广州某造纸厂双龙门架升降平台吊装工艺附计算.doc

提要本文以厂脱墨车间的多台大型设备的吊装就位为例介绍了双龙门架升降平台吊装工艺该工艺安全可靠经济便捷特别适用于厂房空间狭小周围环境复杂的多台大型设备多次吊装关键词大型设备吊装工艺双龙门架升降平台工程概况现场条件及施工要求厂脱墨车间中有多大型设备分别就位于米层和米层就位位置如图所示图略设备的大致尺寸重量如下表所示序号设备名称重量吨大致尺寸米安装位置备注圆网浓缩机层双网浓缩机层多盘浓缩机层施工技术难点吊运线路的限制这些设备均位于车间的南侧原设想车间南侧墙不封在设备就位置附近设置桅杆车间外使用吊车将设备从墙外吊入就位但由于厂区变电站紧邻车间南面为安装起见厂方禁止设备从南侧吊入车间西面是电缆沟且场地狭窄容不下大型吊装机械最后经讨论确定设备唯一的吊装就位路线如图所示其中位置为运输线路的瓶颈宽为米高为米对照设备尺寸可知设备仅可通过吊装空间的限制由吊运线路可知设备的一次起吊位置于纸库紧贴主车间的位置如图所示由于纸库梁底高仅为米以最大尺寸的圆网浓缩机为例长米宽米高米的设备须在此升高至米即设备顶部距梁底仅有米的净高故使用大型吊车或双杆抬吊法等传统吊装方法均不可行设备二次吊运环境的限制由于双网浓缩机和多盘浓缩机吊上米层后均须再次吊上米层就位故吊装机具必须考虑布置在米层再次使用且该次吊运在将设备提升至米后设备须横向平移就位位置施工工期的限制三台大型设备必须在米层放置故米层楼板须以桩顶加固土建首层该位置的大量设备基础须待桩顶拆除后放可捣制吊运线路上首二层亦有数台设备的基础须捣制如基础捣制施工推后设备就位管道安装等各项施工也必须推后将会直接影响总工程的完工工期故必须想方法减少吊运特别是二次吊运的时间以确保工程按时完成必须适应多台设备的吊运由于封建在首层的施工将持续较长时间为保持我方施工的连续性除上述三台设备外长米重吨的两段脱墨槽及米层的多台设备亦须利用此吊装通道进入米层吊装方法的要求针对施工的技术的难点吊装机具必须达到以下要求占用空间少不必对原有结构做任何改动即可实施施工能够安全可靠便捷地实现设备的提升纵移横移能够在几个吊运过程中重复使用避免资源的浪费能够便捷的装拆安设运输以尽量减少设备在二次吊运时吊具的制安设置时间为后续施工争取时间只稍作改动即可适应多台设备的吊运要求吊装方法的确定根据上述要求项目部组织技术人员认真细致地核对设备的重量尺寸反复踏勘现场吊运通道周遍构筑地面等确定采用双龙门架升平台吊装工艺进行施工吊装工艺过程升降平台及双龙门架的制作按照吊运过程的受力进行升降平台的纵横向强度整体强度及其稳定性的校核计算过程如后附确定平台的主要受力构件采用槽钢背辈背间断焊加强结构件采用槽钢背辈背间断焊平台制作完成后在其上焊上路轨作导向用根据吊装总重可知龙门架单根据桅杆的起吊重量吨内起吊高度在米以内查吊装手册可采用的无缝钢管作为龙门架桅杆起重动力及吊索具选择选用两台吨卷扬机及一台吨卷扬机作为提升和拖运的动力选用的钢丝绳作缆风绳选用的钢丝绳双股作滑轮悬挂绳选用轻轨为导向轨表面涂黄油间断焊于平台上吊装机具布置将双龙门架升降平台设置于图所示位置挂好滑轮穿好钢丝绳其中龙门架与立住绑扎严实龙门架置根风缆注意保证龙门架竖直米层的运输通道布置好枕木槽钢行轨和拖运设备用的吨卷扬机设备吊运待多盘压滤机运至升降平台前后用龙门架将其拖上升降平台将多盘过滤机和升降平台一起平行提升至米高度使用吨卷扬机将多盘过滤机拖运至米层的位置见图同样使用龙门架和升降平台将双网浓缩机拖运至米层的位置见图同样使用龙门架和升降平台将圆网浓缩机拖运至米层位置并平移至位置见图将双龙门架和升降平台吊运上米层利用双龙门架吊起双网机将升降平台拖入双网机底部在米层布置好枕木槽钢行轨和拖运设备用的吨卷扬机使用双龙门架和升降平台将双网浓缩机提升至米高度使用吨卷扬机将其拖运至就位位置见图使用同样的吊运方法将多盘浓缩机吊运至就位位置见图脱墨槽及米层的设备可要求运输单位利用运输大型设备的空隙运至车间视施工的紧张程度将其就位作为调剂待四台大型设备吊