大型吊裝工程龍門架應用實例

盧溢超

(萬力輪胎股份有限公司，廣東 從化 510904)

伴隨著企業(yè)發(fā)展，生產(chǎn)設備更新?lián)Q代及大修越加頻繁，對于起重吊裝設備金屬結構的承載能力提出了更高的要求。龍門架作為一種垂直運輸?shù)钠鹬卦O備，以地面卷揚機為動力，采用鋼絲繩提升方式使重物升降牽引運送，具有制造工藝簡單、經(jīng)濟實用、載荷力大等特點。

本次吊裝工程實例的吊裝任務為重量達34 t煉膠機臺，質量重、體積大、吊裝高度超高都是吊裝的難點。加之煉膠車間工作現(xiàn)場環(huán)境比較復雜，作業(yè)面積狹小，吊裝工作非常困難。根據(jù)設備現(xiàn)場布置特點，吊裝利用龍門架鋼結構框架，采用工字鋼滾道與滑輪組配合法，使用5 t卷揚機和50 t滑輪組作為主吊機械，2臺10 t手拉葫蘆作為牽引機械，將設備通過龍門架進行吊裝。

通過本次龍門架的應用實例，具體闡述龍門架設計制造、安裝拆卸、使用事項，為提高設備起重吊裝效率提供較好的參考。

1 龍門架的設計及制造

1.1 龍門架結構設計說明

在龍門架結構設計的整個過程中都應該被強調的是力學關系，它在結構選型與布置階段尤其重要。在整個吊裝過程中，對一些難以作出精確理性分析或規(guī)范未規(guī)定的問題，可依據(jù)從整體結構體系與分體系之間的力學關系、破壞機理、震害、試驗現(xiàn)象和工程經(jīng)驗所獲得的設計思想，從全局的角度來確定控制結構的布置及細部措施。

在設計該龍門架結構及選用型材規(guī)格前，根據(jù)施

工現(xiàn)場及吊裝重物質量的不同情況，當設計承受動力荷載的結構時，選用的鋼材級別為最常用的Q235-B。本次龍門架作為四條立桿的材料為Φ219×10鋼管，橫桿采用Φ159×8鋼管，斜撐采用Φ108×6鋼管。兩條分力橫梁采用32#工字鋼，主吊橫梁采用40#工字鋼。整體采用方形框式結構，通過拆卸某一條橫桿，設備便能從開口進入，并從中部空位升降，與電梯升降原理相似。如圖1所示。

圖1 龍門架結構示意圖

1.2 龍門架主吊橫梁強度校核計算

1.2.1 理論公式計算

已知：采用40#工字梁，跨度為4.2 m，中心點受力約34 t（352.8 kN），由于載荷作用，在中部造成的彎矩最大，其中部的彎矩為：

工字梁在中部的最大應力為：σ=M/W，查表得到截面模量系數(shù)W=1190 cm3，則σ=131 MPa＜設計值σ=205 MPa。

經(jīng)仿真受力校核，工字梁最小安全系數(shù)為K=1.32＞1，因此采用40#工字梁能滿足吊裝載荷要求。

1.2.2 有限元仿真計算：

如圖2所示主吊橫梁的有限元分析可知，采用40c工字梁，跨度為4.2 m，中心點受力約34 t（352.8 kN），經(jīng)受力校核，工字梁最小安全系數(shù)為1.32＞1。因此采用40#工字梁能滿足吊裝載荷要求。

圖2 主吊橫梁有限元分析圖

1.3 龍門架制造工藝要求

1.3.1 下料切割工藝要求

按照施工工藝要求，采用砂輪切割機或氧乙炔切割成型，氣割對接焊縫處的坡口。在氣割成型的連接12 mm鋼板畫上鋼板壓圓的中線及直縫對接的裝配依線，均打上洋沖眼，鏟除割渣及毛刺，打磨周邊坡口面至光潔后，進入下道工序。

1.3.2 拼接預焊工藝要求

根據(jù)加工圖紙尺寸，將鋼管與鋼板放置在組對工裝上，調整對接位置的錯邊誤差，應控制在2 mm左右，將組對完成經(jīng)檢驗符合要求的管體實施定位焊。

1.3.3 鋼管焊接工藝要求

按要求施焊前焊條經(jīng)過烘焙，設計無規(guī)定時，焊接Q235鋼時宜選用E43系列碳鋼結構焊條；要求等速焊接，保證焊縫厚度、寬度均勻一致。整條焊縫焊完后清除熔渣，經(jīng)焊工自檢（包括外觀及焊縫尺寸等）確無問題后，并經(jīng)外觀檢查符合工藝要求。

