大型龍門起重機整體液壓提升技術(shù)

1、<p>　　大型龍門起重機整體液壓提升技術(shù)</p><p>　　摘要：隨著國內(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、大型門式起重機設(shè)備等的制造，對吊裝工程技術(shù)的要求也越來越高，在采用多臺大型起重機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，這些趨勢對大型設(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，起重機總機質(zhì)量為2800噸，吊裝質(zhì)量為2500噸，采用了3000噸級的龍門塔架和計算機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： TH21 文獻(xiàn)標(biāo)識碼： A 文章編號： </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，起重機總質(zhì)量為2800噸，主要由主梁、上小車、下小車、剛性腿、柔性腿及行走機構(gòu)等構(gòu)件組成，軌道間距為165m。 </p><p>　　該龍門起重機主梁為雙梁箱形，長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)計為一字形變截面箱形，與主梁焊接固定；柔腿設(shè)計為人字型，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。在總結(jié)國內(nèi)其它大型龍門起重機安裝的成功經(jīng)驗和教訓(xùn)， </p><

5、;p>　　參考國內(nèi)外同行的施工方法的優(yōu)點，考慮施工時允許占用的場地、允許的施工周期、尤其是施工安全等因素，經(jīng)過多方面綜合考慮和分析計算，本工程安裝采用雙門塔架多錨點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，同時采用大型履帶起重機進(jìn)場配合安裝。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械裝置，由執(zhí)行機構(gòu)、控制系

6、統(tǒng)和動力裝置三部分組成。 </p><p>　　在提升門架項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；在主梁提升過程中，通過鉸鏈將剛腿與主梁連接，安裝照明平臺司機室、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，腿管通過鉸鏈與柔性腿行走機構(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)計高度后，剛性腿行走機構(gòu)拖拉就位；測量調(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，剛性腿與主梁問對口焊接；液壓提升落位卸載，塔架拆除，龍門起重機安裝完成。 </p><p><b>　　2、方案特點 </b></p><p>　　1）配置二付提

8、升門架，提升門架高度為87m，確保龍門起重機的整體提升和安裝高度。 </p><p>　　2）同時門架的穩(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)可多吊點吊裝，載荷分配均勻，各吊點起升平穩(wěn)，同步誤差小于2mm。而且吊裝過程平穩(wěn)，無明顯附加沖擊載荷。方案可操作性好，液壓提升系統(tǒng)體積

9、小，重量輕。 </p><p>　　4）采用計算機同步控制、液壓整體提升技術(shù)及設(shè)備，起升同步控制，安全受控，可手動控制和完全自動控制，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)。計算機系統(tǒng)可實現(xiàn)完全自動同步控制，負(fù)載均衡，姿態(tài)校正，操作閉鎖，過程顯示和故障報警等工作，大大提高了工程實施的安全可靠性，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)萬噸級，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>　　實施本機吊裝方案的主要吊裝設(shè)備為兩付提升塔架，它的設(shè)計參照塔式起重機的塔身安裝原理，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、過度節(jié)、塔身平臺、提升大梁、塔身扶梯和水平吊架等組成；塔身斷截面為邊長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高強度螺栓連接。提升塔架總標(biāo)高87米，每付門架設(shè)計承載能力1500噸，兩付塔架總垂直提升能力3000噸。按圖紙?zhí)峁┑馁Y料，龍門起重機整機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臺液壓提升油缸，每臺提升油缸的提升能力為350噸，12臺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、程受場地所限，考慮到纜風(fēng)繩及受力的需要，同時使得12臺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，提升過程中確保穩(wěn)定纜風(fēng)繩不會碰到小車。 </p><p>　　在安裝二付塔架過程中要符合《起重設(shè)備安裝工程施工及驗收規(guī)范》、《通用門式起重機》、《起重機設(shè)計規(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，計算機控制，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>　　在此次龍門起重機提升工程中，采用12臺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，每付塔架上對稱布置6臺提升油缸。并在本次提升工程中共使用2臺TJD-60泵站。每臺泵站驅(qū)動6臺提升油缸。 </p><p>　　液壓提升系統(tǒng)的核心設(shè)備采用計算機控制系統(tǒng)YT-I，全自動完成同步升降、負(fù)載均衡、姿態(tài)校正、應(yīng)力控制、操作閉鎖、過程顯示和故障報警等多種功能。液壓提升系統(tǒng)由提升油缸、承重鋼絞線、液壓泵站、傳感測量系統(tǒng)和計算機控制系統(tǒng)組成，是集機、

16、電、液、傳感器、計算機和控制論于一體的現(xiàn)代化先進(jìn)設(shè)備。 </p><p>　　計算機控制液壓同步提升技術(shù)具有自動化程度高和安全可靠的優(yōu)點，利用此項技術(shù)能極大地縮短施工安裝周期。 </p><p>　　四、計算機控制整體液壓同步提升及施工技術(shù)措施： </p><p>　　龍門起重機整體提升施工圖一 </p><p>　　1、吊裝大梁時門架穩(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，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，在龍門起重機整體提升時，在6級風(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)計和分析計算確保龍門塔架在整個施工過程中的穩(wěn)定。 </p><p>　　2、主吊點及鉸鏈設(shè)計 </p><p&

18、gt;　　安裝吊耳是連接于提升設(shè)備和龍門起重機本體結(jié)構(gòu)之間的最關(guān)鍵的結(jié)構(gòu)。它的設(shè)計和施工質(zhì)量將直接關(guān)系到龍門起重機安裝過程的安全。 </p><p>　　由于吊耳受力很大，而龍門起重機本體結(jié)構(gòu)屬于薄壁箱型結(jié)構(gòu)，故吊耳設(shè)計時考慮到通過本體加勁板，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)計為整體，在本體結(jié)構(gòu)制作過程中與本體形成一體。加勁板的設(shè)置宜盡量利用設(shè)計加勁板

