12 000 t 浮吊超低限高條件下通行技術改造

上海振華重工(集團)股份有限公司　李朝陽　張炳發(fā)　郝玉英

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12 000 t 浮吊超低限高條件下通行技術改造

上海振華重工(集團)股份有限公司李朝陽張炳發(fā)郝玉英

摘要：上海振華12 000 t浮吊改造升級后，人字架可以完全放倒，能夠通過有超低限高條件的大橋，可大大縮短從印度洋到大西洋的航程，并將作業(yè)范圍擴大到地中海和黑海等內(nèi)海領域。

關鍵詞：12 000 t浮吊； 超低限高； 人字架放倒； 改造升級

1前言

12 000 t浮吊在正常航行姿態(tài)下，起重機的高度達水面以上近100 m，無法通過有些有限高要求的航道，使其工作范圍受限。因此研究超低限高條件下的通行能力非常必要。航行時可將起重機人字架放下，將船舶的總高控制在一定的范圍內(nèi)，以盡可能多地擴大其作業(yè)范圍。人字架放倒后，可通過重要交通樞紐水域(如蘇伊士運河，博斯普魯斯海峽等)，而無需繞道遠航。本次放倒功能改造升級基于博斯普魯斯海峽大橋設計，安全限高56 m，極限限高64 m。實現(xiàn)此功能后，12 000 t浮吊將大大縮短從印度洋到大西洋的航程，并且將作業(yè)范圍擴大到地中海和黑海等內(nèi)海領域，見圖1。

圖1　12 000 t浮吊放倒后狀態(tài)

2放倒方案的確定

目前人字架放倒方案有2種。

方案1：人字架后腿做成三段連桿形式，可折疊，如Left Coast Lifter(ZPMC制造，用戶為美國鋼橋公司，用于奧克蘭-舊金山新海灣大橋建造)，見圖2。

圖2　Left Coast Lifter人字架放倒型式

方案2：人字架后腿向起重機尾部滑倒后固定在底盤或者甲板上，如amclyde制造的3 000 t全回轉起重機，見圖3。

圖3　人字架后腿向后倒的放倒型式

12 000 t浮吊主要結構已經(jīng)完工，原先未預留接口和空間，改造升級難度較大。如采用方案1，人字架后腿基本上要全部重做，成本比較高，故放棄方案1。按照方案2，由于變幅機構布置在人字架后腿的尾部，后腿向起重機尾部滑倒的過程中，變幅繩會繞在后腿下橫梁上，而放倒過程中變幅繩為主要受力件，變幅繩的存在導致后腿放倒無法實現(xiàn)，故放棄方案2。

經(jīng)過對各種方案的對比研究，考慮新的人字架放倒思路：首先利用穩(wěn)貨、穩(wěn)鉤絞車(起重機自帶)將人字架斜撐桿、人字架后腿拖拽至貼近前腿然后錨定，接著利用變幅鋼絲繩和系固鋼絲繩穩(wěn)定人字架使其慢慢下放，并通過頂升油缸輔助，將人字架放置在擱座上，最終實現(xiàn)人字架放倒。經(jīng)過幾輪前后驗證，此方案可行，并且改造升級成本最低，實施難度最小。

3改造升級的內(nèi)容及方案

12 000 t浮吊很多地方設計時并沒有預留接口和空間，使后期的改造升級面臨許多困難。在改造過程中還必須考慮優(yōu)化方案，使改造盡量少，且投入改造成本低。針對本次放倒功能的改造升級，主要研究內(nèi)容和難點如下。

(1)人字架后腿有下部橫梁，放倒過程中會和各起升鋼絲繩干涉。

(2)放倒過程中，變幅鋼絲繩在機房頂有彎折變向，在機房頂部須設計彎折變向裝置；另外，新的彎折變向裝置又將導致變幅卷筒出繩角過大，勢必影響卷筒排繩。

(3)人字架頂部變幅滑輪組不具備放倒能力，放倒后，鋼絲繩和結構干涉。

(4)人字架放倒到極限狀態(tài)時，變幅繩能力不足，無法將人字架拉起來。

針對前面提出的難點采取如下解決方法。

(1)后腿下部橫梁設置包板保護鋼絲繩不受結構損傷；另外，鋼絲繩彎折路徑設置簡易托輥保護。

(2)在機房頂設計新型受力換向排繩器，既輔助變幅繩在此處彎折，又幫助解決變幅卷筒出繩角過大的問題，協(xié)助排繩。

(3)人字架頂部變幅滑輪架增加放倒關節(jié)-變幅連接架，以避免放倒過程中鋼絲繩和結構干涉，見圖4。

圖4　人字架變幅連接架圖

(4)設置頂升油缸系統(tǒng)，人字架放倒至64 m時，頂升油缸和變幅鋼絲繩共同作用，將人字架放至最低位置56 m處；同時設置人字架擱座，將人字架整體放置在擱座上，增加拖航時的安全性，見圖5。

圖5　人字架頂升油缸

4結語

12 000 t浮吊低限高通行能力的研究成果具有創(chuàng)新性。

(1)基于已完工鋼結構基礎上的改造研究，適合原來非放倒型式的大型浮吊的改造，對今后其他類似產(chǎn)品增加此類升級改造功能具有很好的借鑒作用。

(2)開創(chuàng)性地將人字架后腿向前腿方向傾倒，避開受力鋼絲繩，極大減少改造升級工作量和成本。

(3)人字架頂部變幅滑輪架增加放倒關節(jié)，極大地減小了對原來結構的改造工作，對原有項目的改造升級工作具有非常好的借鑒作用。

(4)基于放倒研制的受力型換向排繩器，具有換向和排繩雙重功能，應用非常廣泛。

參 考 文 獻

[1]李朝陽.一種新型臂架滑移形式[J]．港口裝卸,2012(4)：7-8.

[2] Guide for certification of lifting appliances[S]．美國船級社， 2007.

李朝陽： 200125，上海市浦東新區(qū)東方路3261號

Technical Transformation of 12 000 t Floating Crane Passing Through the Super Low Height Limit

Shanghai Zhenhua Heavy Industries Co.,Ltd. Li ChaoyangZhang BingfaHao Yuying

Abstract：After transforming the 12 000 t floating crane of ZMPC, it can pass through bridges with super low height limit by laying down A-frame totally. In this way the voyage from the Indian Ocean to the Atlantic Ocean can be shortened greatly and the operating area can be enlarged to continental sea such as the Mediterranean and the black sea.

Key words:12 000 t floating crane; super low height limit; laying down the A-frame; transformation and upgrading

DOI：10.3963/j.issn.1000-8969.2016.01.011

收稿日期：