Manitowoc4600環梁式起重機在水工框架碼頭的組裝應用

曾小龍

摘? 要：往往在一些重件碼頭中由于吊裝設備的不足，再加上周邊水路環境因素影響限制了傳統浮吊船的使用，則需要選擇大型起重機在碼頭上進行大件貨物的裝卸船吊裝作業。又因部分碼頭采用水工框架結構使得大型起重機的選用更加受到了限制。文章主要研究了Manitowoc4600環梁式起重機針對重件碼頭水工框架結構設計的一種組裝方式，解決了該起重機在水工框架碼頭中使用的難題。

關鍵詞：Manitowoc4600環梁式起重機;水工框架結構;組裝應用;受力分析

中圖分類號：TH21? ? ? ? ?文獻標識碼：A 文章編號：2095-2945（2019）33-0163-02

Abstract： Often in some heavy wharf due to the lack of hoisting equipment， coupled with the surrounding waterway environmental factors limit the use of the traditional floating crane， it is necessary to choose a large crane to carry out the hoisting operation of the large cargo on the wharf. Because some wharves adopt hydraulic frame structure， the selection of large cranes is more limited. In this paper， an assembly method of Manitowoc4600 ring beam crane for hydraulic frame structure design of heavy wharf is studied， and the difficult problem of using the crane in hydraulic frame wharf is solved.?Keywords： Manitowoc4600 ring beam crane; hydraulic frame structure; assembly application; force analysis

1 概述

相關大件設備需在重件碼頭上進行裝卸船施工作業，然而部分重件碼頭原有的吊裝機械設備無法匹配貨物的吊裝要求，另外碼頭水文情況對浮吊船的使用上產生限制;對于大件設備吊裝作業周期長、數量不多的情況下選擇浮吊船進行吊裝作業需增加更多的施工成本。在重件碼頭上加裝一臺大型起重機可以滿足施工需要，而針對部分碼頭水工框架結構的情況選用Manitowoc4600環梁式起重機進行施工作業，根據現場水工框架結構的特點設計了一套針對性的組裝方式，并通過計算校核及重載試驗使得該起重機在水工框架碼頭的使用能夠滿足施工要求。

2 Manitowoc4600環梁式起重機組裝設計

2.1 方案確定

Manitowoc4600環梁式起重機是在4600S5履帶吊的基礎上加裝環梁軌道進行改造，可以將超起配重及主臂工況沿環梁進行轉動，通過環梁將起重機及吊物的整體重量分散于地基上，從而減少起重機的對地壓力。根據需要吊裝的變壓器最重重量為315t，選用54.9m主臂長度和444t后配重的工況進行施工。考慮施工吊裝碼頭的結構形式，碼頭操作面寬為54m，碼頭前沿16m內為水工框架結構，后38m為回填土堆砌填壓，與水工框架結構通過擋土墻間隔。起重機選擇的工況中315t的吊裝重量最大吊裝幅度為33.5m，因此整個起重機有三分之一在碼頭水工框架結構上。又因為碼頭的水工框架結構中的橫梁和縱梁設計受力不符合起重機的壓力要求，需把起重機的部分重量壓載于水工框架的立柱上。

2.2 方案操作

根據起重機的組裝要求在碼頭上布置地基箱，按劃線共鋪置16個環梁地基箱，并連成一環。在靠近主機位置的2#樁柱及3#樁柱上各布置一塊6m路基箱，在6m路基箱中間位置上布置兩塊長方形支墩。在擋土墻和水工框架立柱上分別布置6條7.2m承載梁，每2條并在一起的7.2m承載梁進行焊接固定。

起重機主機開上路基箱上后，開始組裝起重機環梁和其他部件，通過調整起重機的頂升油缸，將起重機的整體重量坐落于承載梁和路基箱上。通過這樣設計組裝將起重機吊裝時的部分重量壓載與水工框架的立柱上，不僅縮短了吊裝距離，并將起重機的承重集中在水工框架結構承載能力最強的結構上，保證了起重機的使用。

3 方案的技術論證

3.1 水工框架結構立柱受力情況分析

Manitowoc4600環梁式起重機對變壓器進行卸船裝車時主臂架底部產生局部最大載荷，起重機三分之一的部分利用碼頭樁柱層中的兩根樁柱進行支承以此減少碼頭框架縱、橫梁的受力。起重機在碼頭樁柱層通過支承梁支承，支承梁通過支墩和路基板進行支墊，起重機正對著泊位吊裝時將重量分載至兩根樁柱上，以此將吊裝時起重機產生的壓載傳導至樁柱。設主臂架產生的載荷全部由承載梁承載，在此極限狀態下的樁柱受力情況進行計算。（實際使用時起重機主臂架產生的載荷由環梁進行分載，實際載荷量小于計算值。）

根據起重機的使用說明情況，起重機起吊最重件變壓器（重量為315t）時主臂架壓載環梁的載荷約為801t;采用2條7.2m承載梁分載，承載梁重6t;一根樁柱位置上采用1塊路基板（重為8.8t）和2塊支墩（重約0.5t）進行布置。則起重機吊裝時單根樁柱的壓載載荷為，根據《柳州陽和碼頭設計圖》所示，樁基采用C30鋼筋砼沖孔灌注樁，其設計承載力計算成果單樁的承載能力為33380kN > 4071.9kN（安全），單樁正常使用狀態的軸力7793kN > 4071.9kN（安全），則樁柱的承載滿足起重機吊裝要求。

3.2 承載梁受力情況分析

起重機卸船吊裝作業時，起重機主臂架壓載環梁對承載梁受力，最外側的承載梁受力最大，以此梁為例進行計算。外側承載梁受力區域約為主臂架寬度5.4m。根據圖2起重機主臂架受力情況可知，外側承載梁受到的局部載荷約為臂架底部4個支墩的力，約為126.8×（0.96+1+1+0.96）=497t，承載梁受力情況簡化為均布載荷497×9.8/5.4=902kN/m。承載梁布置以支墩支墊，兩支墩的間距為6.28m，對整個受力過程簡化為簡支梁受力分析：

4結束語

根據計算分析，采用水工框架結構立柱對Manitowoc4600環梁式起重機部分重量集中受力可以滿足起重機的使用要求，通過這種針對性的安裝方案設計避開了碼頭水工框架結構的薄弱環節，將起重機的組裝合理應用到水工框架碼頭上，解決了大件設備在水工框架碼頭上的吊裝問題。

參考文獻：

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