摘要:介紹500 t 全回轉(zhuǎn)起重機(jī)在水工工程中的應(yīng)用,該新型設(shè)備效率高,占用岸線少,對水工工程大型混凝土構(gòu)件的開發(fā)和應(yīng)用具有顯著效益。
關(guān)鍵詞:500 t 全回轉(zhuǎn)起重機(jī);防波堤;應(yīng)用
中圖分類號: U655. 2 ;U656. 24 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼: B 文章編號: 100429592 (2007) 0220034202
根據(jù)天津港發(fā)展規(guī)劃,為了建造北大港,形成良好的波穩(wěn)條件,需要建造規(guī)模巨大的防波堤及圍堰工程。而天津港地區(qū)的海底表層及淺層土為淤泥和淤泥質(zhì)粘土,土體的物理力學(xué)指標(biāo)較差,當(dāng)防波堤和圍堰向深水區(qū)發(fā)展時(shí),常采用大型混凝土構(gòu)件來提高對水深和軟土地基的適應(yīng)能力。為滿足大型混凝土構(gòu)件出運(yùn)的需要,則應(yīng)在預(yù)制廠碼頭選擇一種可以出運(yùn)大型構(gòu)件的新型起重設(shè)備。
1 工程概況
天津港防波堤工程主體結(jié)構(gòu)為半圓型結(jié)構(gòu)和箱筒結(jié)構(gòu),工程包括北防波堤延伸、北圍堰、南防波堤所有堤段。
根據(jù)工程需要,新建預(yù)制廠位于天津港南疆港區(qū),西臨天津萬利儲(chǔ)存有限公司,北靠工作船碼頭。工程需要預(yù)制的半圓體及箱筒數(shù)量見表1 。
表1 構(gòu)件數(shù)量及尺寸
此工程工期緊、任務(wù)重。根據(jù)實(shí)際考察,需及時(shí)解決幾種構(gòu)件兼顧出運(yùn)的大型起重設(shè)備。
2 出運(yùn)設(shè)備選擇方案
南疆預(yù)制廠除了生產(chǎn)2 種半圓體外,還需預(yù)制箱筒型結(jié)構(gòu)。為了能夠兼顧2 種結(jié)構(gòu)型式防波堤構(gòu)件的出運(yùn),本工程對防波堤構(gòu)件的出運(yùn)工藝考慮了三種出運(yùn)方案:方案1 ,采用500 t 浮吊進(jìn)行作業(yè);方案2 ,在碼頭上安放門座起重機(jī)作業(yè);方案3 ,利用500 t 固定全回轉(zhuǎn)起重機(jī)。
方案1 :采用浮吊裝船作業(yè)。這種大型浮吊必須從外地調(diào)遣,調(diào)遣費(fèi)用及租用臺(tái)班費(fèi)比較高,要完成防波堤工程需2～3 年,船機(jī)費(fèi)很大;再則每次移船換位較多,機(jī)動(dòng)靈活性較差。
方案2 :在碼頭上安放門座起重機(jī)。設(shè)備造價(jià)相對較低,但因占面積較大,并且只能在豎直平面內(nèi)做變幅運(yùn)動(dòng),裝船過程中要移船,占用海域也較大,使現(xiàn)有碼頭使用率大打折扣。同時(shí),此種起重機(jī)不能兼顧拼裝箱筒結(jié)構(gòu)。
方案3 :采用500 t 固定全回轉(zhuǎn)起重機(jī)裝船。該機(jī)能夠在360°范圍內(nèi)旋轉(zhuǎn),工作范圍較大,既可以裝船又能兼顧箱筒構(gòu)件的出運(yùn)拼裝;機(jī)動(dòng)靈活性好,總體費(fèi)用一般,且作業(yè)時(shí)不需要移動(dòng)船舶,占用岸線短。另外,使用500 t 旋轉(zhuǎn)吊,安全系數(shù)高,比較穩(wěn)定,土建建設(shè)少,相對于門機(jī)吊出運(yùn)構(gòu)件速度快。
經(jīng)過比較論證及實(shí)際考察,最終選用以500 t固定全回轉(zhuǎn)旋轉(zhuǎn)吊為設(shè)備的裝船工藝。同時(shí),在新老碼頭交接處布置旋轉(zhuǎn)吊基礎(chǔ)。
