shè)置滑移小車，跟隨主梁同步提升；在主梁提升過(guò)程中，通過(guò)鉸鏈將剛腿與主梁連接，安裝照明平臺(tái)司機(jī)室、安裝柔性腿A字頭；在大車軌道上分別組裝柔性腿、剛性腿側(cè)行走機(jī)構(gòu)；龍門吊提

7、升到一定高度后，柔性腿腿管吊裝，腿管通過(guò)鉸鏈與柔性腿行走機(jī)構(gòu)及A字頭連接，跟隨主梁滑移提升；龍門吊主梁提升到設(shè)計(jì)高度后，剛性腿行走機(jī)構(gòu)拖拉就位；測(cè)量調(diào)整門吊主梁，柔性腿及剛性腿調(diào)整，腿管螺栓緊固及下橫梁焊接，剛性腿與主梁?jiǎn)枌?duì)口焊接；液壓提升落位卸載，塔架拆除，龍門起重機(jī)安裝完成。 </p><p><b>　　2、方案特點(diǎn) </b></p><p>　　1）配置二付提

8、升門架，提升門架高度為87m，確保龍門起重機(jī)的整體提升和安裝高度。 </p><p>　　2）同時(shí)門架的穩(wěn)定系統(tǒng)為塔架的纜風(fēng)繩，每付提升門架設(shè)置6根纜風(fēng)繩。提升門架基礎(chǔ)和纜風(fēng)繩錨點(diǎn)均為砼基礎(chǔ)，并保證其承壓能力。 </p><p>　　3）液壓整體同步提升技術(shù)可多吊點(diǎn)吊裝，載荷分配均勻，各吊點(diǎn)起升平穩(wěn)，同步誤差小于2mm。而且吊裝過(guò)程平穩(wěn)，無(wú)明顯附加沖擊載荷。方案可操作性好，液壓提升系統(tǒng)體積

9、小，重量輕。 </p><p>　　4）采用計(jì)算機(jī)同步控制、液壓整體提升技術(shù)及設(shè)備，起升同步控制，安全受控，可手動(dòng)控制和完全自動(dòng)控制，施工技術(shù)先進(jìn)、安全、可靠。 </p><p>　　5）剛性腿采用分段提升結(jié)合滑移轉(zhuǎn)體安裝技術(shù)，柔性腿跟隨主梁提升，在確保安裝質(zhì)量的前提下，能夠有效降低措施費(fèi)用，縮短安裝周期。 </p><p>　　液壓提升裝置的關(guān)鍵技術(shù)是同步控制技術(shù)

10、，為連續(xù)式同步提升控制技術(shù)。計(jì)算機(jī)系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)完全自動(dòng)同步控制，負(fù)載均衡，姿態(tài)校正，操作閉鎖，過(guò)程顯示和故障報(bào)警等工作，大大提高了工程實(shí)施的安全可靠性，保證工程質(zhì)量。比較雙桅桿或龍門桅桿系統(tǒng)技術(shù)更先進(jìn)，是超高超重設(shè)備吊裝的重要工具之一。液壓提升設(shè)備的能力可達(dá)萬(wàn)噸級(jí)，常用于超重、超高、大跨度的構(gòu)件安裝工程。 </p><p>　　三、吊裝提升設(shè)備選擇： </p><p><b>　　

11、1、龍門塔架 </b></p><p>　　實(shí)施本機(jī)吊裝方案的主要吊裝設(shè)備為兩付提升塔架，它的設(shè)計(jì)參照塔式起重機(jī)的塔身安裝原理，采用液壓自身提升結(jié)構(gòu)，該設(shè)備由塔身（標(biāo)準(zhǔn)節(jié)）、頂升套架、過(guò)度節(jié)、塔身平臺(tái)、提升大梁、塔身扶梯和水平吊架等組成；塔身斷截面為邊長(zhǎng)2.4米的正方形，塔柱采用四肢格構(gòu)式鋼柱,截面為□300×300×16×16，材料為Q345C。標(biāo)準(zhǔn)節(jié)長(zhǎng)度為6米；塔架基

