大型龙门吊装调研究.docx

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大型龙门吊装调研究

工程概况

（一）、工程简介：

　　金海湾800T×201M造船龙门式起重机，为双主梁、大吨位、大跨度门式起重机。

建成后用于厂内的造船平台进行造船作业。

该机主要由门架结构、上下小车、起重机运行机构、电气设备和维修用悬臂回转吊等组成。

其中门架结构主要由双主梁、单箱型刚性腿、人字型圆管柔性腿和行走机构四大部分组成。

主梁结构通过焊接与刚性腿连接，通过铰与柔性腿A字头连接。

刚性腿下端通过绞轴与行走机构连接；柔性腿的两根圆管上端通过法兰螺栓与A字头连接，下端与下横梁连接用螺栓连接，下横梁通过铰轴与行走机构连接；维修吊安装于刚性腿顶部，司机室固定在刚性腿上。

下小车可穿越上小车的底部，各行其轨道。

该机的额定起重能力为上小车2×450吨，下小车为450/32吨吊钩，轨距为201米，起升高度：

轨上76米、轨下12米，轨面至大梁底面76米，大梁高为12米，自重5437吨，外型尺寸（长×宽×高）211.324米×65.4米×105.5米。

　　施工地点：

 浙江舟山金海湾船业有限公司

　　本工程业主：

金海湾船业有限公司

　　设计（总包）单位：

中船第九设计研究院

　　 结构吊装：

 江苏华能建设工程集团有限公司；

（二）、龙门吊主要部件名称：

（三）、主要部件重量：

　　大梁：

――――――――---―3232.79T

　　刚性腿：

―――――---―――604.54T

　　柔性腿：

―――――---―――274.2T

　　上小车：

―――――---―――280.8T

　　下小车：

――――――---――133T

　　维修吊：

――――---――――44.72T

　　刚腿侧大车行走机构：

――-―286T

　　柔腿侧大车行走机构：

――-―237T

（四）、主要部件外形尺寸：

（五）、工程安装范围：

　　1、提升塔架、吊耳等辅助结构的设计和计算；

　　2、结构吊装设备的就位和吊装；

　　3、柔性腿结构吊装；

　　4、刚性腿结构吊装；

　　5、主梁、上下小车、维修吊等整体吊装；

　　6、行走机构的轴销连接，刚、柔性腿和行走机构连接；

　　7、设备夹轨器、缓冲器、防风锁及防风地锚装置的就位；

　　8、起升机构的吊钩、钢丝绳及挂梁的安装；

（六）、有关标准、规范及规定：

　　《钢结构工程施工及验收规范》GB5025-2001

　　《工程建设规范汇编》第九册：

龙门起重机和装卸桥

　　《起重机械安全规范》GB6067

　　《起重机械试验验收规范和程序》GB5905

　　《港口门座起重机技术条件》IT5017

　　《大型设备吊装工程施工工艺标准》SHJ505-90

　　《起重机设计规范》GB3811

　　《桥式和门座式起重机制造及轨道安装公差》GB10183

　　《通用门式起重机》GB/T14406

　　《通用桥式起重机》GB/T14405

　　《钢结构高强度螺栓连接的设计、施工及验收规程》JGJ82－91

　　《钢结构制作安装施工规程》YB9254－95

　　《建筑钢结构焊接规程》JGJ81－95

　　《钢焊缝手工超声波探伤方法和探伤结果质量分级》GB11345－89

安装方法：

（一）、概述：

       总结国内其它大型龙门吊安装的成功经验和教训，参考国外同行的施工方法，考虑施工时允许占用的场地、允许的施工周期、尤其是施工安全等因素，经过多次讨论和计算，本工程安装拟采用一种新颖的安装工艺和方法。

