郑文涛
中国能源建设集团广东电力工程局有限公司;广东 广州:520735
摘要:某电厂循环水泵房布置在升压站周边,侧上方有一条220kV架空高压输电线路。受场地制约,起重机只能站位在水泵房大门前方、220kV高压输电线路侧下方立臂作业。按电厂企业安规,起重机与220kV输电线路安全距离≥6m(国务院《电力设施保护条例》要求安全距离≥5m)。为确保安全距离,行车桥架采用偏重心、倾斜吊装方式吊装。同时为了避免起重机“卡杆”,进行了臂杆干涉分析。
关键词:吊装;偏重心;倾斜;干涉
1、偏重心吊装分析
行车桥架分主动桥架、从动桥架两部分,主动桥架外形尺寸大、重量重,因此本文以主动桥架吊装实例进行分析。行车主动桥架长14200mm,重13.5t,轨道标高6200mm。如果行车主动桥架采用重心吊装,安全距离仅有4680mm,不满足电厂安规规定。为确保安全距离≥6m,起重机应向A排(远离220kV输电线路)方向平移至少1320mm。为了实现起重机向A排方向平移1320mm,决定采用偏重心吊装方式吊装。如附图1。
图1 偏重点起吊原因分析图
起吊点偏离行车主动桥架重心,需要在“偏向端”增加配重,平衡行车主动桥架倾斜。配重选择与核算,是行车主动桥架偏重心吊装的关键。
增加配重后行车主动桥架将产生新重心G1,而原重心G、配重G2将以新重心G1形成新的平衡,遵守杠杆原理,即GX=G2Y。本工程G、X是可知不变量,Y、G2为可变量,由式GX=G2Y可知,Y越大,G2越小。G2(即配重)减少,配重安装难度可减少,且总起重重量减小,起重机负荷减少,可选择更小起重机,节约成本。然而,Y(即配重与新重点距离)受到行车主动桥架长度制约,无法无限制增加。配重安装在行车主动桥架端头,Y最大,G2最小。如附图2。
图2 偏重点起吊受力分析图
已知,
G=13.5t,X=1320mm,Y=14200/2-1320=5780mm,
即:
G2=GX/Y=13.5×1320/5780=3.08t。
实际行车主动桥架吊装采用双股捆绑方式捆绑,两股捆绑钢丝绳间有一定距离,与上文分析存在一些差别,但该差别造成的影响是积极的。为简化分析、计算,一般情况下可不考虑该影响因素。
2 倾斜吊装分析
220kV输电线路距离水泵房屋顶约4200mm,直接从屋顶吊装行车主动桥架,安全距离将小于4200mm,不满足电厂安规规定。通过行车主动桥架倾斜,可以增加安全距离,因此采用倾斜吊装方式吊装行车主动桥架。如附图3。
图3 倾斜起吊原因分析图
倾斜吊装钢丝绳收紧长度确定、钢丝绳受力计算比较复杂,是倾斜吊装技术关键。因为变量较多,使用常规计算方法确定钢丝绳收紧长度、受力的工作量比较大,现介绍简便的Auto CAD作图确定钢丝绳长度、受力的方法。
按1:1比例在Auto CAD作图软件上画出行车主动桥架水平捆绑图,确定重心、钢丝绳长度。钢丝绳A收紧,行车主动桥架可视为围绕捆绑点B旋转,在Auto CAD作图软件中以捆绑点B旋转行车主动桥架(原重心、原捆绑点A同时选中参与旋转),直至行车主动桥架一端超出水泵房墙体。吊钩(钢丝绳A、钢丝绳B交叉点)与重心必然在同一竖直线上,沿旋转后重点作竖直线(即重心线B)。钢丝绳B吊装过程不作调整,因此钢丝绳B长度不变。以捆绑点B为圆心、钢丝绳B长度为半径作路径圆B,路径圆B与重心线B交点即为新吊钩位置。连接交点与旋转后捆绑点A,即可得到倾斜捆绑分析图,测量出钢丝绳A新长度。如附图4。
图4 倾斜捆绑分析图
确定倾斜捆绑分析图后,即可通过该图分析受力。假设钢丝绳受力为F1、F2,分别将F1、F2沿行车主动桥架方向、竖直方向分解。F1、F2竖直方向分力F3、F4克服行车主动桥架和配重重量,已知行车主动桥架和配重总重量G,根据杠杆原理可以计算出F3、F4。
已知,
G=13.5+3.08=16.58t,L1=1057mm,L2=898mm,
即:
F3=GL2/(L1+L2)=16.58×898/(1057+898)=7.62t,
F4=GL1/(L1+L2)=16.58×1057/(1057+898)=8.96t。
将F3、F4转化成等比例的线段,在Auto CAD作图软件上画受力三角形,测量出代表F3、F4大小的线段长度,通过计算即可得到F1、F2大小。本工程以1:100比例画受力三角形(即线段每100mm代表1t),测量出F1线段长度L1=851mm,F2线段长度L2=878mm,即F1=8.51t,F4=8.78t。如附图5。
图5 受力分析图
图6 干涉分析图
3、臂杆干涉分析
本工程起重机主要受到水泵房外墙、行车主动桥架干涉,出现“卡杆”现象。受干涉极限位置在起重机臂杆正对墙体位置(臂杆投影与墙体投影垂直相交位置),因为此时起重机与墙体距离最小,起重机立杆角度最大。
根据行车主动桥架吊装高度H3,假设起重机作业半径R和作业臂长L。
查起重机资料,确定臂杆回转点高度H1、臂杆回转点与吊机回转中心距离S7,即得到臂杆回转点与行车主动桥架吊装中心距离S1=R+S7。
根据勾股定理,H4-H1等于L、S1平方差的开方,计算得到H4。
根据三角形等比定律,(S4+S6)/S1=(H4-H2)/(H4-H1)。
测量阻碍墙体高度H2和阻碍外墙体与行车主动桥架吊装中心距离S6,即可以求得臂杆与墙体安全距离S4。
同理,可以求出臂杆与行车主动桥架安全距离S5。如附图6。
图7 臂杆影响分析图
如果安全距离S4、S5不满足避免出现“卡杆”现象,重新假设起重机作业半径R或起重机臂长L,再进行核算,直至满足要求。确定作业半径R与起重机臂长L后,应对起重机性能进行校核。
另,本工程起重机采用汽车吊,汽车吊臂杆回转点在臂杆上部,臂杆有一定厚度L1,求得的安全距离S4、S5还应减去臂杆厚度L1。随臂杆角度变化厚度L1在水平截面方向上距离S是变化的,但角度a等于臂杆立臂角度b,同样可以利用三角形等比定律求得,即S=L1L /(H4-H1),则安全距离分别为S4-S、S5-S。如附图7。
四 结语
通过循环水泵房行车桥架避让220kV高压输电线路吊装工程实例,详细介绍偏重心、倾斜吊装技术,分析了偏重心吊装配重的确定方法,阐述了倾斜吊装钢丝绳收紧长度和受力的简便确定方法。同时,介绍起重机臂杆干涉分析技术,明确了臂杆安全距离的确定方法。
论文作者:郑文涛
论文发表刊物:《基层建设》2015年13期供稿
论文发表时间:2015/12/22
标签:桥架论文; 起重机论文; 行车论文; 主动论文; 钢丝绳论文; 距离论文; 重心论文; 《基层建设》2015年13期供稿论文;