1.3.4 除銹上漆工藝要求

對焊接組裝完的龍門架部件進行表面除銹清理，刷防銹油漆，并在鋼管上打上鋼印標記，方便后續(xù)整體裝配對接。

2 龍門架吊裝使用方法

2.1 龍門架的安裝與拆卸

（1）地基要求：龍門架安裝混凝土基礎必須經(jīng)夯實，承載力應不小于80 kPa ；基礎表面應平整，水平度偏差不大于10 mm 。

（2）現(xiàn)場清理：清理好龍門架基礎及其周圍現(xiàn)場，以便配合龍門架安裝作業(yè)。 做好安裝現(xiàn)場安全防護區(qū)的防護工作，禁止非作業(yè)人員停留和通行，準備好足夠的夜間作業(yè)照明設備。

（3）龍門架拼接：龍門架各零部件采用M14×60螺栓連接，各連接點必須張緊固定。圖3所示為部件連接示意圖。

（4）龍門架分前后兩部分安裝，先對前端四根立柱將橫桿、斜桿安裝到位，再上下兩部分同時立起來安裝。前端安裝好以后，再安裝后端的兩根立柱。

（5）安裝龍門架橫桿、斜桿，需采用升降平臺，葫蘆拉起橫桿安裝。龍門架三樓工字梁采用40#工字鋼，焊接需筋板加固。

（6）安裝驗收要求(見表1所示）。

圖3 部件連接示意圖

表1 龍門架安裝驗收要求

2.2 大型設備吊裝實例應用

本次吊裝采用煉膠機臺中重量達34 t的密煉機為實例，進行一個具體應用的案例介紹。

（1）試吊驗證

將放置在一樓的廢舊設備（原重量36 t的減速箱）裝到預制好的托排上。采用滾筒的方式，利用叉車將減速箱拖到龍門架內。根據(jù)減速箱吊耳分布，捆綁牢固減速箱。采用50 t滑輪組，5 t卷揚機配合，將主機吊起離地100 mm，試吊時間為30 min，并檢查龍門架各連接點的受力情況和滑輪組鋼絲繩排布是否均勻。試吊完成后，將減速箱移走。

（2）機臺移位

在平臺上鋪上200 mm×200 mm×2000 mm枕木20條，枕木上方鋪上14 mm鋼板，鋼板上方放上Φ89×10鋼管滾筒。在主機四個角采用千斤頂將其頂起，在設備兩端安裝5 t手拉葫蘆，將其拉到滾筒平臺上。在5 t葫蘆牽引下，移到距離龍門架1 m位置。

（3）機臺吊裝

2個20 t手拉葫蘆起吊主機，5 t手拉葫蘆牽引，50 t滑輪組慢慢將主機移到龍門架中心。在滑輪組承受主機所有重量后，向下吊至地面脫排，做好安全圍閉?？谏谥噶睿阂欢虦蕚?，二短起吊，三短下降，一長停止。搖旗指令：綠旗啟動，紅旗停止。圖4所示為機臺吊裝示意。

圖4 機臺吊裝示意圖

3 龍門架吊裝安全使用注意事項

（1）搭制龍門架的員工必須經(jīng)過培訓，經(jīng)考試合格后持證上崗，嚴禁無證人員上崗操作。操作人員必須按要求正確佩戴安全帽、安全帶，穿防滑膠底鞋。

（2）龍門架首層周圍做封閉處理，螺栓、繩卡、鋼絲繩壓板及其他螺栓，必須緊固可靠。對安裝底盤的砼基礎面及地腳螺栓，進行技術檢查及校正。

（3）明確指揮、統(tǒng)一號令、嚴禁多余指揮，在吊裝過程中卷揚機操作員除對“停機”信號不管是任何人所發(fā)出都得接受外，其他任何信號都只能聽從統(tǒng)一指揮，不得接受他人的指揮信號。

（4）吊裝過程中，要經(jīng)常檢查龍門架的是否有異?，F(xiàn)象，如存在問題應立即停止使用，及時進行修理，確保正常后方可繼續(xù)使用。

（5）吊裝作業(yè)的指揮者要有豐富的指揮經(jīng)驗，指揮手勢或信號要準確清楚，所處位置能使各個起重點都能看得清楚，指揮要舉旗吹哨。

4 結束語

本文通過公司大型煉膠設備采用龍門架吊裝實例，闡述了龍門架在設計制造、安裝拆卸、吊裝步驟、安全注意事項的應用，具有鮮明的實用性和參考價值，為提高設備起重吊裝效率提供較好的參考。