預制塊體新型吊具的設計與應用

李彬

（中交一航局第三工程有限公司，遼寧　大連　116001）

預制塊體新型吊具的設計與應用

李彬

（中交一航局第三工程有限公司，遼寧大連116001）

重點介紹了使用新型吊具進行預制塊體吊裝的新工藝。新型吊具的吊鉤可自動開啟，與傳統的預制塊體吊裝工藝相比，操作方便，通用性強，安全風險低，施工效率高，極大地降低了施工成本。通過在建項目對新型吊具的使用，保障了吊裝作業的安全性和高效性。

新型吊具；預制塊體；安全高效；推廣應用

1　研究背景

預制塊體吊裝[1]通常采用人工穿銷軸的工藝，工序復雜，作業時間長，需用較多人力，存在較大安全隱患，且吊索具通用性差，吊裝成本較高。為提高現有起重吊具的安全性和通用性，滿足各類預制塊體起重吊裝生產需求，需要一種通用性強，安全可靠，效率高效的新型吊裝工藝。在此背景下，積極進行技改開發，設計新型吊具[2]，通過起重吊具啟閉系統[3]控制，可實現吊鉤的自動啟閉，具備1 000 t以下預制塊體吊裝能力。

2　新型吊具的設計

2.1新型吊具結構組成

吊具主要有3個組成部分，如圖1所示[4]。

1）起重系統：吊鉤；主鉤及吊索。

2）支撐系統：撐架；限位架。

3）啟閉系統：連桿；吊鉤懸臂；索具鉤及吊索。

圖1　新型吊具結構示意圖Fig.1　New lifting devicestructure

2.2吊裝原理

新型吊具利用吊鉤鉤齒插入塊體預留的吊孔內，實現起重吊具與塊體吊點的連接，然后起吊塊體，見圖2。

圖2 沉箱吊裝Fig.2　Caisson lifting

吊鉤開啟由索具鉤（或副鉤）控制。索具鉤（或副鉤）向上拉動鋼絲繩帶動連桿上提，吊鉤開啟。吊鉤鉤齒對準塊體吊孔位置后，索具鉤（或副鉤）落鉤，連桿下落，利用吊鉤和連桿自重吊鉤閉合，吊鉤鉤齒插入塊體吊孔內，提升主鉤進行起吊。

2.3吊裝能力

根據常用預制塊體的吊裝重量，共設計了兩種吊鉤，單鉤吊重100 t和75 t吊鉤。目前，對在建項目已應用了8個100 t吊鉤組裝吊具和4個75 t吊鉤組裝吊具兩種（具體見表1）。同時，新型吊具可根據不同塊體吊裝需要，調整撐架尺寸，增加吊鉤數量，提高起重能力。

表1　吊具吊裝參數表Table 1　Lifting device param eter list

3　新型吊具的應用

3.1吊裝操作流程

起重船駐位，下放吊具→索具鉤上提，吊鉤鉤齒張開→主鉤下落，吊具落于塊體頂部→鉤齒對準吊孔，索具鉤下落，鉤齒進入塊體吊孔→起吊塊體→定位安裝→索具鉤上提，吊鉤張開，脫離吊孔→主鉤上提，吊具與塊體分離，完成吊裝。

3.2控制重點

新型吊具在吊裝過程中，重點控制以下三點：

1）定位控制。吊具在塊體上方要定位準確，確保所有吊鉤鉤齒順利進入塊體吊孔。可通過預先連接在吊具上的兩根晃繩來調整吊具定位，避免吊具在下放過程中的擺動。

2）防止脫鉤。涉及到水下安裝的沉箱等預制塊體，在沉箱入水后，主鉤應緩慢下落，控制主鉤吊重，防止入水后產生的浮力造成脫鉤。水下安裝過程，主鉤應始終保持一定吊力，直至沉箱安放到指定位置。在已經應用的兩個項目中，I標段-金龍灣水上旅游項目E西區填海工程430 t沉箱在落底前，主鉤吊重保持在80 t（含35 t吊架重量）；大連莊河海事和陸島碼頭170 t沉箱，在水下安裝結束前主鉤吊重控制在30 t（含10 t吊架重量）；通過控制主鉤吊重，降低浮力產生的影響，有效的避免了脫鉤風險。

3）吊孔位置準確。塊體規格和吊點（吊孔）位置決定了吊具的設計尺寸。吊具加工好后，吊鉤間距將無法調整。因此，吊孔位置必須預留準確，保證吊鉤能準確進入吊孔。已應用的兩個項目中，吊孔預留偏差[5]要求控制在10 mm以內，實際應用情況較好，吊鉤可順利進入塊體吊孔。

4　應用效果

4.1在建項目使用情況

采用新型吊具施工的I標段-金龍灣水上旅游項目E西區填海工程430 t沉箱吊裝與同一水域采用傳統工藝進行施工的金龍灣水上旅游項目D區填海工程沉箱吊裝對比，效率由原有的平均每日安裝沉箱1～2個提升為6～8個。