12、礎(chǔ)節(jié)采用法蘭盤與地面基礎(chǔ)埋件連接，并用M36×80高強(qiáng)度螺栓連接。提升塔架總標(biāo)高87米，每付門架設(shè)計(jì)承載能力1500噸，兩付塔架總垂直提升能力3000噸。按圖紙?zhí)峁┑馁Y料，龍門起重機(jī)整機(jī)總重在除去行走和剛、柔性腿下橫梁的重量后約為2500噸。因此本工程選用12臺(tái)液壓提升油缸，每臺(tái)提升油缸的提升能力為350噸，12臺(tái)提升油缸的提升總能力為4200噸，因此滿足此次吊裝載荷的要求。 </p><p>　　本工

13、程受場(chǎng)地所限，考慮到纜風(fēng)繩及受力的需要，同時(shí)使得12臺(tái)提升油缸的提升載荷均勻分布，兩付塔架豎立于剛性腿側(cè)距離軌道9米位置處，柔性腿側(cè)塔架距離軌道21米處，塔架中心間距135米，提升過(guò)程中確保穩(wěn)定纜風(fēng)繩不會(huì)碰到小車。 </p><p>　　在安裝二付塔架過(guò)程中要符合《起重設(shè)備安裝工程施工及驗(yàn)收規(guī)范》、《通用門式起重機(jī)》、《起重機(jī)設(shè)計(jì)規(guī)范》等相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范規(guī)定。 </p><p><b&g

14、t;　　2、液壓提升系統(tǒng) </b></p><p>　　液壓同步提升技術(shù)是一項(xiàng)新穎的超大型結(jié)構(gòu)提升安裝施工技術(shù)。它采用柔性鋼絞線承重，提升油缸集群，計(jì)算機(jī)控制，液壓同步提升新原理，結(jié)合現(xiàn)代施工工藝，將成千上萬(wàn)噸的結(jié)構(gòu)在地面拼裝后，整體提升到預(yù)定安裝位置，實(shí)現(xiàn)超大噸位的大型結(jié)構(gòu)整體同步提升安裝的施工工藝。 </p><p>　　在此次龍門起重機(jī)提升工程中，采用12臺(tái)350噸穿心式

15、液壓提升油缸TJJ-3500，分別布置在兩付塔架提升大梁上，每付塔架上對(duì)稱布置6臺(tái)提升油缸。并在本次提升工程中共使用2臺(tái)TJD-60泵站。每臺(tái)泵站驅(qū)動(dòng)6臺(tái)提升油缸。 </p><p>　　液壓提升系統(tǒng)的核心設(shè)備采用計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)YT-I，全自動(dòng)完成同步升降、負(fù)載均衡、姿態(tài)校正、應(yīng)力控制、操作閉鎖、過(guò)程顯示和故障報(bào)警等多種功能。液壓提升系統(tǒng)由提升油缸、承重鋼絞線、液壓泵站、傳感測(cè)量系統(tǒng)和計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)組成，是集機(jī)、

16、電、液、傳感器、計(jì)算機(jī)和控制論于一體的現(xiàn)代化先進(jìn)設(shè)備。 </p><p>　　計(jì)算機(jī)控制液壓同步提升技術(shù)具有自動(dòng)化程度高和安全可靠的優(yōu)點(diǎn)，利用此項(xiàng)技術(shù)能極大地縮短施工安裝周期。 </p><p>　　四、計(jì)算機(jī)控制整體液壓同步提升及施工技術(shù)措施： </p><p>　　龍門起重機(jī)整體提升施工圖一 </p><p>　　1、吊裝大梁時(shí)門架穩(wěn)定風(fēng)

