受限空間下雙梁橋式起重機總裝工藝的應用

(唐山三友化工股份有限公司，河北 唐山 063305)

橋式起重機是現代工業生產中實現生產過程機械化、自動化的重要設備。由于橋式起重機橫架于車間、倉庫和料場上空進行物料吊運，它的兩端坐落在高大的鋼筋水泥混凝土立柱或金屬支架上，形狀似橋。橋架沿鋪設在兩側高架上的軌道縱向運行，比較好地利用橋架下面的空間吊運，不受地面設備的阻礙。因此它是使用范圍最廣、數量最多的一種起重機械設備，在鋼鐵化工、港口碼頭以及物流等行業得到最為廣泛的運用。

隨著時間的推移，若設備到了報廢更新的年限，橋式起重機需要升級更新換代，橫架于車間、倉庫和料場上空的橋式起重機如何更換，就成了新的問題。露天料場可以隨時用機械化吊裝更換，那么對于軌道頂距屋架下弦較近，不宜采用機械化或單桅桿直立整體吊裝的車間或倉庫場地，如何更換呢？下面以某化工企業煅燒車間廠房內雙梁橋式起重機的升級更換為例加以闡述。

1 受限空間參數

某化工企業煅燒車間廠房內，原10 t雙梁橋式起重機更換為QD型16/5 t雙梁橋式起重機，凈重32 t，工作級別A5。新舊起重機的跨度(25.5 m)、提升高度(16 m)、鋼軌型號(43 kg/m)均保持不變。對鋼筋混凝土立柱、軌道鋼橫梁的強度和穩定性經校核，均已安全加固，滿足承載要求。

沿廠房西門，有經煅燒爐爐底向東轉南的L型通道，實測通道運輸梁的最大長度約18 m。結合現場環境，為便于運輸轉彎，橋式起重機的主梁Ⅰ和主梁Ⅱ采用了化整為零的設計制造方法，在梁體三分之一結合處、主梁與端梁均采用法蘭鉸制孔高強螺栓聯接。

兩側高架上的軌道下方，兩爐體設備之間有26000×3000 mm的空間場地，能夠滿足主梁Ⅰ或主梁Ⅱ的擺放及裝配找正對中，將主梁三分之一處法蘭鉸制孔高強螺栓聯接成整體的需要。

軌道上方，屋架下弦梁距軌道頂較近，屋架上弦梁合適有位置，能夠設立錨點系置電動葫蘆，吊裝橋式起重機各部件滿足總裝工藝的要求。

2 總裝步驟

1)端梁Ⅰ、Ⅱ，分別用兩側軌道上方屋架上弦梁掛置的電動葫蘆起吊就位，端梁車輪與軌道面接觸，用兩個2 t手拉葫蘆找正，再用鋼絲繩封住，待與主梁連接固定。

2)主梁Ⅰ，將主梁Ⅰ的兩部分，經L型通道運輸至廠房內，用原天車吊起后擺放在26000×3000 mm的空間場地上，找正找平主梁Ⅰ兩部分的連接法蘭對中，用螺栓連接固定。落兩側電動葫蘆鉤頭，系置綁繩掛鉤，離地試吊后，同步緩慢抬起至指定位置，搭設腳手架，安全措施到位，與端梁Ⅰ、Ⅱ對中，找正找平恢復螺栓，完成連接。

3)同理，完成主梁Ⅱ的組對連接。

4)安裝小車、駕駛室及其它部件。

5)最后進行全面檢查和驗收、動靜試驗、調試至符合國家及起重行業標準和安全標準，交付生產使用。

3 起升錨點受力計算

廠房鋼屋架型鋼梁由∠125×125×10的角鋼背對組成，角鋼的力學特性如下：

截面積S=24.37 cm2

截面系數W=39.97 cm3

慣性半徑i=3.85 cm

許用應力[σ]=170 MPa

上弦梁的強度、穩定性校核如下：

3.1 計算載荷

橋式起重機的主梁Ⅰ或主梁Ⅱ，設計制造單件最大重為90 kN。

P計=K·(Q+g)=1.1×(90+5)=104.5 kN

式中，K=1.1，為動載系數，取1.1；

Q=90 kN，為單件最大重量，主梁Ⅰ或主梁Ⅱ；

g=5 kN，為倒鏈及索具的重量。

3.2 錨點受力分析

將屋架部分上弦梁簡化為三腳架ABC，如圖1所示。

圖1 上弦梁受力分析

3.2.1 橫梁受軸向拉力N1(AB受拉力)

軸力N1=P/tgα=52.3/tg64.98°=24.4 kN

α=arctgBC/AB=arctg2101/987=64.98°

彎矩M=PL/4=52.3×0.987/4=12.8 kN·m

強度σmax=N1/S+Mmax/W=2.44×104/2×24.37×10-4+12.8×103/2×39.97×10-6=5.0×106+160×106=165 MPa≤[σ]，強度足夠。

3.2.2 斜撐受軸向壓力N2(AC受壓力)

N2=P/sin64.98°=57.7 kN

強度：σ=N2/S=5.77×104/2×24.37×10-4=11.84 MPa≤[σ]，足夠。

穩定性：柔度λ=μL/i=0.5×210.1/sin64.98°/3.85=30.1

式中：μ=0.5為長度系數。

臨界應力σcr=235-0.00668λ2=235-0.00668×30.12=228.95 MPa

實際安全系數σcr/σ=228.95/11.84=19>NW

NW=1.8～3，安全穩定。

4 結 語

該化工企業煅燒車間廠房橋式起重機升級更換的圓滿完成，得益于設計、制造、后期更換施工與現場作業受限空間的高度結合，得益于總裝工藝的制定和施工單位精心施工。把受限空間參數融入設計制造，滿足運輸、現場組對、起升就位，是優質高效完成總裝工藝的重要前提，沒有對受限空間參數的融入，總裝工藝中核心環節就會受到阻礙，結果不僅會影響總裝工藝的進度，也會影響到了生產設備的更新和企業的效益。