3 選擇工藝設(shè)備
國內(nèi)500 t 固定全回轉(zhuǎn)旋轉(zhuǎn)吊有2 種型式:
1) 由電力部鄭州機(jī)械設(shè)計(jì)研究所設(shè)計(jì),其整機(jī)靠大直徑滾子夾套式回轉(zhuǎn)支承裝置和反滾輪裝置直接固定在碼頭上,旋轉(zhuǎn)操作臺(tái)離地面很低。
2) 固定全回轉(zhuǎn)旋轉(zhuǎn)吊由上海電力建設(shè)研究所設(shè)計(jì),上海電力機(jī)械廠制造,起重機(jī)整機(jī)安放在固定于綜合碼頭上的直徑為9. 2 m、高約13 m 的鋼桶上,鋼筒內(nèi)設(shè)有樓梯通往旋轉(zhuǎn)操作平臺(tái)(圖1) 。
后者因占地面積小,凈空高,利于車輛行走和碼頭綜合使用,所以構(gòu)件出運(yùn)裝船選用了第2 種形式的固定全回轉(zhuǎn)旋轉(zhuǎn)吊。
4 500 t 固定全回轉(zhuǎn)起重機(jī)技術(shù)參數(shù)的確定
1) 技術(shù)參數(shù)的確定須考慮以下幾種工況條件:①日最高出運(yùn)構(gòu)件預(yù)計(jì)達(dá)到20 件,平均日出運(yùn)12 件,工作級別高,設(shè)備工作級別采用A5 ;②單件半圓體重450 t ,吊架重40 t ,裝2 000 t方駁,船寬16. 8 m ,需要跨距20 m ;③箱筒單件加吊架重380 t ,裝浮船塢103 ,裝船操作如圖2 所示,需跨距38 m、吊高44 m ;
?、芸紤]到其它用途,設(shè)125 t 副鉤;⑤綜合以上幾種工況確定具體參數(shù)見表2 。
2) 設(shè)備基礎(chǔ)設(shè)計(jì)荷載500 t 固定吊基礎(chǔ)荷載由上海電力機(jī)械廠提供,500 t 固定吊對碼頭面荷載如下:工況1 :工作狀態(tài)吊重500 t ,幅寬30 m ;傾覆力矩108 200 kN ·m ;垂直力17 250 kN ;水平力220 kN。工況2 :工作狀態(tài)吊重380 t ,幅寬38 m ;傾覆力矩106 000 kN ·m ;垂直力16 000 kN ;水平力170 kN。工況3 :工作狀態(tài)吊重625 t ,幅寬30 m ;傾覆力矩137 350 kN ·m ;垂直力18 000 kN ,水平力可以不考慮。
表2 全回轉(zhuǎn)起重機(jī)技術(shù)參數(shù)
500 t 固定吊基礎(chǔ)位于工作船碼頭與3 000 t 多用途碼頭交界處,根據(jù)設(shè)計(jì),墩臺(tái)沿碼頭方向長18m ,垂直碼頭方向19 m ,為此工作船碼頭需拆除8. 4m ,多用途碼頭需拆除15. 5 m ,墩臺(tái)前沿同其它兩碼頭一致,墩臺(tái)為現(xiàn)澆鋼筋混凝土結(jié)構(gòu),頂高程6. 1m ,底面高程2. 5 m ,基礎(chǔ)由17 根灌注樁組成,其中15 根直徑1. 6 m ,1 根1. 2 m ,1 根1. 0 m。天津港南疆預(yù)制廠500 t 固定全回轉(zhuǎn)起重機(jī)安裝完畢后,按照驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)要求,經(jīng)過分項(xiàng)試吊,各種工況條件一次試吊成功,設(shè)備運(yùn)行良好。
5 結(jié)束語
1) 至2006 年11 月共出運(yùn)構(gòu)件約750 件,日最高出運(yùn)20 件達(dá)到預(yù)期效果;
2) 在水工工程中應(yīng)用此種新型起重設(shè)備吊裝大型構(gòu)件尚屬首次,填補(bǔ)了一項(xiàng)空白;
3) 提高了碼頭的綜合利用率,經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益顯著。
