关键词：龙门吊；安装；主梁提升；刚性腿；柔性腿
1工程概况
招商局重工（江苏）有限公司900t×226m门式起重机，为单主梁、超大吨位、超大跨度门式起重机。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单主梁、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，通过柔性铰与柔性腿A字头连接。刚性腿下横梁通过铰轴与行走机构连接；柔性腿管通过法兰与A字头螺栓连接，下端与下横梁也是法兰连接，下横梁通过铰轴与行走机构连接；司机室固定在刚性腿内侧。上小车轨道在主梁上平面，下小车轨道在主梁底部侧面，各行其轨道。该机的额定起重能力为上小车350吨×2，下小车为480吨/30吨，轨距为226米，起升高度为80米，整机自重约5400吨。
2安装方法概述
针对本工程900t门式起重机的特点，综合考虑构件重量及吊装高度，结合现场的实际情况，参照同一位置的900t龙门吊1#机提升的方案；我们利用1#机的基础，采用双塔架液压提升的方法和工艺来完成本台900t龙门吊的吊装。
主梁现场拼接，拼接完成后，将上小车和维修吊吊装上主梁。在主梁两侧刚、柔腿附近各竖立一副提升塔架，用履带吊把塔架竖立好，拉好缆风绳。采用液压同步提升技术提升主梁。刚性腿侧：刚性腿侧由于场地有限，刚性腿分成2段进行提升。在主梁提升到一定高度后，安装刚腿上部与主梁的拖带铰链，刚腿上分段尾部用滑移钢小车溜尾；主梁不间断提升，刚腿上分段逐渐趋向垂直竖立；刚性腿下横梁则是提前用履带吊翻身并与行走机构连接，临时固定在轨道上；主梁提升到标高后,推进刚性腿下横梁与行走机构至刚腿上分段底部，与刚腿上分段对位焊接，完成刚性腿的吊装。
柔性腿侧：主梁提升到一定高度，滑移安装柔腿A字头；当主梁吊装到标高后，用履带吊分别将2根柔腿管吊装到位，并完成柔性腿管上部与A字头的法兰连接以及下部与柔性腿下横梁的法兰连接。
3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，将成千上万吨的构件设备在地面拼装后，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。
按提供的图纸资料，整机总重在除去所有行走机构、柔性腿管及下横梁、刚腿下横梁、上下小车的钢丝绳和吊钩的重量后约为3971t，吊装重量即为3971t(通过调整上、下小车在主梁上的位置，并根据力矩平衡原则计算得出刚腿侧最大提升重量为2076t，柔腿侧最大提升重量为1920t)。因此本工程刚腿侧塔架处选用7台450吨液压提升油缸，柔腿侧塔架处选用7台450吨液压提升油缸，7台450吨提升油缸的提升总能力为3150吨，大于本次刚、柔腿侧的实际提升重量，保证了塔架和油缸的安全。
4吊装施工方案
4.1主梁试提升，静载观察
主梁提升初期采用分级加载的方法，直至主梁提升离开胎架，控制两副塔架受力达到计算设计要求。主梁提升离地后，应注意密切观察。当它被提升达到离现场组装胎架200mm高度时停止提升并保持24小时。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。并对刚、柔腿侧塔架承台进行动态监测，直至承载稳定。
4.2下小车滑移安装
主梁试提升、检查确认安全后，开始正式提升主梁。主梁第一次提升至梁底离地约7.3m高度，停止提升，滑移安装下小车。平板车将下小车整体驮起，开到主梁柔腿侧端头，对准下小车行走轮组与轨道；然后平板车从主梁柔腿侧端头开进主梁底部，通过平板车的高度调节，使得下小车行走机构落在轨道上。注意：主梁柔腿侧下小车轨道端头与行走机构干涉的构件不能提前安装（如车档、调位缆风吊耳），需要下小车推进到主梁底部后才能安装。
图1 小车与上小车相同固定位置