17、繩受力 </p><p>　　本次吊裝采用雙門塔架吊裝龍門起重機(jī)，整體起吊，重量約2500噸，每付塔架均勻設(shè)置6根穩(wěn)定風(fēng)繩，在龍門起重機(jī)整體提升時(shí)，在6級(jí)風(fēng)風(fēng)速下，穩(wěn)定風(fēng)繩的最大拉力約100噸。穩(wěn)定風(fēng)繩承載選擇應(yīng)大于其3.5倍安全系數(shù)。穩(wěn)定系統(tǒng)的關(guān)鍵是根據(jù)提升設(shè)計(jì)和分析計(jì)算確保龍門塔架在整個(gè)施工過(guò)程中的穩(wěn)定。 </p><p>　　2、主吊點(diǎn)及鉸鏈設(shè)計(jì) </p><p&

18、gt;　　安裝吊耳是連接于提升設(shè)備和龍門起重機(jī)本體結(jié)構(gòu)之間的最關(guān)鍵的結(jié)構(gòu)。它的設(shè)計(jì)和施工質(zhì)量將直接關(guān)系到龍門起重機(jī)安裝過(guò)程的安全。 </p><p>　　由于吊耳受力很大，而龍門起重機(jī)本體結(jié)構(gòu)屬于薄壁箱型結(jié)構(gòu)，故吊耳設(shè)計(jì)時(shí)考慮到通過(guò)本體加勁板，將吊耳荷載較為均勻地傳遞到本體結(jié)構(gòu)斷面上去。出于質(zhì)量控制和安全性方面考慮，通常將吊耳與加勁板設(shè)計(jì)為整體，在本體結(jié)構(gòu)制作過(guò)程中與本體形成一體。加勁板的設(shè)置宜盡量利用設(shè)計(jì)加勁板

19、位置，并以不影響本體內(nèi)部結(jié)構(gòu)布置為原則。 </p><p>　　起重機(jī)主梁上提升吊耳的數(shù)量與提升門架上設(shè)置的液壓提升器數(shù)量相對(duì)應(yīng)，并上下對(duì)齊。提升鋼梁設(shè)計(jì)為箱梁形式。根據(jù)受力分析驗(yàn)算和有限元程序分析等保證各吊點(diǎn)和提升橫梁的承載能力。 </p><p><b>　　提升短梁圖二 </b></p><p>　　主梁吊點(diǎn)局部加固圖三 </p&g

20、t;<p>　　3、大梁及剛腿擺放時(shí)需考慮剛腿預(yù)偏值，剛腿與大梁端頭間隙需設(shè)置約900mm，利于提升時(shí)穿掛鉸鏈。小車車架及卷筒等較重設(shè)備需分別吊裝到位。 </p><p>　　4、為保證龍門起重機(jī)現(xiàn)場(chǎng)的安裝精度，本工程所有構(gòu)件在加工廠內(nèi)均須經(jīng)過(guò)預(yù)拼（組）裝后，方可解體運(yùn)輸。并在構(gòu)件接口處，做好各方向的安裝基準(zhǔn)線的標(biāo)識(shí)，基準(zhǔn)線要具有永久性。 </p><p>　　5、工程進(jìn)行當(dāng)

21、中，需要對(duì)某些構(gòu)件進(jìn)行滑移翻身（剛性腿一分段、柔性腿A字頭等）和卸車后平移（下小車等）。針對(duì)不同需要，采用兩種方案，即鋼小車的滾動(dòng)和聚四氟乙烯滑移板。 </p><p><b>　　鋼小車示意圖四 </b></p><p>　　聚四氟乙烯板是一種化工產(chǎn)品，具有耐高壓、滑動(dòng)摩擦阻力系數(shù)小等特點(diǎn)。本施工中的聚四氟乙烯滑移板是由20mm鋼板、15mm耐壓橡膠及5mm聚四氟乙

22、烯板合成的，在重物水平滑移（剛性腿分段、柔性腿A字頭等）時(shí)可以使用，使用時(shí)滑板下至構(gòu)件安裝位置需鋪設(shè)鋼板滑道，動(dòng)力牽引使用卷?yè)P(yáng)機(jī)＋滑輪組。 </p><p>　　6、液壓提升系統(tǒng)： </p><p>　　計(jì)算機(jī)控制液壓同步提升系統(tǒng)由鋼絞線及提升油缸集群（承重部件）、液壓泵站（驅(qū)動(dòng)部件）、傳感檢測(cè)及計(jì)算機(jī)控制（控制部件）和遠(yuǎn)程監(jiān)視系統(tǒng)等幾個(gè)部分組成。 </p><p>

