預(yù)制塊體新型吊具的設(shè)計(jì)與應(yīng)用

李彬

（中交一航局第三工程有限公司，遼寧　大連　116001）

預(yù)制塊體新型吊具的設(shè)計(jì)與應(yīng)用

李彬

（中交一航局第三工程有限公司，遼寧大連116001）

重點(diǎn)介紹了使用新型吊具進(jìn)行預(yù)制塊體吊裝的新工藝。新型吊具的吊鉤可自動(dòng)開(kāi)啟，與傳統(tǒng)的預(yù)制塊體吊裝工藝相比，操作方便，通用性強(qiáng)，安全風(fēng)險(xiǎn)低，施工效率高，極大地降低了施工成本。通過(guò)在建項(xiàng)目對(duì)新型吊具的使用，保障了吊裝作業(yè)的安全性和高效性。

新型吊具；預(yù)制塊體；安全高效；推廣應(yīng)用

1　研究背景

預(yù)制塊體吊裝[1]通常采用人工穿銷(xiāo)軸的工藝，工序復(fù)雜，作業(yè)時(shí)間長(zhǎng)，需用較多人力，存在較大安全隱患，且吊索具通用性差，吊裝成本較高。為提高現(xiàn)有起重吊具的安全性和通用性，滿足各類(lèi)預(yù)制塊體起重吊裝生產(chǎn)需求，需要一種通用性強(qiáng)，安全可靠，效率高效的新型吊裝工藝。在此背景下，積極進(jìn)行技改開(kāi)發(fā)，設(shè)計(jì)新型吊具[2]，通過(guò)起重吊具啟閉系統(tǒng)[3]控制，可實(shí)現(xiàn)吊鉤的自動(dòng)啟閉，具備1 000 t以下預(yù)制塊體吊裝能力。

2　新型吊具的設(shè)計(jì)

2.1新型吊具結(jié)構(gòu)組成

吊具主要有3個(gè)組成部分，如圖1所示[4]。

1）起重系統(tǒng)：吊鉤；主鉤及吊索。

2）支撐系統(tǒng)：撐架；限位架。

3）啟閉系統(tǒng)：連桿；吊鉤懸臂；索具鉤及吊索。

圖1　新型吊具結(jié)構(gòu)示意圖Fig.1　New lifting devicestructure

2.2吊裝原理

新型吊具利用吊鉤鉤齒插入塊體預(yù)留的吊孔內(nèi)，實(shí)現(xiàn)起重吊具與塊體吊點(diǎn)的連接，然后起吊塊體，見(jiàn)圖2。

圖2 沉箱吊裝Fig.2　Caisson lifting

吊鉤開(kāi)啟由索具鉤（或副鉤）控制。索具鉤（或副鉤）向上拉動(dòng)鋼絲繩帶動(dòng)連桿上提，吊鉤開(kāi)啟。吊鉤鉤齒對(duì)準(zhǔn)塊體吊孔位置后，索具鉤（或副鉤）落鉤，連桿下落，利用吊鉤和連桿自重吊鉤閉合，吊鉤鉤齒插入塊體吊孔內(nèi)，提升主鉤進(jìn)行起吊。

2.3吊裝能力

根據(jù)常用預(yù)制塊體的吊裝重量，共設(shè)計(jì)了兩種吊鉤，單鉤吊重100 t和75 t吊鉤。目前，對(duì)在建項(xiàng)目已應(yīng)用了8個(gè)100 t吊鉤組裝吊具和4個(gè)75 t吊鉤組裝吊具兩種（具體見(jiàn)表1）。同時(shí)，新型吊具可根據(jù)不同塊體吊裝需要，調(diào)整撐架尺寸，增加吊鉤數(shù)量，提高起重能力。

表1　吊具吊裝參數(shù)表Table 1　Lifting device param eter list

3　新型吊具的應(yīng)用

3.1吊裝操作流程

起重船駐位，下放吊具→索具鉤上提，吊鉤鉤齒張開(kāi)→主鉤下落，吊具落于塊體頂部→鉤齒對(duì)準(zhǔn)吊孔，索具鉤下落，鉤齒進(jìn)入塊體吊孔→起吊塊體→定位安裝→索具鉤上提，吊鉤張開(kāi)，脫離吊孔→主鉤上提，吊具與塊體分離，完成吊裝。