运就位后米层和首层位置交由土建施工单位捣制设备的基础施工注意事项施工前组织全体施工人员仔细研究有关图纸和技术资料熟悉施工方案以及与吊装过程有关的建筑结构和须吊装设备的外形尺寸重量等主要吊装技术参数对所有为施工而调用的机具要进行严格认真的检查试验清洗架油对卷扬机除常规检查外还必须作负荷试验吊运安装场地一至三层的吊运通道的各种杂物必须提前清除干净使运输吊装通道畅通符合安全生产及文明施工的各项规定吊装设备时在作业范围内应设警戒线并树以明显的警示标志严禁非工作人员进入龙门架和锚点的制作应严格按设计要求施工吊装前做好施工技术及安全交底排出人员岗位和起吊指挥明细表并制定各岗位职责认真学习起重吊装安全技术操作规程树立甘当配角的思想搞好互相配合协作的关系在吊装时当两卷扬机同时动作到设备有升起的趋势时应停机检查钢丝绳的松紧程度合格后方可继续起吊起吊至升降平台刚刚离开地面时立即停机对起吊的整个机构静压分钟检查各结构有无不正常变形和破坏的趋势若各项安全方可继续起吊注意保证升降平台必须水平升起因此在施工时在龙门架立柱固定标志杆在平台角位吊设线锤安排专人监察主要资源供应计划劳动力需用计划起重工人钳工人焊工人电工人机械操作工人消防安全员人质检员人主要材料需用计划序号名称型号规格单位数量进场时间备注无缝钢管无缝钢管无缝钢管无缝钢管无缝钢管槽钢槽钢槽钢槽钢工字钢钢丝绳钢板钢板麻绳捆主要机具需用计划进场时间月日至月日机具名称型号规格数量机具名称型号规格数量卷扬机台单滑轮个卷扬机台塞古个千斤顶台塞古个手动葫芦台塞古个手动葫芦台塞古个三滑轮个塞古个三滑轮个钢丝绳支双滑轮个麻绳捆单滑轮个绳扣各种规格批单滑轮个单滑轮个施工小结本施工方法将龙门架与升降平台科学合理地组合在一起顺利地解决了在狭窄厂房内多次吊运大型设备的问题集中体现了我安装人的智慧为解决类似施工难题树立了一个良好典范升降平台示意图附图一提升架立体图底排俯视图底排侧视图两台吨卷扬机吊装路线图图卷扬机布置图附图三计计算载荷起重量本处为最重设备重量吨吊具重量吨起升钢丝绳重量吨则吨起升动载系数则计吨受力分析由于该设备尺寸较大可近似看作均匀作用于底排上同时在进行整体强度校核时可分纵横两向分别进行验算纵向强度校核龙门架上四个吊点的受力分别为吨由钢丝绳绕组图可得每根钢丝绳受力吨注此处暂不计滑轮组摩擦力因其属于系统内力后面校核钢丝绳时再计入滑轮组摩擦力吨龙门架起升装置计算说明书附底排校核底排整体强度校核截面几何特性横向截面以最小截面为准匚槽钢截面特性为截面面积轴的惯性矩轴的惯性抵抗矩相应的惯性半径载荷自重载荷匚槽钢长度匚槽钢长度匚均布自重为匚均布自重为则自重为吨考虑到焊缝和加强板的重量则将自重加乘即为吨起升载荷包括起升钢丝绳的一半和运行冲击载荷若钢材用号钢则本起升装置属于类载荷组合即载荷由基本载荷自重载荷起升载荷机构起制动引起的水平载荷及附加载荷主要是偏斜运动引起的侧向力和结构产生的水平载荷等故安全系数取则实际用应力可见纵向整体强度满足横向整体强度由于横向平面内无轴向力经计算分析可见横向的整体强度满足底排整体稳定性校核只校核纵向计算长度及换算长细比可见纵向稳定性满足由于横向与纵向相比不存在轴向力同时长细比大于纵向则可不验算耳强度校核两端吊耳强度校核在该吊耳用钢丝绳固定轮的滑轮滑轮上绕过根钢丝绳后将使该吊耳处受到竖直向上的和轴向的作用吨吨该吊耳可看作是一端固定一端固定自由的外伸度截面梁截面的正应力强度校核截面剪应力强度校核由于两个槽钢背接后形成工字形截面则可利用来近似校核可见截面强度满足截面的正应力强度校核截面剪应力校核截面强度满足故两端吊耳的强度满足条件侧面吊耳强度校核由图可见该吊耳不仅受到竖直向上的还受到方向的竖向焊缝平行于可保证该方向的剪切和弯矩但方向的力将会引起吊耳的弯折会严重影响焊缝的疲劳强度即该方向上的抗弯剪性能则必须对该吊耳进行加强如图吊耳两侧对称焊接两加强板在交叉部位应将板角切掉此处不焊以避免焊缝交叉后引起的应力集中同时板的每个角引倒角以足为避免应力集中焊缝强度校核方向的由该向的焊缝