在距主梁两端头附近分别竖立两套边长4.5米见方提升塔架，主梁现场拼接，将上小车和维修吊吊装在主梁上。

然后，采用先进的液压同步提升技术提升主梁，刚性腿上分段（刚腿四、五分段）和柔性腿通过铰链随同大梁提升而自然一次就位。

刚腿下分段（刚腿一、二、三分段）为一部分在刚腿轨道侧翻身就位，与行走机构连接。

在主梁提升到位以后，把刚腿下分段（一二三分段连行走机构随轨道方向）推进去，完成刚性腿上下两分段的焊接连接。

通过该工艺完成整台龙门吊结构的安装，相比过去国内传统的利用刚性腿做一支点的吊装方法，具有场地占用小、施工周期短和安全性高等优点。

本套安装工艺我公司已申请国家专利，通过多台大型龙门吊实际安装的经验总结，已经是成熟化的吊装工艺流程。

（二）、主要施工机具：

（1）塔架：

        实施本机吊装方案的主要吊装设备为两副4.5M提升塔架，塔架的设计参照塔式起重机的塔身安装原理，采用液压自升结构，该设备由塔身（标准节）、底节、顶节、顶升套架、油顶、泵站、计算机控制系统、过度节、塔身平台、提升大梁、导线架、塔身扶梯和吊机等组成；塔架塔身断面为边长4.5米的正方形，标准节长度为6米；塔架基础节采用法兰盘与地面基础埋件连接，连接螺栓采用Φ52×12。

塔架总标高114米、有效?

?

作高度110.8米，每付门架设计承载能力2600吨，两副塔架总垂直提升能力5200吨。

本?

?

程塔架布置：

塔架的塔心间距为刚腿侧19.85米，柔腿侧18.45米，两副塔架间距为186.25米，其中刚性腿侧塔架离轨道9.255米，柔性腿侧塔架离轨道5.495米。

本次工程塔架高96.54米，其中顶节14.04米，底节4.5米，标准节6米×13节=78米。

（2）液压提升系统：

       液压同步提升技术是一项新颖的超大型结构提升安装施工技术。

它采用柔性钢绞线承重，提升油缸集群，计算机控制，液压同步提升新原理，结合现代施工工艺，将成千上万吨的结构在地面拼装后，整体提升到预定安装位置，实现超大吨位的大型结构整体同步提升安装的施工工艺。

液压提升系统的核心设备采用计算机控制，全自动完成同步升降、负载均衡、姿态校正、应力控制、操作闭锁、过程显示和故障报警等多种功能。

液压提升系统由提升油缸、承重钢绞线、液压泵站、传感测量系统和计算机控制系统组成，是集机、电、液、传感器、计算机和控制论于一体的现代化先进设备。

       按图纸提供的资料，整机总重在除去柔性腿下横梁、刚腿下分段（指刚腿一、二、三分段）、所有行走机构、上下小车的钢丝绳和吊钩的重量后为4274吨，吊装重量即为4274吨。

因此本工程选用16台450吨液压提升油缸，16台提升油缸的提升总能力为7200吨，因此安全系数为1.68，提升油缸的提升能力利用系数为59%，保证了提升油缸的安全。