下小车行走机构完全落在轨道上后，平板车下放并撤走。小车固定方法与上小车相同固定位置如上图1所示。 4.3柔腿A字头滑移安装
下小车安装好后，继续主梁提升至梁底离地9.7m后，停止提升，将柔腿A字头滑移安装至主梁底部。
4.3.1 构件就位
柔性腿拼装好后，用400t履带吊主吊，辅助吊车配合，将柔腿A字头翻身竖立好，搁置在平板车上，并对A字头进行竖放加固。
4.3.2 构件安装
主梁提升到梁底离地约9.7m后，停止提升，使得主梁底部高度高于A字头顶约50mm~100mm。提前准备2个32t千斤顶、4个10t的手拉葫芦、支垫的钢板和木楔等，用于柔腿A字头水平和竖直方向的调节。平板车从柔腿侧主梁端头开进主梁底部。平板车自身抬高高度，并通过千斤顶、手拉葫芦等调整柔腿A字头的高度和角度，与主梁对位。将A字头与主梁之间的连接板安装好。拆除A字头临时加固结构。架设经纬仪、水平仪检测安装精度。位置、标高均合格后，把A字头上的连接耳板与主梁上的连接耳板穿销轴固定。
4.4刚性腿拖带安装
柔腿A字头安装好后，继续提升主梁直至梁底离地约13.5m时，停止提升，安装刚腿上分段拖带铰链。
4.4.1 构件安装
刚性腿上分段水平方向就位，提升前将脚手架安装到上分段合适位置。当主梁提升至梁底离地约13.5m时，停止提升。将连接板与刚腿上口的下铰轴耳板对位，轴销穿好（尾部滑移钢小车也提前安装好）。提前在滑移钢小车上布置2组32t滑车组，生根点布置在刚腿侧塔架底部承台预埋件上，用2台5t卷扬机作为牵引动力。液压提升系统提升主梁，同时卷扬机牵引滑移钢小车配合，使得刚性腿逐渐跟随拖带提升。
4.4.2 司机室安装
当主梁提升至梁底离地约15.5m时，停止提升；此时刚腿上口内侧有足够的空间，已满足司机室和平台的安装要求。先将司机室平台安装好，与刚腿焊接固定；然后汽车吊将司机室翻身至安装状态，用叉车和4只5t手拉葫芦配合，将司机室安装到刚腿上口内侧。
4.4.3 主梁不间断提升
司机室安装好后，开始不间断提升主梁，刚腿随之拖带提升逐渐趋向垂直竖立。液压提升设备的提升速度为每小时3~4m，一天提升约20m~30m。第六天主梁从梁底离地15.5m提升至40.5m，提升结束后及时将主梁抗风收紧。
4.5 刚腿下横梁安装
在刚性腿上分段竖立好后，与主梁初步对位的时候，我们开始进行刚腿下横梁的翻身工作（或刚腿下横梁的翻身工作在刚腿上分段拖带的时候同时进行）。刚性腿下横梁翻身竖立、并与行走机构对位固定后，用双面支撑临时固定在轨道上，并拉好刚腿下横梁的临时缆风。
吊耳A为下横梁主吊吊耳，用于400t履带吊翻身、吊装使用；吊耳B为缆风吊耳；吊耳C为刚腿下横梁尾部的翻身吊耳，用于下横梁和底部的胎架连接。每组胎架上面布置2片吊耳板作为下横梁翻身的铰座，铰座与上面下横梁上的吊耳C之间穿轴固定。刚腿下横梁共有两个主要承重翻身点，翻身胎架必须满足承重要求（胎架布置位置如下图2所示）。
图2 胎架布置位置图
胎架上铰座中心与刚腿轨道中心的距离必须按下图布置，间距1162mm，以满足下横梁翻身竖直后与轨道对准；胎架的底脚必须固定在地面上，防止翻身时移动；胎架下部合适位置需烧焊两根双拼的20号槽钢作为加强支撑。刚腿下横梁吊装过程：
（1）、刚性腿下横梁和行走机构摆放位置如下图所示，下横梁布置时铰轴耳板中心距离刚腿轨道中心232mm。（2）、400t履带吊站在下横梁上口位置，将平衡轮、卸扣、千斤绳等吊索具安装好，履带吊拎住刚腿下横梁上口翻身吊耳。（3）、履带吊吊钩逐渐上力，使刚腿下横梁上口慢慢起空离开胎架。（4）、全面检查吊点、吊索具、吊车情况，确认安全后继续翻身。
