摘? 要:各類起重機在生產(chǎn)建造過程中,各種吊裝轉(zhuǎn)運工作貫穿整個制造過程,一套設(shè)計合理的吊裝方案將有效縮短建造周期,有利于安全把控生產(chǎn)過程。文中針對橋吊門框的立柱結(jié)構(gòu)形式,在吊耳設(shè)計、吊耳布置、鋼絲繩選擇上進行了詳細分析及描述,設(shè)計出一份安全可靠的吊裝方案用于指導(dǎo)生產(chǎn)。
關(guān)鍵詞:橋吊? 立柱? 吊裝? 受力分析? 吊耳? 鋼絲繩
前言
橋吊廣泛用于大型碼頭集裝箱的裝卸,橋吊由前后大梁及門框、拉桿幾大部件組成,其中門框是支撐整個結(jié)構(gòu)的支柱,結(jié)構(gòu)為箱梁形式。門框立柱單根重量及外形尺寸大,因此在分段制作、組裝、轉(zhuǎn)運過程中如何選用合適及安全的吊裝方法,是生產(chǎn)設(shè)計人員急需解決的工藝難題。本文針對門框立柱的重量及外形尺寸,設(shè)計吊裝吊耳、合理布置吊耳位置、配置吊裝鋼絲繩,并出具詳細計算過程,用于門框立柱建造時的吊裝。
1 門框立柱C3立柱分段情況分析
1.1C3立柱為箱形梁形式,分段自重G自重=57.3T,外形尺寸為46355x2980x3605mm。在建造過程中需要平吊、翻身180度.
1.2結(jié)構(gòu)重心的計算按公式X=ΣMnXxn/ΣMn列表得出C3結(jié)構(gòu)重心位置如圖一所示。
根據(jù)圖一中A-A和B-B所示布置8個燕式吊耳,吊耳對應(yīng)隔板與面腹板的焊縫要求全深透焊接。
1.3計算時:焊重取系數(shù)1.02,不均勻受力系數(shù)取1.2,該分段進行吊裝時的總重G總=57.3x1.02x1.270T?;萆贤▓D
2? 吊索具配置及受力分析
2.1根據(jù)圖一中吊耳的位置及尺寸,畫出吊裝示意圖,見圖二所示,先根據(jù)公司現(xiàn)有機具情況確定G和C處鋼絲繩的長度Lc=Lg=30m.
2.2通過計算得出吊高
根據(jù)三角形原理計算得出
根據(jù)三角形原理,計算得出:
2.3計算每根鋼絲繩的受力情況
由于吊耳相對重心不是對稱布置,C、G對稱,B、F對稱,故C、G鋼絲繩受力相同,B、F鋼絲繩受力相同。
TCGx12341=TBFx12659? ? ? ?(1)
TCG+TBF=G總=70T? ? ? ? ? ? ? (2)
根據(jù)(1)、(2)方程式求出C、G鋼絲繩的合力TCG=35.5T
B、F鋼絲繩的合力TBF=34.5T
以CG側(cè)為例計算鋼絲繩受力情況,CG側(cè)鋼絲繩與吊耳所在面形成的三角形見圖三所示。
根據(jù)鋼絲繩長度及CG吊點間的距離,算出∠HCG=∠HGC=86
根據(jù)三角形原理,得出TC=TG=35.5/2/sin8620T
同理算出∠HBF=∠HFB=86
TB=TF=34.5/2/sin8619T
根據(jù)以上計算結(jié)果,C、G側(cè)選用D52X30m的鋼絲繩+35T卸扣1個,共兩組。
B、F側(cè)選用D52X30m的鋼絲繩+35T卸扣2個,共兩組。
其中D52X30m的鋼絲繩的額定載荷為24T;35T卸扣,額定載荷為35T;吊索具能滿足吊裝要求,吊裝作業(yè)安全可靠。
3 吊耳受力分析
3.1計算吊耳受力:根據(jù)鋼絲繩受力分析得知,G、C處吊耳的受力大天B、F處吊耳的受力,因此對G、C處吊耳進行受力分析計算即可。下圖四即為C處吊耳的受力分析圖。
上圖中:經(jīng)計算得出?=8.8
Tcy=Tc繩x10xsin65.4=20x10x0.909
Tcx= Tc繩x10xcoscos
Tcz= Tc繩x10xcossin
3.2吊耳強度校核:由于C、G吊耳受力較大,可以只校核C吊耳強度即可。圖五為吊耳零件圖,吊耳材質(zhì)為Q355C。
3.2.3計算危險截面的彎矩和彎曲應(yīng)力
ΣME=0 ME+15x103Nx184x10-3M=0
ME=-2760N.m
WE= =(105+105)x402 /6mm3=5.6x10-5m3
σmax= ME/ WE=-2760N.m/5.6x10-5m3=4.93x107 N/m2=49.3MPa
σmax? [3]
3.2.4焊縫強度校核(同樣計算C點吊耳處的焊縫即可)
吊耳與門腿的焊縫為全熔透焊縫,該焊縫受剪。
?h= =15x103N/197x40mm2=1.9MPa
?h
綜上所述,吊耳強度滿足要求,可以安全使用。
4 吊裝過程
4.1 吊裝開始前,對吊裝區(qū)域進行安全警示,清理警示區(qū)域內(nèi)防礙吊裝作業(yè)的物件,并確認吊裝時天氣滿足吊裝條件。
4.2吊裝前檢查吊點完成安裝,對照工藝方案檢查吊索具的配置是否正確,檢查被吊構(gòu)件上所有臨時物和易墜落的物件,去除被吊物和臨時支撐或胎架的連接。
4.3在吊裝作業(yè)時,在立柱吊離支持面(胎架) 10-20cm 后,停止起升,在空中懸停 10-20分鐘,并檢查個吊點、卸扣、鋼絲繩是否有損傷,若吊裝接近起重機最大起重能力,在這段時間里,還需要檢查起重機的結(jié)構(gòu)、起升、變幅機構(gòu)和鋼絲繩是否安全,確認安全后再繼續(xù)吊裝作業(yè),如發(fā)現(xiàn)存在問題必須停止作業(yè)。
4.4翻身吊裝時,要求動做盡量緩慢。
5 結(jié)束語
5.1此方案中設(shè)計和選用的燕式吊耳,形式簡單,焊接量少,既可用于平吊,也可用于翻身。
5.2按照公司現(xiàn)有機具,選用合適的鋼絲繩和卸扣,有效利用資源。
5.3吊耳自身強度、焊縫強度、鋼絲繩等的選用均通過詳細計算,安全可靠。
5.4此方案已用于C388橋吊項目,一共6臺套橋吊,有益地指導(dǎo)整個門框立柱吊裝作業(yè)。
參考文獻
[1]《材料力學(xué)》作者 劉鴻文? 高等教育出版社
[2]《材料力學(xué)》作者 劉鴻文? 高等教育出版社
[3]《材料力學(xué)》作者 劉鴻文? 高等教育出版社
作者簡介:
姜麗華,(1975- ),女,江蘇南通人,惠生(南通)重工有限公司,技術(shù)部,起重機工程師,本科學(xué)歷。