450t超大型門式起重機總裝的關鍵技術研究

高中延 吳巧榮 程穎 孫文利

摘 ? ?要：本文以華南船機450tX108m門式起重機總裝為載體，介紹超大型門式起重機總裝的關鍵技術方案。通過優化總裝提升方案，克服了設備有限、場地狹小對總裝的影響，利用廠內現有資源優化土建方案，有效降低總裝土建成本，縮短了總裝周期。

關鍵詞：超大型門式起重機;總裝提升方案;土建成本;縮短周期

中圖分類號：U673.38?? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻標識碼：A

Abstract： This paper takes the general assembly of the 450 t x108 m gantry crane manufactured by South China Ship Machinery Company Limited as an example to introduce the key technical scheme of general assembly of very large shipbuilding gantry crane. By optimizing the general assembly lifting scheme， the influence of limited equipment and narrow space on the general assembly is overcome. It utilizes the existing resources in the factory， optimizes the civil construction plan， reduces the civil construction cost for general assembly and shortens the general assembly cycle of the crane.

Key words： Very large gantry crane; General assembly scheme; Civil construction cost; Shorten cycle

1 ? ? 前言

隨著經濟全球化及船舶大型化的發展，造船用起重機也朝著大起重量、大幅度及大跨度方向發展。我國超大型門式起重機設計制造技術比較成熟，居于世界先進水平。超大型門式起重機總裝方案主要有兩種：一種是利用浮吊船或大型履帶吊機進行總裝吊裝;另一種是利用雙塔架液壓提升的方式進行總裝吊裝。根據項目的實際安裝位置、項目施工環境，以及保證安全性、可靠性、安裝精度和降低總裝成本要求，是選定超大型門式起重機總裝方案選定的關鍵因素。

450 t X108 m超大型門式起重機是中船黃埔文沖船舶有限公司為華南船機公司首次制作的超大型門式起重機。該起重機軌道跨度108 m、梁底高80 m、整機重量1 900 t、吊裝分段空中翻身最大重量450 t。圖1為450 t龍門吊安裝效果圖。

在整機制作過程中，主梁、剛性腿、柔性腿分段制作及合攏技術、機械設備安裝技術、基于電腦控制的液壓油缸集群提升主梁及剛性腿技術等，須滿足設計文件及標準規范的規定，具有較大的制造安裝難度及較高的制造技術工藝水平。本方案主要針對450 t X 108 m超大型門式起重機的結構特點，根據該吊機的安裝階段要求而制定，其主要技術要點：（1）優化總裝提升方案，克服設備有限、場地狹小對總裝的影響;（2）利用廠內現有資源，優化土建方案，有效降低成本、縮短總裝周期。

2 ? ?總裝技術方案

2.1 ?總裝提升方案

2.1.1 施工流程

見圖2。

（1）因華南船機廠空間受限，龍門吊剛性腿無法放置在主梁軌道以外，故選用龍門吊剛性腿分兩段合攏提升、從主梁內側拖帶提升的方案，并根據提升方案布置總裝合攏場地，有效利用有限的空間，滿足提升要求，保證提升有序進行;

（2）因龍門吊剛性腿下段魚尾段重量130 t，廠內履帶吊無法獨立吊起翻身，故采用胎架輔助旋轉翻身工藝，減少現場設備需求成本。

此次提升的450 t×108 m跨龍門吊，1#門架距離剛性腿軌道10 000 mm、2#門架距離柔性腿軌道14966 mm、偏移值由業主提供為150 mm;上、下小車安裝在距離剛性腿塔架60 m處時，剛性腿側（1#提升門架）布置4臺350 t油缸、柔性腿側（2#提升門架）布置4臺350 t液壓提升油缸。

表1為各階段載荷分配表，從表1可知：剛性腿側提升門架（塔A）的最大承重為1 166.3 t，布置4臺350 t油缸，達到油缸額定荷載使用率83.3%、塔架額定承載率35.3%;柔性腿側門架（塔B）的最大承重為736.9 t，布置4臺350 t液壓提升油缸，達到油缸額定荷載使用率52.6%、塔架額定承載率59.0%。

2.1.2 主梁提升前的準備工作

（1）上、下小車安裝到位，并采用槽鋼[10按45度方向與行走機構和主梁面連接;

（2）主梁提升用油缸（包括鋼絞線梳導架）、泵站和控制設備就位，并穿好鋼絞線，保證鋼絞線平順;

（3）將鋼絞線理順，并通過底錨與大梁固接;

（4）控制系統傳感器安裝和系統調試;

（5）做好天氣預報工作，根據氣象臺提供的資料確定提升日期;

（6）門架及主梁作好防雷接地措施，并測試合格;

（7）記錄下門架基礎的初始標高，門架垂直度及纜風預緊力調整到位;

（8）組織全面檢查，提出整改措施，整改合格后簽署提升令;

（9）每天施工作業前由作業負責人對作業人員進行站班交底，讓每一個施工人員都清楚工作內容和注意事項;

（10）虛線以內施工禁區做好圍護，非施工人員不得入內;

（11）剛性腿內部搭設對口檢查平臺。

2.1.3施工步驟

（1）正式提升（6 級以上風力停止提升）：分級加載提升主梁整體離開胎架，復核門架垂直度，并對所有螺栓再次檢驗，懸空靜載20小時后再次檢查，進行一切正常后，繼續提升;