3.2控制重點(diǎn)

新型吊具在吊裝過(guò)程中，重點(diǎn)控制以下三點(diǎn)：

1）定位控制。吊具在塊體上方要定位準(zhǔn)確，確保所有吊鉤鉤齒順利進(jìn)入塊體吊孔?？赏ㄟ^(guò)預(yù)先連接在吊具上的兩根晃繩來(lái)調(diào)整吊具定位，避免吊具在下放過(guò)程中的擺動(dòng)。

2）防止脫鉤。涉及到水下安裝的沉箱等預(yù)制塊體，在沉箱入水后，主鉤應(yīng)緩慢下落，控制主鉤吊重，防止入水后產(chǎn)生的浮力造成脫鉤。水下安裝過(guò)程，主鉤應(yīng)始終保持一定吊力，直至沉箱安放到指定位置。在已經(jīng)應(yīng)用的兩個(gè)項(xiàng)目中，I標(biāo)段-金龍灣水上旅游項(xiàng)目E西區(qū)填海工程430 t沉箱在落底前，主鉤吊重保持在80 t（含35 t吊架重量）；大連莊河海事和陸島碼頭170 t沉箱，在水下安裝結(jié)束前主鉤吊重控制在30 t（含10 t吊架重量）；通過(guò)控制主鉤吊重，降低浮力產(chǎn)生的影響，有效的避免了脫鉤風(fēng)險(xiǎn)。

3）吊孔位置準(zhǔn)確。塊體規(guī)格和吊點(diǎn)（吊孔）位置決定了吊具的設(shè)計(jì)尺寸。吊具加工好后，吊鉤間距將無(wú)法調(diào)整。因此，吊孔位置必須預(yù)留準(zhǔn)確，保證吊鉤能準(zhǔn)確進(jìn)入吊孔。已應(yīng)用的兩個(gè)項(xiàng)目中，吊孔預(yù)留偏差[5]要求控制在10 mm以內(nèi)，實(shí)際應(yīng)用情況較好，吊鉤可順利進(jìn)入塊體吊孔。

4　應(yīng)用效果

4.1在建項(xiàng)目使用情況

采用新型吊具施工的I標(biāo)段-金龍灣水上旅游項(xiàng)目E西區(qū)填海工程430 t沉箱吊裝與同一水域采用傳統(tǒng)工藝進(jìn)行施工的金龍灣水上旅游項(xiàng)目D區(qū)填海工程沉箱吊裝對(duì)比，效率由原有的平均每日安裝沉箱1～2個(gè)提升為6～8個(gè)。

已完工的大連莊河海事和陸島碼頭170 t沉箱安裝共計(jì)59個(gè)，原計(jì)劃工期75 d。新型吊具投入使用后，塊體裝船和安裝數(shù)量均為10個(gè)/d，將沉箱安裝工期縮短至21 d（含氣象影響天數(shù)）。

新型吊具的使用在施工進(jìn)度，安全性，可靠性和安裝精度上均取得了良好的效果。

4.2功效分析

下面以安裝條件相同的大連莊河港沉箱預(yù)制場(chǎng)沉箱吊裝（2013年施工）和使用新型吊具施工的大連莊河海事及陸島碼頭沉箱吊裝為例，進(jìn)行新型吊裝工藝的功效分析和工藝對(duì)比，見(jiàn)表2。

表2　新型吊具與人工穿銷(xiāo)軸吊裝工藝對(duì)比Table2　Technology comparison of artificialpenetrate pin shaftand new lifting device

通過(guò)對(duì)新型吊具和吊裝工藝使用情況的總結(jié)和功效分析，新型吊具吊裝在操作性、安全性、可靠性和通用性及施工進(jìn)度和吊裝效率上有了大幅提升。新型吊具的使用在提高施工進(jìn)度的同時(shí)，降低了起重船、運(yùn)輸方駁等設(shè)備及大量施工人員的投入成本，為后續(xù)施工創(chuàng)造了有利條件。

5　改進(jìn)與完善

新型吊具和吊裝工藝在以后的應(yīng)用過(guò)程中將重點(diǎn)放在吊具限位措施、吊點(diǎn)設(shè)計(jì)和制定工藝操作規(guī)程三方面進(jìn)行改進(jìn)和完善。