（3）1.6M×400T扒杆：

       刚性腿一、二、三分段重436.62吨，采用两支1.6M×400T角钢扒杆进行吊装及（与行走机构）组装。

扒杆的缆风绳，设在龙门吊轨道跨两侧，具体定位见地锚平面布置图。

下表为76M高度扒杆性能数据：

       本工程扒杆用55M高，计算见后面第三部分计算书。

（4）200吨履带式起重机：

            本工程采用浦沅牌，QUY200吨履带吊，用于1.6M扒杆的安装和拆除，A字头的翻身以及维修吊的安装等等。

        吊车数据如下：

       型号：

                 QUY200

        制造厂：

               中联重科浦沅分公司

        起重量/工作幅度        200t/5m

        吊臂长度   主臂       20～83m

                             副臂       12～30m

        行驶速度               0.6/0.98km/h

         最大爬坡度             30%

        自重                   192吨

        外形尺寸（长×宽×高）10675×7200×3750mm

       查阅吊车数据表，该吊车在主臂50米，工作幅度12米，能吊73.1吨。

（5）50吨履带式起重机（H180型）：

       现场常驻一台50吨履带式起重机，用于施工机具及小型构件（如行走机构等）的吊装。

（6）5吨叉车：

       现场常驻一台5吨叉车，用于施工机具及小型构件的搬运工作。

（三）、施工方法及流程：

（1）构件的运输就位：

       本工程构件运输就位工作由制造厂完成，我公司不负责二次搬运。

本工程现场地锚及构件平面布置如下图所示：

（2）构件的安装方法及顺序：

       见下面附图。

（3）安装法兰及定位装置布置图：

       安装过程中，构件连接使用法兰和焊接两种方法。

为了使安装过程中各接口最终实现准确对位，需要在各分段接口处设置脚手架和接口法兰与导向板等，具体法兰、工艺吊耳、绞轴等构造在工装件图纸中有详细的尺寸、说明和图示。

二、施工工艺：

（一）、施工准备：

1、 正式施工前，做好主要施工机具和分项工艺的试验检验工作。

根据试验检验结果，对工艺进行进一步的修改及细化。

（如塔架负载、液压系统负载及焊接工艺等）

2、 为保证龙门吊现场的安装精度，本工程所有构件在加工厂内均须经过预拼（组）装后，方可解体运输。

3、 所有预拼（组）装工作，均需有严格的检验、确认制度。

检验过程及数据要有记录。

解体前，在构件接口处，做好各方向的安装基准线的标识，基准线要具有永久性。

4、 吊装中所需要的基础设施，使用前需经业主协同监理工程师及总包方合验，并办理确认手续后方能用于吊装施工。

（如缆风锚点、塔架基础、拼装平台、滑移道路等）

5、 吊装前，龙门吊大车运行轨道需经业主及监理工程师验收合格，尤其要对轨道平行度、水平差进行复测，确认是否符合设计和起重机轨道规范要求，平行度误差要求不大于5mm、高低差不大于10mm。

6、 所有进行安装的有关人员，均需持证上岗，并针对本工程经过培训。

有关资料报监理工程师备案。

7、 所有手动吊装、焊接、测量等工具，均需经计量检验合格，方可用于本工程。

有关资料报监理工程师备案。

8、 在大梁提升前应作好安装现场气象资料的预报和收集工作，在提升过程中应对安装现场气象情况进行实时监控。

9、 所有技术人员与施工人员在开工前，认真学习本机的安装要点、构件重量、重心、熟悉图纸要求。

10、 构件现场平面布置图，认准方向、方位、吊耳吊点和操作时吊索、吊具的检查工作。

（二）、滑移及翻身：

1、钢小车：

本工程施工进行当中，需对构件进行滑移翻身（柔性腿A字头等）和卸车后平移。

我公司针对工程的不同需要，采用两种方案，即钢小车的滚动和聚四氟乙烯滑移板。

在此，集中说明，两种不同滑移工具在不同的位置部件，用不同的滑移方法，后面方案中不在赘述。

2、聚四氟乙烯滑移板：

聚四氟乙烯板是一种化工产品，具有耐高压、滑动摩擦阻力系数小等特点。

本方案中的聚四氟乙烯滑移板是由20mm钢板、15mm耐压橡胶及5mm聚四氟乙烯板合成的，在重物水平滑移（柔性腿A字头等）时使用，滑移时摩擦系数范围在0.05～0.15之间。