23、;　　提升油缸及其它提升設(shè)備的布置： </p><p>　　在提升吊點(diǎn)確定后，確定各提升吊點(diǎn)的提升力。在此次提升工程中，采用12臺(tái)350噸提升油缸TJJ-3500，分別布置在兩付門架上，每付門架上對(duì)稱布置6臺(tái)提升油缸。 </p><p><b>　　液壓泵站的布置： </b></p><p>　　在本次提升工程中共使用2臺(tái)TJD-60泵站。每臺(tái)

24、泵站驅(qū)動(dòng)6臺(tái)提升油缸。 </p><p><b>　　傳感器的布置 </b></p><p>　　激光測(cè)距儀：在每個(gè)提升吊點(diǎn)處，選擇適當(dāng)?shù)奈恢?，安裝1臺(tái)激光測(cè)距儀。激光測(cè)距儀放置在地面上，激光打在被提升結(jié)構(gòu)上，隨著被提升結(jié)構(gòu)的提升，激光測(cè)距儀的測(cè)量距離越來(lái)越長(zhǎng)。激光傳感器量程為300米，測(cè)量精度可達(dá)1.5mm； </p><p>　　壓力傳感器

25、：在提升過(guò)程中，為了監(jiān)視每臺(tái)油缸的載荷變化，在每臺(tái)油缸上安裝一個(gè)壓力傳感器，這樣計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)可以實(shí)時(shí)地感知油缸載荷大小。根據(jù)采集的載荷數(shù)據(jù)，計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)可準(zhǔn)確地協(xié)調(diào)整個(gè)提升系統(tǒng)工作，并對(duì)提升系統(tǒng)載荷的異常變化做出及時(shí)處理，確保提升油缸受力載荷均勻； </p><p>　　錨具及油缸位置傳感器：在每臺(tái)提升油缸的上下錨具油缸上各安裝一只錨具傳感器，在主缸上安裝一只油缸位置傳感器。通過(guò)這些傳感器，計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)可以

26、實(shí)時(shí)地知道當(dāng)前提升油缸的工作狀態(tài)，根據(jù)當(dāng)前狀態(tài)來(lái)決定下一步動(dòng)作。這是提升系統(tǒng)動(dòng)作同步的基礎(chǔ)，以此來(lái)保證整體同步提升要求； </p><p>　　現(xiàn)場(chǎng)實(shí)時(shí)網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)的連接 </p><p>　　地面布置一臺(tái)計(jì)算機(jī)控制柜，從計(jì)算機(jī)控制柜引出泵站通訊線、油壓通訊線、油缸信號(hào)通訊線、激光信號(hào)通訊線、工作電源線； </p><p>　　當(dāng)完成傳感器的安裝和現(xiàn)場(chǎng)實(shí)時(shí)網(wǎng)絡(luò)控制系

27、統(tǒng)的連接后，計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的布置就完成。 </p><p><b>　　7.同步監(jiān)測(cè) </b></p><p>　　液壓同步提升系統(tǒng)利用自整角機(jī)控制提升過(guò)程的同步，同時(shí)地面配合激光測(cè)距儀保持門吊主梁的同步提升。塔架、鋼絞線監(jiān)測(cè)提升過(guò)程中，使用經(jīng)緯儀對(duì)塔架、鋼絞線進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，保證提升過(guò)程鋼絞線、塔架始終保持垂直。 </p><p>　　8.穩(wěn)定

28、纜風(fēng)繩監(jiān)測(cè) </p><p>　　提升過(guò)程各種側(cè)向力會(huì)使纜風(fēng)力產(chǎn)生變化，因此，在配合各種偏移、同步監(jiān)測(cè)的同時(shí)使用纜風(fēng)測(cè)力計(jì)對(duì)纜風(fēng)繩的受力進(jìn)行即時(shí)檢查。 </p><p>　　五、提升過(guò)程中對(duì)于不利因素的分析與控制： </p><p>　　1.根據(jù)預(yù)先通過(guò)分析計(jì)算得到的液壓同步提升工況各吊點(diǎn)液壓提升力數(shù)值，在計(jì)算機(jī)同步控制系統(tǒng)中，對(duì)每臺(tái)液壓提升器的最大提升力進(jìn)行設(shè)定。

