一種陸上安裝大型浮吊臂架技術(shù)

侯艷艷 舒云峰 于婷婷

摘 要：大型浮吊安裝和維修多年來(lái)一直在水上依靠駁船和浮吊進(jìn)行，提出了一種可以實(shí)現(xiàn)浮吊安裝和維修直接在碼頭岸上進(jìn)行的安裝技術(shù)，使維修施工簡(jiǎn)單便利，受海洋氣候影響小，可以大范圍的提高施工效率，降低施工成本和保證施工安全。

關(guān)鍵詞：大型浮吊;安裝;維修;技術(shù)優(yōu)化

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.17.030

1 大型浮吊安裝技術(shù)現(xiàn)狀

大型海洋工程裝備，因其超大尺寸、超大重量和特殊的使用工況，使得其裝配和維修作業(yè)過(guò)程十分復(fù)雜，拆裝操作周期長(zhǎng)、控制難度非常大。特別是，大型浮吊的臂架安裝工作周期長(zhǎng)、效率低、人財(cái)物力投入量大、成本高，且安全生產(chǎn)預(yù)防難度大。

現(xiàn)有技術(shù)中，浮吊安裝和維修施工操作過(guò)程中，通常采用駁船進(jìn)行輔助安裝，以利用駁船在海水中與浮吊船同步搖擺和晃動(dòng)，盡可能減少或者降低浮吊船單獨(dú)晃動(dòng)所造成的對(duì)臂架的慣性沖擊，進(jìn)而造成臂架結(jié)構(gòu)，特別是傳動(dòng)位置的損壞。這種，海上安裝作業(yè)方式存在諸多的問(wèn)題和不足。主要表現(xiàn)在：

（1）浮吊船的噸位一般遠(yuǎn)高于駁船的噸位，周期性的潮起潮落所致二者之間的擺動(dòng)幅度和被動(dòng)的運(yùn)動(dòng)頻率、運(yùn)動(dòng)方式存在較大差別等因素，造成這種海上作業(yè)的控制難度高、完全受制于氣候條件，無(wú)法實(shí)現(xiàn)全天候作業(yè);（2）由于大型浮吊的臂架安裝工程量龐大、工作周期一般為2～3個(gè)月，輔助安裝用駁船隨浮吊船在風(fēng)浪和腐蝕環(huán)境中漂浮2-3個(gè)月，其費(fèi)用高;（3）這種連自身都始終處于不穩(wěn)定或介穩(wěn)狀態(tài)下的輔助安裝裝備，無(wú)法根據(jù)安裝操作需要，進(jìn)行合理、靈活的調(diào)節(jié);在某些情形下，甚至還可能加劇安裝操作難度，誘發(fā)安全生產(chǎn)事故;特別是，對(duì)于必須依靠人工手動(dòng)方式進(jìn)行、工程量巨大的，類似于鋼絲繩穿連串接始終處于上下起伏、搖擺不定以及大風(fēng)環(huán)境下的高空施工作業(yè)，安全風(fēng)險(xiǎn)因素很高。

2 現(xiàn)有技術(shù)改進(jìn)思路

要從根本上解決上述問(wèn)題，需要從成本、安全、施工方便性這三個(gè)方面進(jìn)行改進(jìn)：

（1）要將水上作業(yè)轉(zhuǎn)化到岸上作業(yè)，既可以降低施工難度，讓施工作業(yè)受海洋氣候影響減小，又可以保障施工安全。（2）隨著起重設(shè)備不斷趨向大型化發(fā)展，浮吊臂架安裝不能只依靠浮吊。要讓碼頭岸上起重設(shè)備也能投入到安裝和施工中去，從而降低制造成本。（3）要實(shí)現(xiàn)浮吊安裝的岸上作業(yè)就需要尋找一種可以替代駁船的支撐裝置，能夠隨浮吊船一起受波浪沖擊搖擺而搖擺，從而解決海洋波浪及潮汐對(duì)浮吊結(jié)構(gòu)的沖擊和影響的問(wèn)題。

3 新式大型浮吊安裝技術(shù)

大型浮吊安裝主要分為臂架吊裝、銷軸安裝、鋼絲繩安裝三個(gè)步驟。其中吊裝工作也貫穿銷軸安裝和鋼絲繩安裝全過(guò)程，鋼絲繩安裝過(guò)程在臂架安裝完成之后相對(duì)周期比較長(zhǎng)。安裝技術(shù)的改進(jìn)從以下幾個(gè)方面進(jìn)行：

首先就是要利用碼頭岸邊起重設(shè)備代替浮吊，實(shí)現(xiàn)浮吊臂架的安裝及拆卸維護(hù)等任務(wù)。目前能夠應(yīng)用于該項(xiàng)作業(yè)的主要有大噸位的龍門吊、液壓提升塔架裝置以及大噸位的履帶吊等，最適合安裝工作的設(shè)備主要是龍門吊。