使用时滑板下至构件安装位置需铺设钢板滑道。

板式橡胶支座成品力学性能（JT/T4－93标准）

（三）、塔架施工流程：

1、塔架设计性能指标：

（1）两付4.5米塔架设计提升总计标准重量可达到5200吨，本次提升被吊构件总计重量为4274吨，有926吨余量。

载荷分项系数为1.21。

（2）脚手架平台活荷载标准值为2.0kg/m2，载荷分项系数为1.4。

（3）支架及纤绳构成的结构体系在吊装时可承受6级风（13.8m/s）作用。

在对所吊大梁侧向用钢索按照设计加固后，该体系可承受舟山地区10年一遇的强风。

2、龙门架在该工程的使用前，应该对结构体系（如关键焊缝、节点等）做仔细的自检，保证使用过程中达到自身机构的承载力。

3、本工程根据场地情况，两副塔架立于两头，相距186.25米、刚腿侧塔架离轨道9.255米，柔腿侧塔架离轨道5.495米的位置，本尺寸由设计单位提供。

4、安装过程如下：

（1） 测定锚栓水平、竖向偏移是否符合设计规定。

（2） 检查地锚质量。

（3） 在地面将格构柱拼接成6米一段的标准段，将脚手架拼装成两个整体。

（4） 在两个基础上分别安装底节、两个标准节、顶节，外套架（顶升用）及短梁，以形成两个四边形龙门塔架。

（塔架塔心间刚腿侧19.85米，柔腿侧18.45米）

（5） 在两个塔顶的短梁之间先安装两榀脚手桁架，并将其间支撑连梁[28固定。

（6） 分六段吊装提升大梁，大梁中间搁支在[28连梁上，并逐段测定位置后用法兰连接螺栓紧固，箱型梁内侧法兰螺栓则由梁端平台进入箱梁内侧紧固。

紧固短梁与大梁底面之连接螺栓。

（7） 固定两大梁两端上表面的连接板，固定大梁外侧与脚手架之横向连接板。

（8） 连接大梁两端下表面中心之“T”形纤绳连接板。

（9） 提升外套架，每次3米，两次安装一个塔架标准节，两个塔架同时提升。

标准节装入后及时用高强度螺栓固定。

每次对标高做测定、调整。

（10） 当提升大梁顶超过80米时，应在外套底架（约50米高）的塔架节点上四面用临时缆风绳固定，临时缆风绳最大受外力20t。

（11） 继续提升外套架，插入标准节，要求两个塔架同时升高。

（12） 提升大梁达到设计标高后，按照工作状态连接，张拉缆风绳。

（方向、锚固点、缆风绳截面、初拉力均按照系统设计图）。

同时调整两座塔架的垂直度，使两座塔的垂直度偏差在X、Y方向均小于30mm。

缆风绳采用钢铰线，使用穿心式液压千斤顶施加预拉力，其预应力值应分两到三次逐步对称调节到设计值，最终误差控制在设计值的±10%之内，此时塔架的垂直度标准应同时满足。

（13） 按高强螺栓《规程》检查所有螺栓连接质量及安全措施。

（14） 逐步放松50米高度处的8根钢索，并监控变形值的变化。

根据实际情况做出适当调整。

（若8根钢索均不影响吊装作业，可不予以拆除，以减少拆卸支架时的工作量）。

（15） 固定千斤顶梁和提升千斤顶。

（16） 按照

（1）~（15）步骤安装另一组塔架和大梁，并形成完整的吊装结构体系。

（17） 试吊龙门起重机大梁200mm高，并作综合检查。

（18） 确认情况正常可正式提升。

（四）、液压提升系统：

计算机控制液压同步提升系统由钢绞线及提升油缸集群（承重部件）、液压泵站（驱动部件）、传感检测及计算机控制（控制部件）和远程监视系统等几个部分组成。

（详细介绍见附件液压提升施工工艺）

五）、龙门吊大梁：

本工程龙门吊大梁总装后包括主梁本身、吊车轨道、内外走台、电器室、高压电器室、小车检测点、通风系统、内外部电缆桥架、电缆、小车供电等。

另外，安装在大梁上还有维修吊、上下小车等。

1、大梁的就位：

大梁分段由制造厂运到现场拼接，为了加快进度，建议从柔腿一头向刚腿一头拼装，拼装时要注意大梁中心线要与轨道成90度拼接，一段段的大梁现场拼组完成，我公司须预先吊上下小车（从柔腿侧大梁端头吊装小车，该工序必须在竖柔腿侧塔架前完成）。