已完工的大連莊河海事和陸島碼頭170 t沉箱安裝共計59個，原計劃工期75 d。新型吊具投入使用后，塊體裝船和安裝數量均為10個/d，將沉箱安裝工期縮短至21 d（含氣象影響天數）。

新型吊具的使用在施工進度，安全性，可靠性和安裝精度上均取得了良好的效果。

4.2功效分析

下面以安裝條件相同的大連莊河港沉箱預制場沉箱吊裝（2013年施工）和使用新型吊具施工的大連莊河海事及陸島碼頭沉箱吊裝為例，進行新型吊裝工藝的功效分析和工藝對比，見表2。

表2　新型吊具與人工穿銷軸吊裝工藝對比Table2　Technology comparison of artificialpenetrate pin shaftand new lifting device

通過對新型吊具和吊裝工藝使用情況的總結和功效分析，新型吊具吊裝在操作性、安全性、可靠性和通用性及施工進度和吊裝效率上有了大幅提升。新型吊具的使用在提高施工進度的同時，降低了起重船、運輸方駁等設備及大量施工人員的投入成本，為后續施工創造了有利條件。

5　改進與完善

新型吊具和吊裝工藝在以后的應用過程中將重點放在吊具限位措施、吊點設計和制定工藝操作規程三方面進行改進和完善。

1）吊具限位措施：在撐架下部安裝4個限位支腿，在沉箱頂部對應位置預埋限位擋，對吊具進行左右定位。支腿長度根據計算確定，用于吊具的上下定位。支腿靠緊沉箱上的限位擋板后，緩慢下落吊具至支腿支撐在沉箱頂部，此時吊鉤閉合，吊鉤鉤齒即可進入相應吊孔內。

2）吊點設計：優化吊點設計，提高預埋精度，減小吊孔尺寸，在吊孔位置采取加強措施，達到設計方和業主方的滿意。

3）制定操作規程[6]：針對新型吊具吊裝工藝，積累施工經驗逐步制定新工藝的操作規程，規范操作方法和工藝紀律。編制行之有效的控制要點和注意事項，突出新型吊具易操作的工藝特點。

6　結語

新型吊具的成功應用，改變了以往陳舊落后的吊裝工藝，形成了方便操作，安全高效，通用性強的新工藝，極大地提高了生產效率，降低施工成本。新型起重吊具啟閉系統已被國家知識產權局授予實用新型專利，具有廣闊的應用空間，今后將在預制塊體起重吊裝領域大力的推廣和應用，實現預制塊體起重吊裝作業的標準化施工。

[1]JTS167-2—2009，重力式碼頭設計與施工規范[S]. JTS 167-2—2009，Design and construction code for gravity quay [S].

[2]張寶昌，許文杰，付大偉.半圓體翻轉與安裝多功能吊具[J].中國港灣建設，2011（2）：59-62. ZHANGBao-chang，XUWen-jie，FUDa-wei.Muti-purpose sling for turn-overofsemi-cylinder and installation[J].China Harbour Engineering，2011(2):59-62.

[3]中交一航局第三工程有限公司，中交第一航務工程局有限公司.起重吊具啟閉系統：中國，201521082073.6[P].2016-04-05. No.3 Engineering Co.,Ltd.of CCCC First Harbor Engineering Co., Ltd.,CCCC First Harbor Engineering Co.,Ltd.Lifting device open-close system:China,201521082073.6[P].2016-04-05.

[4]GB/T 3811—2008，起重機設計規范[S]. GB/T 3811—2008,Design rules for cranes[S].

[5]JTS 151—2011，水運工程混凝土結構設計規范[S]. JTS 151—2011,Design code for concrete structures of port and waterway engineering[S].

[6]GB 6067.1—2010，起重機械安全規程[S]. GB 6067.1—2010,Safety rules for liftingapp liances[S].

Design and app lication of new lifting device for precast blocks

LIBin
（No.3Engineering Co.,Ltd.ofCCCCFirstHarbor Engineering Co.,Ltd.,Dalian,Liaoning116001,China）

The new technology for lifting precastblock,which used new lifting device,wasmainly introduced in this paper. The hook could automatically open,which be easier to operate,more universality,lower safety risk,high efficiency and greatly reduce thework cost to compared with traditional precastblock liftingmethod.The application of new lifting device in project under construction can ensure the safety and efficiency of liftingworks.

new lifting device;precastblock;safety and efficiency;application

U655.3

A

2095-7874（2016）10-0044-03

10.7640/zggw js201610010

2016-04-14

2016-07-06

李彬（1982—），男，遼寧大連市人，工程師，港口航道與海岸工程專業。E-mail：LB_85307723@163.com