1）吊具限位措施：在撐架下部安裝4個(gè)限位支腿，在沉箱頂部對(duì)應(yīng)位置預(yù)埋限位擋，對(duì)吊具進(jìn)行左右定位。支腿長(zhǎng)度根據(jù)計(jì)算確定，用于吊具的上下定位。支腿靠緊沉箱上的限位擋板后，緩慢下落吊具至支腿支撐在沉箱頂部，此時(shí)吊鉤閉合，吊鉤鉤齒即可進(jìn)入相應(yīng)吊孔內(nèi)。

2）吊點(diǎn)設(shè)計(jì)：優(yōu)化吊點(diǎn)設(shè)計(jì)，提高預(yù)埋精度，減小吊孔尺寸，在吊孔位置采取加強(qiáng)措施，達(dá)到設(shè)計(jì)方和業(yè)主方的滿意。

3）制定操作規(guī)程[6]：針對(duì)新型吊具吊裝工藝，積累施工經(jīng)驗(yàn)逐步制定新工藝的操作規(guī)程，規(guī)范操作方法和工藝紀(jì)律。編制行之有效的控制要點(diǎn)和注意事項(xiàng)，突出新型吊具易操作的工藝特點(diǎn)。

6　結(jié)語(yǔ)

新型吊具的成功應(yīng)用，改變了以往陳舊落后的吊裝工藝，形成了方便操作，安全高效，通用性強(qiáng)的新工藝，極大地提高了生產(chǎn)效率，降低施工成本。新型起重吊具啟閉系統(tǒng)已被國(guó)家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局授予實(shí)用新型專(zhuān)利，具有廣闊的應(yīng)用空間，今后將在預(yù)制塊體起重吊裝領(lǐng)域大力的推廣和應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)預(yù)制塊體起重吊裝作業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)化施工。

[1]JTS167-2—2009，重力式碼頭設(shè)計(jì)與施工規(guī)范[S]. JTS 167-2—2009，Design and construction code for gravity quay [S].

[2]張寶昌，許文杰，付大偉.半圓體翻轉(zhuǎn)與安裝多功能吊具[J].中國(guó)港灣建設(shè)，2011（2）：59-62. ZHANGBao-chang，XUWen-jie，F(xiàn)UDa-wei.Muti-purpose sling for turn-overofsemi-cylinder and installation[J].China Harbour Engineering，2011(2):59-62.

[3]中交一航局第三工程有限公司，中交第一航務(wù)工程局有限公司.起重吊具啟閉系統(tǒng)：中國(guó)，201521082073.6[P].2016-04-05. No.3 Engineering Co.,Ltd.of CCCC First Harbor Engineering Co., Ltd.,CCCC First Harbor Engineering Co.,Ltd.Lifting device open-close system:China,201521082073.6[P].2016-04-05.

[4]GB/T 3811—2008，起重機(jī)設(shè)計(jì)規(guī)范[S]. GB/T 3811—2008,Design rules for cranes[S].

[5]JTS 151—2011，水運(yùn)工程混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范[S]. JTS 151—2011,Design code for concrete structures of port and waterway engineering[S].

[6]GB 6067.1—2010，起重機(jī)械安全規(guī)程[S]. GB 6067.1—2010,Safety rules for liftingapp liances[S].

Design and app lication of new lifting device for precast blocks

LIBin
（No.3Engineering Co.,Ltd.ofCCCCFirstHarbor Engineering Co.,Ltd.,Dalian,Liaoning116001,China）

The new technology for lifting precastblock,which used new lifting device,wasmainly introduced in this paper. The hook could automatically open,which be easier to operate,more universality,lower safety risk,high efficiency and greatly reduce thework cost to compared with traditional precastblock liftingmethod.The application of new lifting device in project under construction can ensure the safety and efficiency of liftingworks.

new lifting device;precastblock;safety and efficiency;application

U655.3

A

2095-7874（2016）10-0044-03

10.7640/zggw js201610010

2016-04-14

2016-07-06

李彬（1982—），男，遼寧大連市人，工程師，港口航道與海岸工程專(zhuān)業(yè)。E-mail：LB_85307723@163.com