承担其剪切力本焊接是号钢的对接顶接焊缝采用型焊条且为三级焊缝质量则经计算可知经过加强后就能满足起升动载荷对焊缝强度的影响焊缝强度满足龙门架强度和稳定性校核上部横梁校核上部横梁采用无缝钢管其两端分别焊接于的钢板上并在两侧分别用高宽的钢板块焊在无缝钢管和底板间作加强在两端作用高宽的钢板块加固横梁底板与立柱上部顶板间采用螺丝连接以便于拆卸和移位组装经计算可知整根梁的强度都满足连接螺栓的选择若上下板的连接采用两排共颗螺栓连接则共同承担吨的支座反力平均每根承担吨的支座反力若螺栓为级普通精制螺栓经计算选择半螺纹级六角头螺栓全螺纹也可以作为连接螺栓立柱强度和稳定性校核稳定性本起升机构中立柱属于纯压杆则只需验算压杆的稳定性该压杆采用无缝钢管扣除加强板部分净高度为由于该压杆为一杆自由一杆固定经计算吨吨可见稳定性满足强度由强度也满足风缆的选择本机构只需在龙门架的正面和两侧设置风缆虽然从以上的计算可知结构稳定性有保证但为保证在拉入二楼的过程中对结构的破坏故采用吨的葫芦与相应的钢丝绳固定选择的钢丝绳或的钢丝绳打双股悬挂滑轮的固定钢丝绳的选择和设置每个滑轮采用钢丝绳打双股固定滑轮现以上吊点为例上吊点受力吨则根钢丝绳各受力即钢丝绳的许用拉力吨取安全系数则选用的钢丝绳悬挂滑轮上吊点钢丝绳由于要绕横梁两股则长度为下吊点钢丝绳长度为则准备长的钢丝绳两根长的钢丝绳两根钢丝绳拉力校核两侧各采用个倍率滑轮组其中两个动滑轮两个定滑轮查相关手册整个滑轮组的效率为总则所需牵引动力为总吨可见选用吨卷扬机及其所配套的钢丝绳已足够符合受力要求到卷扬机的定滑轮受大约吨力后部固定于地面的钢丝绳受力为吨应分别打地码以固定水平拉入二层的受力分析当底排升到后就可停车将设备拉入二层在底排上根据设备底架不同的形式和宽度对称布置几条路轨路轨同底排面采用断续焊缝进行固定轨道面涂黄油设备底架与轨道之间利用长的导靴进行拖动导轨用钢轨导靴采用槽钢制作可根据以后拉不同设备设置不同数量的导轨若采用抹黄油润滑若为铁板在铺有润滑剂的钢材上运动则取滑动摩擦系数为同时考虑因设备庞大同时龙门架起升机构在水平向为非刚性的则取安全系数为则所需牵引为吨若选用吨卷扬机则必须设置轮的滑轮组同时选用的钢丝绳作为捆绑设备用几点说明当拉入二层后采用铺导轨利用导靴在上运动来进行拉动运输在底排的正侧面和一个旁侧面分别焊接一块竖边同底排表面垂直的钢板并沿钢板力吊一线锤用来判断起升时哪个方向过高和过低以便控制底排的平衡见附图总述从以上的计算可知底排和龙门架在加强后是可满足强度和稳定要求的对于底排实际上可通过计算和优化设计使得自重和强度都得到很好的满足以达到用材少而安全实用的目的对于两根槽钢组成的梁往往两根槽钢正接形成的方形梁的截面几何特性好过于两根槽钢背接形成的工字梁因为方形梁的截面几何特性好过工字梁则对于梁的抗弯强度和整体稳定性方形梁都好过工字梁只是由于槽钢对接的方形梁中间部分的油漆和保养都没工字梁方便在底排的整体布局中应主要注意其变形最大的部位因为这些部位才是受力最大的部位由前计算可知中间部位往往是弯矩最大的部位两侧是剪力最大的部位故为保证横向的强度和稳定性则应均布纵向的根梁并在中间和两侧舍当焊接加强筋板以增加截面的抗弯和抗剪性能工人在焊接过程中并无采用引弧板则使得某些重要受力部位的焊缝两端形成应力集中同时一些重要受力部位若有焊缝交叉时应将两焊缝进行回避而不能交叉重叠否则会在该交叉处造成应力集中从而成为危险截面现做成的底排中间部位有的梁是两根槽钢对接使得该对接焊缝在梁的主要受力区域故建议对该部分焊缝进行打磨消除突起部位以消除应力集中或用加强筋板加强以防止应力集中对该焊缝的破坏在吊装时当两卷扬机同时动作到设备有升起的趋势时应停机检查钢丝绳的松紧程度当合格后再同时拉动若底排刚刚离开地面时立即停机对起升的整个结构静压分钟并检查各结构正焊缝有没有过大的变形和破坏的趋势若各项都安全再继续起升作业以上公式来源及参考书籍材料力学高等学校教材结构力学高等学校教材钢结构高等学校教材机械设计手册第三版第一卷第五卷化学工业出版社