淺談門座式起重機對重平衡梁及臂架系統的安裝工藝

馬定君

（武鋼綠色城市建設發展有限公司，湖北武漢430083）

0 引言

隨著我國船舶工業的快速發展，所建船舶的噸位也越來越大，船塢的主要配套設備——門座式起重機的需求增長迅速。門座式起重機總噸位一般達800～900 t，單件設備從十幾噸到136 t不等，外形尺寸最長達到約60 m，整個系統在安裝過程中需要保持在平衡狀態，在吊機資源有限的情況下，如何保持安裝過程中設備本身的平衡狀態很重要。本工程用400 t履帶吊作為主吊機，150 t履帶吊作為輔助吊機，吊機的起吊能力決定整個的安裝工藝只能是單件吊裝，也降低了安裝效率。

1 項目特點

中船九院設計的S4080K12型門座式起重機，對重平衡梁裝活動配重部位為圓筒式，直徑為1 960 mm，活動配重為直徑1 950 mm、厚300 mm的圓柱體，單塊活動配重的重量約4.5 t，共需裝20塊配重。如何將20塊配重（共89 t）裝進配重箱內，以及在現有的吊機資源下對重平衡梁安裝到位后如何固定，臂架、象鼻梁、大拉桿如何吊裝等都成為棘手的問題。

2 吊裝方案分析

S4080K12型門座式起重機對重平衡梁重25.6 t，活動配重89 t（20塊，每塊4.5 t），臂架重75 t（長58 800 mm×寬6 200 mm），象鼻梁重31 t（長40 730 mm×寬3 000 mm），大拉桿重14.5 t（長47 600 mm×寬7 00 mm），每個部件噸位都比較大，外形尺寸比較大，按照傳統的吊裝方法，將臂架、象鼻梁及大拉桿在地面組裝起來整體吊裝，既安全又高效。但考慮到400 t、150 t履帶吊的起重能力及現場無合適的工裝胎架，只能每個部件逐個單件吊裝到位。

2.1 對重平衡梁的吊裝及固定分析

先在地面給對重平衡梁裝13.5 t配重（先加3塊，單塊重4.5 t），吊裝時對重平衡梁的總重量為39.1 t，用400 t履帶吊吊裝，因配重箱寬度尺寸比上轉柱開檔尺寸大，所以對重平衡梁只能從上轉柱后方進入。在吊裝對重平衡梁前將平衡梁支座在平臺上開線，燒碼板臨時定位，待對重平衡梁銷軸穿好后將支座焊接牢固。尾部用鋼絲繩固定在上轉柱后方，前端用鋼絲繩及葫蘆固定在轉盤上，如圖1所示。

400 t履帶吊垂直軌道站位吊裝，吊裝到位后穿好銷軸。在上轉柱后部設置兩個50 t吊耳，在對重平衡梁上設兩個50 t吊耳用鋼絲繩拉緊，前端也用兩組鋼絲繩拽緊。根據受力分析，在保證每組鋼絲繩承受15 t力的情況下，吊車的承重拉力為：

圖1 對重平衡梁吊裝到位后固定示意圖

此時吊車的承重拉力為5.3 t。在此狀態下用10 t手拉葫蘆收緊前端鋼絲繩，待吊車顯示吊重為0時松鉤。對重平衡梁固定好后穿好對重拉桿，此時對重平衡梁前端鋼絲繩受力為：

每組鋼絲繩受力為：

對重平衡梁固定好后，用150 t履帶吊將小拉桿安裝到位。

2.2 臂架吊裝分析

（1）吊機選擇：因臂架外形尺寸比較大，用一臺吊機起吊不好控制，且臂架吊裝到轉盤穿好銷軸后前端需提升到與水平面約成50°角位置，然后才能穿小拉桿和變幅機構銷軸。所以選擇用400 t、150 t履帶吊抬吊，400 t抬臂架前端，150 t抬臂架后端。

（2）吊車站位及受力分析：吊車垂直軌道站位，150 t站在臂架后端左側，400 t站在臂架前端右側。起吊時臂架保持水平，根據重心及吊點計算150 t受力約為28 t，400 t履帶吊受力約為47 t。400 t履帶吊性能：84 m主臂，18 m作業半徑，起重能力101.9 t；150 t履帶吊性能：60.2 m主臂，16 m作業半徑，起吊能力35.1 t，滿足雙機抬吊要求（不超過額定載荷80%）。

（3）操作工序：保持水平起吊，待臂架水平起升到32 600 mm高度后端與轉盤穿好銷軸后150 t履帶松鉤，400 t履帶吊將臂架起升至安裝角度，穿好小拉桿和變幅機構銷軸。

（4）系統平衡：對重平衡梁與臂架達到平衡狀態，此時活動配重應加注：

活動配重還應加注塊數=35.76 t-13.5 t=22.26 t（5塊）配重加注平衡后400 t履帶吊可以松鉤。

2.3 象鼻梁吊裝分析

（1）吊機選擇：因象鼻梁安裝角度與水平面成25°，安裝高度為72 m，考慮到安裝操作方便采用400 t和150 t履帶吊抬吊，400 t作為主吊機，150 t輔助抬吊控制安裝角度。

（2）吊車站位及受力分析：400 t履帶吊垂直軌道站位，作業半徑控制在17.5 m，150 t履帶吊平行軌道站位。根據重心及吊點位置，計算400 t受力約28 t，150 t履帶吊受力約3 t。

（3）操作工序：400 t與150 t履帶吊同時起吊，400 t將象鼻梁起升一定高度后通過150 t受力來調整角度，角度調整好后兩臺吊機同步起升到安裝位。穿好與臂架連接的銷軸后150 t履帶吊松鉤，400 t履帶吊不松鉤。

2.4 大拉桿吊裝分析

大拉桿重約14.5 t，吊裝高度約70 m，用150 t履帶吊吊裝大拉桿。

2.5 對重平衡梁及臂架系統平衡

大拉桿安裝完畢后，用150 t履帶吊裝剩余活動配重，89 t活動配重全部裝完后整個系統平衡，400 t可以松鉤，如圖2所示。

3 結論

（1）本次對重平衡梁及活動配重的吊裝方案，克服了吊機資源不足的不利因素，降低了成本，保證了工期。

（2）單部件吊裝的方法打破了傳統整體吊裝模式，積累了大件吊裝的寶貴經驗，并形成了成熟的吊裝工藝。

圖2 臂架平衡系統

（3）單部件吊裝相對整體吊裝工序時間周期要長，需更合理安排各工序及吊裝作業。

綜上所述，門座式起重機的安裝在施工資源配置不足的狀況下，通過改變安裝工藝和吊裝方法，可以實現安全吊裝和施工成本的降低，為經濟效益的提高提供了有力的保障和堅實的技術后盾。