（5）、400t履带吊扒杆慢慢扳起，控制下横梁以胎架上铰座内的铰轴中心为旋转中心，刚性腿下横梁慢慢翻身竖立。（6）、当刚腿下横梁翻身到快要铰座和重心在一个重锤线上后，停止翻身。预先在刚腿下横梁另一头落位位置放置布置枕木，枕木高于下横梁底部高度。（7）、然后刚腿下横梁继续绕铰轴旋转直至下横梁另一头落在枕木上；慢慢抽出高出的枕木，同时400t履带吊控制下横梁继续缓缓翻身，使得下横梁完全垂直竖立。（8）、400t履带吊吊起刚腿下横梁慢慢起空，直至其底部高度超过行走机构顶部高度200mm，停止吊装。（9）、将2组行走机构推进到刚性腿下横梁底部，履带吊下放刚腿下横梁、对位穿轴。
（10）、刚腿下横梁与行走机构对位安装完成后，带好临时缆风（同时用型钢做支撑撑住），最后松开履带吊吊钩。
4.6 主梁提升至标高，推进刚腿下横梁
刚腿上分段与主梁对位初步焊接好，刚性腿下横梁也吊装好后，就可以开始继续提升主梁。在主梁提升的同时，400t履带吊做工况变换操作，变为72m超起主臂工况。当主梁提升到标高后（稍微超过），400t履带吊重新拎住刚腿下横梁、吊钩上力100t。通过400t履带吊的保护以及下横梁支撑和缆风绳的作用下，将刚腿下横梁和行走机构整体滑移到刚腿上分段底部（在吊钩快要与刚腿上分段干涉时履带吊松钩）。
图3
如上图3所示，在刚腿轨道内外两侧各布置3组临时缆风地锚，用于刚腿下横梁的固定；随着刚腿下横梁向前滑移，缆风地锚交替使用、摆放到位。缆风地锚可以使用钢板加配重块的方式布置（具体见计算部分）。刚腿下横梁完全推进到刚腿上分段底部后，主梁下落，下横梁与上分段对位。这样就完成了刚腿下横梁的安装。
4.7 柔性腿吊装
主梁提升到标高后，进行2根柔腿管的吊装。在主梁提升到标高之前，需要提前将柔腿下横梁吊装好，固定在轨道上。
4.7.1 柔腿下横梁安装
在提升第六天（此时主梁提升至40m）进行柔腿下横梁的安装准备工作。柔腿下横梁用平板车运输到安装位置附近（下横梁在提升塔架安装之前就可以翻身好，搁置在门架上）。在提升第七天上午（主梁梁底约50m高），400t履带吊将柔腿下横梁吊起，车身向柔腿侧塔架附近开动，通过扒杆变幅操作，使得柔腿下横梁位于行走机构正上方；履带吊下放柔腿下横梁，与行走机构对位穿轴。
4.7.2 柔腿管吊装
主梁提升到标高后，用400t履带吊拎住柔腿管上部吊耳、汽车吊拎住柔腿管下部吊耳，将2根柔腿管吊装完成。柔腿管吊装重量约为95t，重心离地高度约为43m，柔腿管上部吊耳设置高度为53m，下部吊耳设置高度为14m。400t履带吊使用超起主臂工况，72m臂长、14m工作半径，最大吊装重量为226t，满足柔腿管吊装要求。400t履带吊的站位位置和2根柔腿管的运输就位位置如下图4所示。
图4
4.8刚腿焊接
2根柔腿管吊装完成后，对柔腿管上口与A字头之间的法兰拧紧螺栓，下口与下横梁之间的法兰也拧紧螺栓。然后拉好刚、柔性腿的调位缆风；通过调位缆风的调节使龙门吊的偏移量基本达到设计值。根据龙门吊预拼装时的测量标记，架设经纬仪、水平仪检测安装精度、位置、标高均合格后，对刚腿主梁连接处焊接。
5结语
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。本套安装工艺已经是成熟化的吊装工艺流程。在保证质量的同时，安全风险也得到了有效的控制；同时，验证了上述施工方法的可靠性及适用性。
参考文献
[1] GB 50205-2012《钢结构工程施工及验收规范》[S].
[2] JGJ82－2011《钢结构高强度螺栓连接的设计、施工及验收规程》 [S].
[3] 龙门吊的安装研究[J]张兰生.机电信息.2017-09-21.
论文作者:郑晓勋
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2018年第27期
论文发表时间:2018/12/26
标签：横梁论文; 小车论文; 刚性论文; 腿上论文; 履带吊论文; 柔性论文; 机构论文; 《建筑学研究前沿》2018年第27期论文;