2、提升吊车大梁的准备工作：

（1） 大梁提升前期要做好长期气象咨询预报工作。

风压、风速对照表

风级   风速m/s          风压N/m2         风级         风速m/s           风压N/m2                备注

0        0—0.2             0.—0.025              7           13.9—17.1     118.44—179.25 

1        0.3—1.5         0.055—1.38          8           17.2—20.7     181.35—362.66 

2       1.6—3.3          1.57—6.68             9          20.8—24.4     265.21—364.96 

3       3.4—5.4         7.09—17.88          10         24.5—28.4     367.95—494.42 

4       5.5—7.9         18.54—38.26        11          28.5—32.6      497.91—651.47 

5       8.0—10.7      39.23—70.18       12         ≥32.7              655.47 

6      10.8—13.8     71.50—116.74    13         36.13                 800 

（2） 大梁现场拼接好后，业主和监理工程师办理验收手续。

（3） 确认大梁开孔是否符合要求。

（4） 大梁在胎架上制作完工后进行拱度值测量，作为今后计算的依据。

（5） 在刚腿侧大梁端头用QUY200T履带吊安装维修吊。

（6） 用扒杆吊装上、下小车上大梁，并办理验收手续。

上、下小车就位于指定地点。

（7） 安装大梁两侧防风缆绳，用于防止大梁在提升过程中，受侧向风作用后产生横向摆动。

注意，防风缆风绳只在风力达到设计值时，才需拉紧。

（8） 仔细检查各缆风绳的锚点、卡扣是否可靠、夹紧，核对卡扣数量；检查卡扣及其设置是否符合操作规范。

每根缆风绳均须专人负责，起吊时每个锚点要有专人挂牌、专人定位。

（9） 对整个提升系统的缆风点及加固受力点进行测力监察，提升系统结构已通过权威质检部门检测证书，缆风绳用液压千斤顶能反映到油压表中，反映出的缆风绳拉力以Mpa计算。

（10） 450吨提升油缸中的31根直径φ18钢绞线每一根均按设计值进行预紧，以保证受载均匀。

（11） 两付塔架在提升钢绞线安装好后，用激光经纬仪复测一次，检查塔架各方面尺寸是否达到要求，如有出入，可通过缆风绳进行调节。

（12） 最后一次对吊装设备，吊装工装、索具，各受力点的结构焊缝、吊耳进行认真的检查，确认完好，填写检查记录表格，得到业主、监理工程师及总包三方确认后，方可由项目总指挥和有关领导开出吊装令，进行大梁提升作业。

3、提升大梁：

（1） 大梁提升初期采用分级加载的方法，直至大梁提升离开胎架。

控制两副塔架受力达到计算设计要求。

（2） 大梁提升离地后，应注意密切观察。

当它被提升达到离现场组装胎架200mm高度时停止提升。

此时，全面、彻底地检查提升部位与被提升件结构、提升梁、所开孔等部位，防止出现异常现象。

（3） 检查无误后，大梁不间断提升至下表面距地约12米处，停车。

准备安装刚性腿上分段和柔性腿A字头。

（4） 上下小车在大梁没有提升、柔腿塔架没有安装前，用二支扒杆起吊，进行变幅后，使上下小车放到大梁上面的轨道上，选好位置固定，可用小车的夹轨器扎紧在轨道上。

（5） 大梁提升到设计高度后，根据本台车的设计要求，把刚性腿上分段端头放置到大梁吊耳下面，用绞轴把刚性腿和大梁连接好，柔腿一头A字头在大梁提升到8米左右后滑移进去和大梁连接。

（六）、吊装上下小车

在大梁没有吊装之前，要先把大梁上面的设备预先吊装上大梁的上平面上，可随着大梁提升时一起提升，不需要做二次吊装工作。

而且对场地比较小的施工场?