其次是要利用特制的支撐工裝來(lái)替代駁船的作用。該支撐架工裝主要由支撐結(jié)構(gòu)、上部球形鉸點(diǎn)、下部滑移塊組成;支撐結(jié)構(gòu)用來(lái)承載大噸位的壓力，球形鉸點(diǎn)可以滿足支撐面進(jìn)行上下、左右、前后微量轉(zhuǎn)動(dòng)，下部滑移塊可以讓支撐架在水平平面內(nèi)進(jìn)行前后、左右微量移動(dòng)。該支撐架共具有5個(gè)運(yùn)動(dòng)自由度，能夠支撐臂架結(jié)構(gòu)并使浮吊臂架可以隨船體在海水潮汐、洋流的沖擊下進(jìn)行自由運(yùn)動(dòng)。支撐工裝主要由球形鉸裝置、支撐結(jié)構(gòu)、托梁、保護(hù)墊梁、支撐梁、平面滑移裝置組成。其中球形鉸裝置可以支撐的托梁傳遞的壓力，并可以確保托梁可以沿任意方向轉(zhuǎn)動(dòng)，以適應(yīng)臂架隨船體運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的橫向搖擺和上下?lián)u擺。保護(hù)墊梁作用是保護(hù)臂架搖擺運(yùn)動(dòng)在一定的安全范圍內(nèi)進(jìn)行，避免因過(guò)度搖擺導(dǎo)致危險(xiǎn)事故;支撐梁是將球形鉸裝置傳遞的壓力，傳遞到兩側(cè)的支撐結(jié)構(gòu)上;支撐結(jié)構(gòu)是整個(gè)支撐架結(jié)構(gòu)組成，負(fù)責(zé)將支撐梁上的壓力分散傳遞到下部的平面滑移裝置上，平面滑移裝置將支撐結(jié)構(gòu)傳遞的壓力均勻的傳遞到地基上，由于地基的承載力是有限的，所以所受壓力越大對(duì)應(yīng)的支撐結(jié)構(gòu)和下端的平面滑移裝置的覆蓋面積就相應(yīng)越大。

再次，是穿軸的改進(jìn)。大型浮吊的臂架鉸點(diǎn)銷軸重量接近10t，小型工具設(shè)備難以實(shí)現(xiàn)安裝，實(shí)際安裝條件受海浪沖擊晃動(dòng)和潮汐周期的影響，讓穿軸異常困難，要求高質(zhì)量，高效率的對(duì)位、穿軸，否則潮期一過(guò)全功盡棄。穿軸主要進(jìn)行了三個(gè)方面改進(jìn)，滑移滾道，導(dǎo)向頭和動(dòng)力牽引。滑移滾道是用來(lái)支撐銷軸并與軸孔對(duì)位的工裝，可以方面的調(diào)整滾道的上下高度，滾道通過(guò)4支滾輪支撐銷軸。調(diào)整銷軸對(duì)好孔后，可以方面的推動(dòng)銷軸進(jìn)孔。導(dǎo)向頭，是在銷軸進(jìn)孔的一端裝一個(gè)錐形的導(dǎo)向工裝，確保銷軸進(jìn)孔往內(nèi)推進(jìn)的時(shí)候不會(huì)走偏卡死。動(dòng)力牽引，是在銷軸前進(jìn)的一端頭部工裝上裝置一個(gè)牽引吊耳，通過(guò)外力拖動(dòng)銷軸穿孔。

最后，是鋼絲繩的安裝。改進(jìn)主要在引繩方面，利用引繩的可斷可接的特點(diǎn)。實(shí)現(xiàn)64倍率的滑輪組引繩32根批量同時(shí)、同步由臂架頭部滑輪組到人字架上部滑輪組的牽引，再到人字架上將斷繩結(jié)成整根，高效率完成引繩安裝，引繩后面連接工裝鋼絲繩，再連接產(chǎn)品鋼絲繩，用卷?yè)P(yáng)機(jī)進(jìn)行拖帶牽引，完成產(chǎn)品鋼絲繩的纏繞安裝，通過(guò)本項(xiàng)技術(shù)改進(jìn)讓上萬(wàn)米的繁瑣繞繩過(guò)程變得簡(jiǎn)潔便利。

通過(guò)以上幾個(gè)方面的改進(jìn)，使大型浮吊的安裝由海上駁船轉(zhuǎn)移到碼頭陸地上進(jìn)行，吊裝設(shè)備由浮吊變成軌道龍門吊，施工安全性和操作性大大提高，同時(shí)充分利用碼頭現(xiàn)有設(shè)備資源，優(yōu)化了銷軸安裝和鋼絲繩纏繞的操作過(guò)程，不但降低了施工難度，節(jié)省了施工周期，而且也大幅度降低制造成本。

4 實(shí)用效果及推廣前景

青島海西重機(jī)于2012年應(yīng)用該技術(shù)解決了公司為煙臺(tái)打撈局研制的3600噸浮吊大型臂架安裝的技術(shù)難題，確保了3600噸浮吊的順利安裝和交付，于2016年在中鐵大橋海鷗號(hào)3600噸浮式起重機(jī)的安裝過(guò)程中，優(yōu)化改進(jìn)方案后應(yīng)用，為項(xiàng)目?jī)?yōu)質(zhì)高效的完成安裝工程提供了有力保障。

隨著國(guó)內(nèi)外大型龍門吊設(shè)備起重噸位越來(lái)越大的發(fā)展趨勢(shì)，能夠應(yīng)用這種新式浮吊安裝技術(shù)的場(chǎng)合也在不斷增加。該項(xiàng)技術(shù)的推廣和應(yīng)用將會(huì)為降低大型浮吊產(chǎn)品制作難度和生產(chǎn)成本作出積極的貢獻(xiàn)。

參考文獻(xiàn)：

[1]何進(jìn)飛.大型浮吊臂架光纖光柵實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)研究[D].武漢理工大學(xué)，2010.