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)量相對應(yīng)，并上下對齊。提升鋼梁設(shè)計為箱梁形式。根據(jù)受力分析驗算和有限元程序分析等保證各吊點和提升橫梁的承載能力。 </p><p><b>　　提升短梁圖二 </b></p><p>　　主梁吊點局部加固圖三 </p&g

20、t;<p>　　3、大梁及剛腿擺放時需考慮剛腿預(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、為保證龍門起重機現(xiàn)場的安裝精度，本工程所有構(gòu)件在加工廠內(nèi)均須經(jīng)過預(yù)拼（組）裝后，方可解體運輸。并在構(gòu)件接口處，做好各方向的安裝基準(zhǔn)線的標(biāo)識，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）。針對不同需要，采用兩種方案，即鋼小車的滾動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、滑動摩擦阻力系數(shù)小等特點。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）時可以使用，使用時滑板下至構(gòu)件安裝位置需鋪設(shè)鋼板滑道，動力牽引使用卷揚機＋滑輪組。 </p><p>　　6、液壓提升系統(tǒng)： </p><p>　　計算機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)動部件）、傳感檢測及計算機控制（控制部件）和遠(yuǎn)程監(jiān)視系統(tǒng)等幾個部分組成。 </p><p>

23、;　　提升油缸及其它提升設(shè)備的布置： </p><p>　　在提升吊點確定后，確定各提升吊點的提升力。在此次提升工程中，采用12臺350噸提升油缸TJJ-3500，分別布置在兩付門架上，每付門架上對稱布置6臺提升油缸。 </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TJD-60泵站。每臺

24、泵站驅(qū)動6臺提升油缸。 </p><p><b>　　傳感器的布置 </b></p><p>　　激光測距儀：在每個提升吊點處，選擇適當(dāng)?shù)奈恢茫惭b1臺激光測距儀。激光測距儀放置在地面上，激光打在被提升結(jié)構(gòu)上，隨著被提升結(jié)構(gòu)的提升，激光測距儀的測量距離越來越長。激光傳感器量程為300米，測量精度可達(dá)1.5mm； </p><p>　　壓力傳感器

25、：在提升過程中，為了監(jiān)視每臺油缸的載荷變化，在每臺油缸上安裝一個壓力傳感器，這樣計算機控制系統(tǒng)可以實時地感知油缸載荷大小。根據(jù)采集的載荷數(shù)據(jù)，計算機控制系統(tǒng)可準(zhǔn)確地協(xié)調(diào)整個提升系統(tǒng)工作，并對提升系統(tǒng)載荷的異常變化做出及時處理，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。通過這些傳感器，計算機控制系統(tǒng)可以

26、實時地知道當(dāng)前提升油缸的工作狀態(tài)，根據(jù)當(dāng)前狀態(tài)來決定下一步動作。這是提升系統(tǒng)動作同步的基礎(chǔ)，以此來保證整體同步提升要求； </p><p>　　現(xiàn)場實時網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)的連接 </p><p>　　地面布置一臺計算機控制柜，從計算機控制柜引出泵站通訊線、油壓通訊線、油缸信號通訊線、激光信號通訊線、工作電源線； </p><p>　　當(dāng)完成傳感器的安裝和現(xiàn)場實時網(wǎng)絡(luò)控制系

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

28、纜風(fēng)繩監(jiān)測 </p><p>　　提升過程各種側(cè)向力會使纜風(fēng)力產(chǎn)生變化，因此，在配合各種偏移、同步監(jiān)測的同時使用纜風(fēng)測力計對纜風(fēng)繩的受力進(jìn)行即時檢查。 </p><p>　　五、提升過程中對于不利因素的分析與控制： </p><p>　　1.根據(jù)預(yù)先通過分析計算得到的液壓同步提升工況各吊點液壓提升力數(shù)值，在計算機同步控制系統(tǒng)中，對每臺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，液壓提升器自動采取溢流卸載，以防止各吊點局部應(yīng)力超出設(shè)計值或提升載荷分布嚴(yán)重不均，造成對承載結(jié)構(gòu)及臨時設(shè)施的破壞。 </p><p>　　2.大型龍門起重機整體提升高度達(dá)到80米左右，并且在高空進(jìn)行剛?cè)嵬鹊陌惭b就位，整個提升過程至少需要1～2個工作日，所以起重機需要在空中停留。液壓同步提升器在設(shè)計中設(shè)置了獨有的機械和液壓自鎖裝置，保證了起重機在吊裝過程中能夠長時間在空中停留。 </

30、p><p>　　3.整體提升過程中各提升吊點之間存在高度位移差，各提升點的高度位移差的出現(xiàn)會使結(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距儀安放在吊點下的地面適當(dāng)位置，根據(jù)提升高度的變化來調(diào)整各液壓油缸的提升速度，保持各吊點的平穩(wěn)提升。確保提升過程的安全可靠。 </p><p><b>　　六、總結(jié)： </b></p><p&

31、gt;　　通過以上施工技術(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。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、自動化程度、現(xiàn)場操作的方便性等方面都具有相當(dāng)突出的優(yōu)勢。同時，為了增加施工現(xiàn)場的安全性，本套系統(tǒng)特地增加了一套自動監(jiān)視系統(tǒng)，在提升作業(yè)時操作人員

32、無需再高空操作，只需在地面就可安全地實施操作。這是一種新的計算機控制方法，已在現(xiàn)場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.起重機設(shè)計手冊.北京：中國鐵道出版社，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. 起重運輸機械. 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. 北京：人民交通出版社，2002 </p><p>　　5.華玉潔主編. 起重機械與吊裝.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)計與方案實