Manitowoc4600環(huán)梁式起重機(jī)在水工框架碼頭的組裝應(yīng)用

曾小龍

摘? 要：往往在一些重件碼頭中由于吊裝設(shè)備的不足，再加上周邊水路環(huán)境因素影響限制了傳統(tǒng)浮吊船的使用，則需要選擇大型起重機(jī)在碼頭上進(jìn)行大件貨物的裝卸船吊裝作業(yè)。又因部分碼頭采用水工框架結(jié)構(gòu)使得大型起重機(jī)的選用更加受到了限制。文章主要研究了Manitowoc4600環(huán)梁式起重機(jī)針對(duì)重件碼頭水工框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的一種組裝方式，解決了該起重機(jī)在水工框架碼頭中使用的難題。

關(guān)鍵詞：Manitowoc4600環(huán)梁式起重機(jī);水工框架結(jié)構(gòu);組裝應(yīng)用;受力分析

中圖分類號(hào)：TH21? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：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(guān)大件設(shè)備需在重件碼頭上進(jìn)行裝卸船施工作業(yè)，然而部分重件碼頭原有的吊裝機(jī)械設(shè)備無(wú)法匹配貨物的吊裝要求，另外碼頭水文情況對(duì)浮吊船的使用上產(chǎn)生限制;對(duì)于大件設(shè)備吊裝作業(yè)周期長(zhǎng)、數(shù)量不多的情況下選擇浮吊船進(jìn)行吊裝作業(yè)需增加更多的施工成本。在重件碼頭上加裝一臺(tái)大型起重機(jī)可以滿足施工需要，而針對(duì)部分碼頭水工框架結(jié)構(gòu)的情況選用Manitowoc4600環(huán)梁式起重機(jī)進(jìn)行施工作業(yè)，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)水工框架結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)設(shè)計(jì)了一套針對(duì)性的組裝方式，并通過計(jì)算校核及重載試驗(yàn)使得該起重機(jī)在水工框架碼頭的使用能夠滿足施工要求。

2 Manitowoc4600環(huán)梁式起重機(jī)組裝設(shè)計(jì)

2.1 方案確定

Manitowoc4600環(huán)梁式起重機(jī)是在4600S5履帶吊的基礎(chǔ)上加裝環(huán)梁軌道進(jìn)行改造，可以將超起配重及主臂工況沿環(huán)梁進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)，通過環(huán)梁將起重機(jī)及吊物的整體重量分散于地基上，從而減少起重機(jī)的對(duì)地壓力。根據(jù)需要吊裝的變壓器最重重量為315t，選用54.9m主臂長(zhǎng)度和444t后配重的工況進(jìn)行施工。考慮施工吊裝碼頭的結(jié)構(gòu)形式，碼頭操作面寬為54m，碼頭前沿16m內(nèi)為水工框架結(jié)構(gòu)，后38m為回填土堆砌填壓，與水工框架結(jié)構(gòu)通過擋土墻間隔。起重機(jī)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(gè)起重機(jī)有三分之一在碼頭水工框架結(jié)構(gòu)上。又因?yàn)榇a頭的水工框架結(jié)構(gòu)中的橫梁和縱梁設(shè)計(jì)受力不符合起重機(jī)的壓力要求，需把起重機(jī)的部分重量壓載于水工框架的立柱上。

2.2 方案操作

根據(jù)起重機(jī)的組裝要求在碼頭上布置地基箱，按劃線共鋪置16個(gè)環(huán)梁地基箱，并連成一環(huán)。在靠近主機(jī)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(zhǎng)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(jìn)行焊接固定。

起重機(jī)主機(jī)開上路基箱上后，開始組裝起重機(jī)環(huán)梁和其他部件，通過調(diào)整起重機(jī)的頂升油缸，將起重機(jī)的整體重量坐落于承載梁和路基箱上。通過這樣設(shè)計(jì)組裝將起重機(jī)吊裝時(shí)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(jī)的承重集中在水工框架結(jié)構(gòu)承載能力最強(qiáng)的結(jié)構(gòu)上，保證了起重機(jī)的使用。

3 方案的技術(shù)論證

3.1 水工框架結(jié)構(gòu)立柱受力情況分析

Manitowoc4600環(huán)梁式起重機(jī)對(duì)變壓器進(jìn)行卸船裝車時(shí)主臂架底部產(chǎn)生局部最大載荷，起重機(jī)三分之一的部分利用碼頭樁柱層中的兩根樁柱進(jìn)行支承以此減少碼頭框架縱、橫梁的受力。起重機(jī)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(jìn)行支墊，起重機(jī)正對(duì)著泊位吊裝時(shí)將重量分載至兩根樁柱上，以此將吊裝時(shí)起重機(jī)產(chǎn)生的壓載傳導(dǎo)至樁柱。設(shè)主臂架產(chǎn)生的載荷全部由承載梁承載，在此極限狀態(tài)下的樁柱受力情況進(jìn)行計(jì)算。（實(shí)際使用時(shí)起重機(jī)主臂架產(chǎn)生的載荷由環(huán)梁進(jìn)行分載，實(shí)際載荷量小于計(jì)算值。）

根據(jù)起重機(jī)的使用說明情況，起重機(jī)起吊最重件變壓器（重量為315t）時(shí)主臂架壓載環(huán)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(jìn)行布置。則起重機(jī)吊裝時(shí)單根樁柱的壓載載荷為，根據(jù)《柳州陽(yáng)和碼頭設(shè)計(jì)圖》所示，樁基采用C30鋼筋砼沖孔灌注樁，其設(shè)計(jì)承載力計(jì)算成果單樁的承載能力為33380kN > 4071.9kN（安全），單樁正常使用狀態(tài)的軸力7793kN > 4071.9kN（安全），則樁柱的承載滿足起重機(jī)吊裝要求。

3.2 承載梁受力情況分析

起重機(jī)卸船吊裝作業(yè)時(shí)，起重機(jī)主臂架壓載環(huán)梁對(duì)承載梁受力，最外側(cè)的承載梁受力最大，以此梁為例進(jìn)行計(jì)算。外側(cè)承載梁受力區(qū)域約為主臂架寬度5.4m。根據(jù)圖2起重機(jī)主臂架受力情況可知，外側(cè)承載梁受到的局部載荷約為臂架底部4個(gè)支墩的力，約為126.8×（0.96+1+1+0.96）=497t，承載梁受力情況簡(jiǎn)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(duì)整個(gè)受力過程簡(jiǎn)化為簡(jiǎn)支梁受力分析：

4結(jié)束語(yǔ)

根據(jù)計(jì)算分析，采用水工框架結(jié)構(gòu)立柱對(duì)Manitowoc4600環(huán)梁式起重機(jī)部分重量集中受力可以滿足起重機(jī)的使用要求，通過這種針對(duì)性的安裝方案設(shè)計(jì)避開了碼頭水工框架結(jié)構(gòu)的薄弱環(huán)節(jié)，將起重機(jī)的組裝合理應(yīng)用到水工框架碼頭上，解決了大件設(shè)備在水工框架碼頭上的吊裝問題。

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