風載對Dem ag AC-350型起重機穩定性影響探討

鄭展峰

鎮海石化建安工程有限公司 浙江寧波 315207

風載對Dem ag AC-350型起重機穩定性影響探討

鄭展峰

鎮海石化建安工程有限公司 浙江寧波 315207

針對煉油、石油化工工程建設行業，特別是裝置停工檢修或搶修施工中，作業時間的緊迫性，通過對Demag AC-350型350t汽車式起重機在7級風狀態下進行起重吊裝作業的穩定性驗算，提出在風力達6級或以上時進行吊機吊裝作業是否可行的問題探討。

風載 AC-350型起重機 穩定性影響

汽車式起重機因其高度的靈活性在設備安裝和檢修搶修中被經常采用。汽車式起重機最嚴重和最容易發生的事故是“翻車”事故，其根本原因是喪失穩定，因此我們對在風力大于10.8m/s的天氣環境下的施工非常謹慎，基本上是一律停止吊機吊裝作業，這樣也直接導致裝置檢修和搶修工作進度減慢甚至無法進行。以我公司的Demag AC-350型350t汽車式起重機為例，就不同的吊裝作業環境、不同的吊物、不同的吊機工況下，提出風載對其穩定性影響問題的探討。

1 風載荷的確定

在煉油、石油化工工程建設和裝置檢修、搶修作業時，起重機吊裝一般都是露天進行作業，起重臂升起后起重機的底盤、回轉平臺、配重、臂桿以及吊物本身都將受到風力的作用，其大小由風壓、起重機和重物的迎風面積以及其它因素確定。

式中

C——風載荷的體形系數；

Kh——風載荷的高度修正系數；

q——風壓強度值（N/m2）；

F——起重機組成部分、各種構件或設備垂直于風向的迎風面積，（m2）；

1.1 風載荷體形系數C

起重機組成部分、各種構件或設備不僅受正面風的壓力和背面風的吸力，而且還有風在構件表面擦過而產生的摩擦力，風載荷體形系數與擋風結構物的表面形狀有關，其取值如表1。

表1 風載體型系數

1.2 高度修正系數Kh

根據《建筑結構荷載規范》GB50009-2001,中石化鎮海煉化分公司所在地域風壓高度修正系數按A類取值，見表2。

表2 風壓高度修正系數Kh

1.3 風壓強度值q

在起重機的臂桿頂端安裝一個風速儀，就能精確測定吊裝區域吊機最高點的實際風速，利用風速與風壓的計算關系，就能確定風壓強度值q。

式中

q——風壓（N/m2）；

v——風速（m/s）；

風力通常分為12級，如表3。

表3 風級、風速和風壓對照表

1.4 迎風面積F

迎風面積按起重機組成部分（機身、支承腿、臂桿、配重等）和吊裝重物的凈面積在垂直于風向平面上的投影來計算。據《起重機設計規范》，起重機吊運物品迎風面積的估算值（見表4）。

表4 吊物的迎風面積的估計值

2 起重機整機穩定性系數法驗算

汽車式起重機由4個支腿著地點形成一個保持其穩定的平面，其支腿可簡化成通過其中心的4個受力點，用與起重臂同側的兩支腿中心的連線為計算力矩的基準，見圖1中的A線。當起重機的傾翻力矩超出穩定力矩的時候，必然會喪失穩定而傾翻，所以把起重機的穩定力矩與傾翻力矩之比值——穩定系數的大小作為衡量吊機的穩定程度。

我公司Demag AC350型350t汽車式起重機的外形參數，如圖1所示。在中石化鎮海煉化分公司10萬t/a硫磺回收裝置吸收塔T-302吊裝中，設備直徑為3000mm，長度為25.7m，吊裝頂部標高為26.2m，吊裝重量43t。吊機伸出臂桿長度37.7 m，作業半徑12m，主車配重52t，額定負荷52t。設備就位時，重心離地面為h1=14.2m，吊鉤運行速度V=0.25m/s。

假設按最不利風向（風從起重臂的背面吹來），起重機臂桿頂部風速15m/s（七級風風速為13.9～17.1 m/s），在全部高度范圍內不變，吊物在吊機的側面就位進行計算。根據公式，風壓強度值q=v2/1.6以及風載荷W風=∑CKhqF，計算結果如表5所示：

表5 風載荷計算值

所有風載的傾覆力矩為：

起重機制動時慣性力產生的傾覆力矩為：

起重機回轉時，離心力產生的傾覆力矩為：

其中h為吊物重心至臂架頂端的垂直距離，回轉速度取0.75R/m in。

根據計算結果，該AC-350型350t汽車式起重機在15m/s的風速下作業是安全的。

3 結論

通過以上的演算和討論可以得到以下結論：

（1）以上吊車穩定性計算基于起重臂在側向方位、風從起重臂的背面吹來以及在吊裝全部高度范圍內均按起重機臂桿頂部風速等最不利因素進行。

（2）在特殊情況下，如某些煉油化工裝置需要搶修吊裝時，經過對當時的風力、現場作業環境等進行評估驗算后，在風力達6級或以上時進行起重吊裝是可行的。比如有些全液壓汽車式起重機的性能表中有“表中額定起重量不超過傾翻載荷的75%或85%”；“75%的傾翻載荷考慮了7級風即風壓為125 N/m2允許達7級風時起重機仍可作業”等說明，如QY80、LTM 1125等。

（3）在風力達6級或以上時，在實際操作中還應注意以下幾點：在汽車吊外伸支腿沒有完全伸出并墊牢前，嚴禁起桿、轉桿和吊裝作業；吊裝前必須對當前工況進行驗算核實；重物提伸或回轉時速度應均勻平穩，落下時應低速輕放，不得忽快忽慢或突然制動。

1 GB50009-2001，建筑結構荷載規范[S].

2 GB3811-2008，起重機設計規范[S].

3 SH/T3515-2003，大型設備吊裝工程施工工藝標準[S].

4 GB6067-2010，起重機械安全規程[S].

5 SH/T3536-2002，石油化工工程起重施工規范[S].

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1672-9323（2013）01-0045-03

2012-12-28）