29、當(dāng)遇到提升力超出設(shè)定值時(shí)，液壓提升器自動(dòng)采取溢流卸載，以防止各吊點(diǎn)局部應(yīng)力超出設(shè)計(jì)值或提升載荷分布嚴(yán)重不均，造成對(duì)承載結(jié)構(gòu)及臨時(shí)設(shè)施的破壞。 </p><p>　　2.大型龍門起重機(jī)整體提升高度達(dá)到80米左右，并且在高空進(jìn)行剛?cè)嵬鹊陌惭b就位，整個(gè)提升過(guò)程至少需要1～2個(gè)工作日，所以起重機(jī)需要在空中停留。液壓同步提升器在設(shè)計(jì)中設(shè)置了獨(dú)有的機(jī)械和液壓自鎖裝置，保證了起重機(jī)在吊裝過(guò)程中能夠長(zhǎng)時(shí)間在空中停留。 </

30、p><p>　　3.整體提升過(guò)程中各提升吊點(diǎn)之間存在高度位移差，各提升點(diǎn)的高度位移差的出現(xiàn)會(huì)使結(jié)構(gòu)的受力狀態(tài)發(fā)生改變或結(jié)構(gòu)有變形以及起升不平穩(wěn)，所以我們采用激光測(cè)距儀安放在吊點(diǎn)下的地面適當(dāng)位置，根據(jù)提升高度的變化來(lái)調(diào)整各液壓油缸的提升速度，保持各吊點(diǎn)的平穩(wěn)提升。確保提升過(guò)程的安全可靠。 </p><p><b>　　六、總結(jié)： </b></p><p&

31、gt;　　通過(guò)以上施工技術(shù)的應(yīng)用，本工程的施工質(zhì)量、施工進(jìn)度、施工安全等方面均取得了非常好的成績(jī)。這是液壓整體提升施工技術(shù)的研究以及在本工程中的應(yīng)用范例。 </p><p>　　隨著液壓同步提升技術(shù)在國(guó)內(nèi)大型設(shè)備安裝中的不斷應(yīng)用，相比傳統(tǒng)的吊裝技術(shù)，液壓提升技術(shù)在可靠性、自動(dòng)化程度、現(xiàn)場(chǎng)操作的方便性等方面都具有相當(dāng)突出的優(yōu)勢(shì)。同時(shí)，為了增加施工現(xiàn)場(chǎng)的安全性，本套系統(tǒng)特地增加了一套自動(dòng)監(jiān)視系統(tǒng)，在提升作業(yè)時(shí)操作人員

32、無(wú)需再高空操作，只需在地面就可安全地實(shí)施操作。這是一種新的計(jì)算機(jī)控制方法，已在現(xiàn)場(chǎng)施工中得到了廣泛應(yīng)用。 </p><p><b>　　參 考 文 獻(xiàn) </b></p><p>　　1.張質(zhì)文等主編.起重機(jī)設(shè)計(jì)手冊(cè).北京：中國(guó)鐵道出版社，1998 </p><p>　　2.楊文柱主編. 重型設(shè)備吊裝工藝與計(jì)算. 北京：建筑工業(yè)出版社，1990

33、</p><p>　　3.陳道南等主編. 起重運(yùn)輸機(jī)械. 北京：冶金工業(yè)出版社，1988 </p><p>　　4.楊文淵編. 起重吊裝常用數(shù)據(jù)手冊(cè). 北京：人民交通出版社，2002 </p><p>　　5.華玉潔主編. 起重機(jī)械與吊裝.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2006 </p><p>　　6.羅頂瑞、朱兆華編著. 大型吊裝組織設(shè)計(jì)與方案實(shí)