大型鋼結構棧橋吊裝專用工具的研制與應用

幸德良

中煤第九十二工程有限公司 河北邯鄲 056106

隨著我國工業現代化不斷深入發展，工業建設中越來越多的地方使用大型鋼結構棧橋作為兩個或多個車間、廠房之間的連接平臺被應用。大型鋼結構棧橋吊裝工程日益增多，在吊裝作業中，通常是直接將吊裝鋼絲繩纏繞在鋼棧橋的下弦鋼梁上，將鋼絲繩纏繞部位的鋼梁棱角處墊上管皮、厚膠皮或木方等墊襯材料后進行起吊，防止在起吊受力過程中損壞或切斷鋼絲繩，但這種方法由于鋼絲繩、保護材料、鋼梁三者之間均沒有連接固定。

1 大型鋼結構棧橋吊裝專用工具研制

1.1 設計原理

根據鋼結構棧橋的結構形式及特點，充分考慮棧橋在拼裝和吊裝就位時各吊點的受力情況和安全可靠的重要性，對鋼棧橋吊裝專用具的結構形式進行設計和研究（如圖1所示）。為保證專用工具整體的結構穩定和受力均勻，其主要受力部位均不設置焊縫，全部為鋼板自身整體受力，這樣不僅大幅度提高了專用工具的安全可靠性和結構穩定性，還簡化了結構，減輕了自重，加工制造方便。鋼棧橋吊裝專用工具與吊裝構件之間采用承重銷軸連接，專用工具的主要受力形式是被吊構件對銷軸整體的剪切力。與常用的鋼絲繩纏繞捆綁構件進行吊裝相比較，專用工具的銷軸是整塊鋼板承受剪切力，受力更合理。

圖1

1.2 受力分析

（1）材料選擇。鋼棧橋吊裝專用工具主要分兩部分，一是吊裝專用工具本體，主要承受拉力；二是承重銷，主要承受剪切力。選材時主要考慮經濟、方便、能滿足焊接要求和安全性能保障，吊裝專用工具選用Q235碳素結構鋼，具有良好的塑性和韌性，易于成型和焊接，是施工中常用材料，便于就地取材[1]。

（2）受力計算：

①選用厚度δ=12mm鋼板現場制作，查手冊可知，屈服強度為235MPa，抗拉強度為375-500MPa[2]。如圖2所示，吊裝專用工具本體承受拉力，以最小截面（最薄弱部位）承受拉力進行計算。

最小截面積=65?12=780mm2，

破斷拉力=抗拉強度?最小截面積

=400MPa?780mm2

=312KN

吊裝專用工具本體實際工作拉力

=破斷拉力÷安全系數

=312KN÷8

=39KN。

注：此處取抗拉強度為400MPa；安全系數取8。

圖2

②承重銷軸承受剪切力，以兩根承重銷軸最小截面（最薄弱部位）承受剪切力進行計算。

最小截面積 =80?12?2

=1920mm2

最大抗剪切力=屈服強度?抗剪截面積

=235MPa?1920mm2

=451.2KN

實際工作抗剪切力=最大抗剪切力÷安全系數

=451.2KN÷8

=56.4KN

注：屈服強度取235MPa，安全系數取8。

吊裝專用工具本體實際工作拉力及承重銷實際工作抗剪切力相比較，二者取小即為該專用工具整體最終所能承受的最大起重載荷。

根據以上計算結果進行比較，得：

吊裝專用工具本體實際工作拉力=39KN

實際工作抗剪切力=56.4KN。

吊裝專用工具本體實際工作拉力為＜實際工作抗剪切力。

所以專用工具整體能承受的最載荷為39KN，即為最大起吊重量為3.98噸（重力系數G=9.8N/Kg）。

在實際應用中，可以根據現場要吊裝鋼結構的重量和起吊方式計算出每個吊點的載荷，根據載荷大小來選擇制作專用吊裝工具的鋼板厚度，鋼板越厚，所能承受的載荷越大，還可以通過調整專用吊裝工具的結構尺寸以滿足吊裝載荷需要，結構越大，承載力越大。

2 大型鋼結構棧橋吊裝專用工具使用方法

在鋼棧橋大片拼裝或整榀棧橋吊裝時，將專用工具本體插入鋼棧橋各吊點位置下弦或上弦的拼裝縫中，將銷軸插入專用工具下部的長方形銷孔內，上部的圓孔安置卡環與吊裝鋼絲繩連接，起吊時確保銷軸的限位槽卡住鋼棧橋本體，使承重銷軸均勻受力[3]。

3 結語

在工業廠房建設、工業設備安裝及長距離輸送設備安裝等方面的施工中，鋼結構棧橋應用極為廣泛。