（2）安裝上接頭：柔性腿上接頭加柔性鉸總重約 31t，當主梁提升到離地面約 8.8 m 時，用平板車沿軸線方向運輸至安裝位置;調整平板車位置使柔性鉸穿入龍門吊主梁中， 然后定位連接鉸板、加固焊接;

（3）啟動提升油缸：主梁底提升到 10.04 m時，利用 25 t 汽車吊將剛性腿與主梁用鉸板連接;然后繼續提升主梁使剛性腿頭部受力，再用350 t 液壓平板車把剛性腿分段從兩組塔架之間86 m的距離向前緩慢移動致連接板垂直;然后將事先安裝剛性腿滑移小車（與剛性腿尾部銷軸連接）著地到鋪放的鋼板上，配2組 22 mm 鋼絲繩、 2 臺 5 t 卷揚機;在提升門架的兩個垂直方向布置經緯儀監測門架垂直度，控制鋼絞線偏差情況（垂直度偏差不大于 1°）。提升過程中通過控制主梁在水平方向的絕對偏移來確保鋼絞線的垂直度。實際操作中按照 50 mm 作為主梁絕對偏移控制值，當主梁偏移值達到 50 mm 后立即開動或停止卷揚機拖拉剛性腿，調整主梁偏移值;

（4）經緯儀監測提升門架的垂直度：指揮卷揚機牽引小車緩慢跟進，必須嚴格控制兩臺小車移動同步;

（5）當剛性腿完全離地后拆除小車，將拖拉鋼絲繩與對拉系統連接，另一段掛在主梁柔性腿側的吊耳上;

（6）剛性腿與主梁對口臨時焊接：焊接主梁與剛性腿內側焊縫，要求其焊縫能滿足自身懸掛重量以及魚尾段的重量，具體焊接長度要通過詳細圖紙確定;

（7）下橫梁重 70 t、總長 37.7 m，用 250 t 履帶吊機吊至行走機構上。履帶吊機伸臂 49.5 m，鋼絲繩選用φ56 mm（6×37+1-1 670）、最小破斷拉力1540 kN，4根鋼絲繩最小破斷拉力為 4×1 540=6 160 kN、安全系數 K=6 160 cos30°/ 700=7.1。

（8）繼續提升：使主梁超提 200 mm，柔性腿側利用 250 t 履帶吊機安裝柔性腿撐桿， 撐桿下口滿穿螺栓人工擰緊，上口穿 8 顆 M24*300 螺栓臨時固定后松鉤;

（9）剛性腿分段利用履帶吊機配合胎架絞座進行翻身，并與剛性腿行走機構安裝完畢：剛性腿下段魚尾段重量130 t，廠內履帶吊機無法獨立吊起翻身，采用胎架輔助旋轉翻身工藝，在魚尾段下口胎架上設置兩個旋轉絞點，履帶吊提升魚尾段上口吊環進行翻轉，如圖3所示;

（10）緩慢下放剛性腿側主梁，剛性腿與剛性腿魚尾段進行對接合攏，并進行焊接。

2.2 ?總裝土建施工方案

450 t龍門吊總裝土建施工原設計方案，施工核算成本嚴重超出預算成本，需對方案進行優化改進，降低土建施工成本。

2.2.1纜風沉臺形式修改

通過勘察現場實際情況，對設計院的原土建施工圖紙進行優化，將設計在地面的纜風沉臺改為下沉式沉臺，上表面與地面持平，利用地下沉臺和地面配重塊相結合的方式。改進后的方案，既可以減少沉臺的外形尺寸鋼箱混凝土的施工物量，又可以節約項目完工后凸出地面的沉臺的拆除費用。

2.2.2 利用廠區現有條件減少沉臺數量

項目組對華機廠內現場測量時，發現其中在A3、B3兩個主梁纜風錨點沉臺附近有兩個2 000 t吊機試驗臺，在與設計院溝通后將兩個錨點的位置修改，并對各纜風鋼絲的受力進行計算，滿足總裝提升技術要求，故將A3、B3兩個錨點固定在現有的吊機試驗平臺上，減少了兩個沉臺的土建施工量，如圖4所示。

2.2.3 ?優化方案的成本核算

優化后的方案，相對原土建施工方案：鋼筋混凝土的制作物量減少186 m3;凸出地面的沉臺改為下沉式，減少完工后沉臺的拆除物量528 m3;減少壓載配重量160 t;節約土建施工費用～60萬元。

3 ? ?結束語

該項目的總裝優化方案切實可行，在保證滿足生產需求的前提下，對施工工藝進行優化細化，確保該項目在工藝技術方面能全方位指導生產。

該項目的制作安裝技術攻關在其制造和安裝過程中同步展開，為項目順利完成提供了技術支撐，同時為公司制作超大型門式起重機積累了經驗，打開了外部市場。

本項目的制造和安裝達到設計要求，整個總裝過程工藝合理，施工安排井然有序，總裝周期共用時三個月。克服了場地狹小對總裝的影響，項目從開工到驗收交機保質保量，刷新了國內同類型超大型門式起重機的最短總裝周期記錄，開拓了公司超大型造船龍門式起重機市場業務，提升了公司在該類產品的市場競爭力。本方案的成功實施，為類似超大型造船門式起重機的建造提供了借鑒。

參考文獻

[1]造船門式起重機[S]. GB/T 27997-2011.

[2] 起重設備安裝工程施工及驗收規范[S]， GB/T 50278-2014.

[3] 董瑞芝，王細美，范開拓.龍門吊拆裝工藝技術研究[J].科技創新導報，2011.