受限空間下雙梁橋式起重機總裝工藝的應用

(唐山三友化工股份有限公司，河北 唐山 063305)

橋式起重機是現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中實現(xiàn)生產(chǎn)過程機械化、自動化的重要設(shè)備。由于橋式起重機橫架于車間、倉庫和料場上空進行物料吊運，它的兩端坐落在高大的鋼筋水泥混凝土立柱或金屬支架上，形狀似橋。橋架沿鋪設(shè)在兩側(cè)高架上的軌道縱向運行，比較好地利用橋架下面的空間吊運，不受地面設(shè)備的阻礙。因此它是使用范圍最廣、數(shù)量最多的一種起重機械設(shè)備，在鋼鐵化工、港口碼頭以及物流等行業(yè)得到最為廣泛的運用。

隨著時間的推移，若設(shè)備到了報廢更新的年限，橋式起重機需要升級更新?lián)Q代，橫架于車間、倉庫和料場上空的橋式起重機如何更換，就成了新的問題。露天料場可以隨時用機械化吊裝更換，那么對于軌道頂距屋架下弦較近，不宜采用機械化或單桅桿直立整體吊裝的車間或倉庫場地，如何更換呢？下面以某化工企業(yè)煅燒車間廠房內(nèi)雙梁橋式起重機的升級更換為例加以闡述。

1 受限空間參數(shù)

某化工企業(yè)煅燒車間廠房內(nèi)，原10 t雙梁橋式起重機更換為QD型16/5 t雙梁橋式起重機，凈重32 t，工作級別A5。新舊起重機的跨度(25.5 m)、提升高度(16 m)、鋼軌型號(43 kg/m)均保持不變。對鋼筋混凝土立柱、軌道鋼橫梁的強度和穩(wěn)定性經(jīng)校核，均已安全加固，滿足承載要求。

沿廠房西門，有經(jīng)煅燒爐爐底向東轉(zhuǎn)南的L型通道，實測通道運輸梁的最大長度約18 m。結(jié)合現(xiàn)場環(huán)境，為便于運輸轉(zhuǎn)彎，橋式起重機的主梁Ⅰ和主梁Ⅱ采用了化整為零的設(shè)計制造方法，在梁體三分之一結(jié)合處、主梁與端梁均采用法蘭鉸制孔高強螺栓聯(lián)接。

兩側(cè)高架上的軌道下方，兩爐體設(shè)備之間有26000×3000 mm的空間場地，能夠滿足主梁Ⅰ或主梁Ⅱ的擺放及裝配找正對中，將主梁三分之一處法蘭鉸制孔高強螺栓聯(lián)接成整體的需要。

軌道上方，屋架下弦梁距軌道頂較近，屋架上弦梁合適有位置，能夠設(shè)立錨點系置電動葫蘆，吊裝橋式起重機各部件滿足總裝工藝的要求。

2 總裝步驟

1)端梁Ⅰ、Ⅱ，分別用兩側(cè)軌道上方屋架上弦梁掛置的電動葫蘆起吊就位，端梁車輪與軌道面接觸，用兩個2 t手拉葫蘆找正，再用鋼絲繩封住，待與主梁連接固定。

2)主梁Ⅰ，將主梁Ⅰ的兩部分，經(jīng)L型通道運輸至廠房內(nèi)，用原天車吊起后擺放在26000×3000 mm的空間場地上，找正找平主梁Ⅰ兩部分的連接法蘭對中，用螺栓連接固定。落兩側(cè)電動葫蘆鉤頭，系置綁繩掛鉤，離地試吊后，同步緩慢抬起至指定位置，搭設(shè)腳手架，安全措施到位，與端梁Ⅰ、Ⅱ?qū)χ校艺移交謴吐菟ǎ瓿蛇B接。

3)同理，完成主梁Ⅱ的組對連接。

4)安裝小車、駕駛室及其它部件。

5)最后進行全面檢查和驗收、動靜試驗、調(diào)試至符合國家及起重行業(yè)標準和安全標準，交付生產(chǎn)使用。

3 起升錨點受力計算

廠房鋼屋架型鋼梁由∠125×125×10的角鋼背對組成，角鋼的力學特性如下：

截面積S=24.37 cm2

截面系數(shù)W=39.97 cm3

慣性半徑i=3.85 cm

許用應力[σ]=170 MPa

上弦梁的強度、穩(wěn)定性校核如下：

3.1 計算載荷

橋式起重機的主梁Ⅰ或主梁Ⅱ，設(shè)計制造單件最大重為90 kN。

P計=K·(Q+g)=1.1×(90+5)=104.5 kN

式中，K=1.1，為動載系數(shù)，取1.1；

Q=90 kN，為單件最大重量，主梁Ⅰ或主梁Ⅱ；

g=5 kN，為倒鏈及索具的重量。

3.2 錨點受力分析

將屋架部分上弦梁簡化為三腳架ABC，如圖1所示。

圖1 上弦梁受力分析

3.2.1 橫梁受軸向拉力N1(AB受拉力)

軸力N1=P/tgα=52.3/tg64.98°=24.4 kN

α=arctgBC/AB=arctg2101/987=64.98°

彎矩M=PL/4=52.3×0.987/4=12.8 kN·m

強度σmax=N1/S+Mmax/W=2.44×104/2×24.37×10-4+12.8×103/2×39.97×10-6=5.0×106+160×106=165 MPa≤[σ]，強度足夠。

3.2.2 斜撐受軸向壓力N2(AC受壓力)

N2=P/sin64.98°=57.7 kN

強度：σ=N2/S=5.77×104/2×24.37×10-4=11.84 MPa≤[σ]，足夠。

穩(wěn)定性：柔度λ=μL/i=0.5×210.1/sin64.98°/3.85=30.1

式中：μ=0.5為長度系數(shù)。

臨界應力σcr=235-0.00668λ2=235-0.00668×30.12=228.95 MPa

實際安全系數(shù)σcr/σ=228.95/11.84=19>NW

NW=1.8～3，安全穩(wěn)定。

4 結(jié) 語

該化工企業(yè)煅燒車間廠房橋式起重機升級更換的圓滿完成，得益于設(shè)計、制造、后期更換施工與現(xiàn)場作業(yè)受限空間的高度結(jié)合，得益于總裝工藝的制定和施工單位精心施工。把受限空間參數(shù)融入設(shè)計制造，滿足運輸、現(xiàn)場組對、起升就位，是優(yōu)質(zhì)高效完成總裝工藝的重要前提，沒有對受限空間參數(shù)的融入，總裝工藝中核心環(huán)節(jié)就會受到阻礙，結(jié)果不僅會影響總裝工藝的進度，也會影響到了生產(chǎn)設(shè)備的更新和企業(yè)的效益。