?

施工也提高?

?

?

场地的使用率。

一、吊装前的准备

1.施工时场地上使用的浦沅牌，QUY200吨履带吊，把吊装上下小车的扒杆立起来。

2.检查扒杆风缆绳的地锚是否符合设计要求。

3.对扒杆所拉的变幅受力计算。

按计算的受力，配备相符直径的绳索，滑车组和卸扣、卷扬机。

4.对卷扬机检查它的刹车性能，传动部门的润滑，是否缺油等检查合格后，有设备检验签字挂合格证书。

5.检查电源情况，是否符合用电规定，三刀一漏一合，接电装置等规范施工，保证吊装安全。

6.上小车自重为280.8吨，用2分支4吊点的方法吊装对四个吊点的吊耳、千斤绳配备卸夹等都得配套计算，再投入使用。

7.准备使用的主要工具表：

序号   名称                 规格               型号                  数量            备注

1        扒杆           1600×1600     400吨          55米×2支 

2        滑车          H140×8D         140吨               4只 

3        滑车           H50×6D             50吨                8只 

4       卷扬机           JJM                    20吨               2台             主吊

5       卷扬机           JJM                     5吨                4台             变幅

6       钢丝绳       37×170kg/mm2  φ56              400米           变幅主缆风

7       钢丝绳       37×170kg/mm2  φ32.5           200米           边缆风

8      钢丝绳        37×170kg/mm2   φ32.5          1600米       主吊滑车组

9      钢丝绳       37×170kg/mm2   φ21.5           1200米       变幅滑车组

二、吊装方法：

（1）用2支1.6米×1.6米×55米扒杆组成一付400吨龙门扒杆。

在二根扒杆的顶部组装一根φ425×16×20M钢管做的龙门梁，二头用法兰连接，二支扒杆的顶部内侧另外制作二只龙门梁的接头，有法兰面可与φ425的龙门梁对接。

看下图示意：

（2）、二支扒杆分别立在柔腿一头的轨道上，因轨道基础比较好，在立扒杆的位置放二块路基板，在板上固定扒杆座，由于扒杆要变幅，底部是球绞的。

所以扒杆座固定在路基板上。

（3）、用200吨履带吊在50米时R半径在12米时可吊73.1吨，本扒杆二支在55米时，自重在45吨，所以二支扒杆一次可组装完成。

（4）、在200吨履带吊把扒杆吊到75度时，组装在扒杆头上二付前变幅，可以使用二台卷扬机把扒杆慢慢拉直。

后变幅的二台卷扬机也同时受力。

这样扒杆的前后变幅风缆绳已拉好具备吊装条件。

（5）、龙门扒杆上同样和提升塔架一样，拉6根风缆绳。

现已拉好4根，还有2根边风绳，可用10吨手拉葫芦调节。

把2根边风绳调节好。

同时可拆除吊车起吊的千斤绳。

（6）、扒杆组装好后，用200吨吊车把地面穿好的140吨滑车组吊到扒杆顶部的位置，我操作人员上去用150吨的卸夹把140吨的滑车组挂到扒杆的吊梁上，二付用同一方法。

并把动滑车拉到地面。

（7）、用计算好的二根千斤绳四个头分别挂在小车的四个点的吊耳上。

千斤绳用150吨卸夹与140吨动滑车连接上。

（8）、找出定滑车上出门的一根跑头绳与扒杆顶部固定好的一只导向滑车穿好。

把绳头拉到主吊的20吨卷扬机上。

固定好并预紧一下，这样就具备了吊装的条件。

（9）、由指挥人员通过对讲机指挥发出起吊命令，使小车起空离地面100毫米，停止操作二台20吨主吊卷扬机，检查各受力点和索具，确保无事后，开始正式起吊。

起吊到大梁平面标高后，可通过前后变幅的滑车组进行变幅达到吊装目的。

三、固定就位：

（1）、上下小车吊到大梁上平面?

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，根