摘要:介紹500 t 全回轉起重機在水工工程中的應用,該新型設備效率高,占用岸線少,對水工工程大型混凝土構件的開發和應用具有顯著效益。
關鍵詞:500 t 全回轉起重機;防波堤;應用
中圖分類號: U655. 2 ;U656. 24 文獻標識碼: B 文章編號: 100429592 (2007) 0220034202
根據天津港發展規劃,為了建造北大港,形成良好的波穩條件,需要建造規模巨大的防波堤及圍堰工程。而天津港地區的海底表層及淺層土為淤泥和淤泥質粘土,土體的物理力學指標較差,當防波堤和圍堰向深水區發展時,常采用大型混凝土構件來提高對水深和軟土地基的適應能力。為滿足大型混凝土構件出運的需要,則應在預制廠碼頭選擇一種可以出運大型構件的新型起重設備。
1 工程概況
天津港防波堤工程主體結構為半圓型結構和箱筒結構,工程包括北防波堤延伸、北圍堰、南防波堤所有堤段。
根據工程需要,新建預制廠位于天津港南疆港區,西臨天津萬利儲存有限公司,北靠工作船碼頭。工程需要預制的半圓體及箱筒數量見表1 。
表1 構件數量及尺寸
此工程工期緊、任務重。根據實際考察,需及時解決幾種構件兼顧出運的大型起重設備。
2 出運設備選擇方案
南疆預制廠除了生產2 種半圓體外,還需預制箱筒型結構。為了能夠兼顧2 種結構型式防波堤構件的出運,本工程對防波堤構件的出運工藝考慮了三種出運方案:方案1 ,采用500 t 浮吊進行作業;方案2 ,在碼頭上安放門座起重機作業;方案3 ,利用500 t 固定全回轉起重機。
方案1 :采用浮吊裝船作業。這種大型浮吊必須從外地調遣,調遣費用及租用臺班費比較高,要完成防波堤工程需2～3 年,船機費很大;再則每次移船換位較多,機動靈活性較差。
方案2 :在碼頭上安放門座起重機。設備造價相對較低,但因占面積較大,并且只能在豎直平面內做變幅運動,裝船過程中要移船,占用海域也較大,使現有碼頭使用率大打折扣。同時,此種起重機不能兼顧拼裝箱筒結構。
方案3 :采用500 t 固定全回轉起重機裝船。該機能夠在360°范圍內旋轉,工作范圍較大,既可以裝船又能兼顧箱筒構件的出運拼裝;機動靈活性好,總體費用一般,且作業時不需要移動船舶,占用岸線短。另外,使用500 t 旋轉吊,安全系數高,比較穩定,土建建設少,相對于門機吊出運構件速度快。
經過比較論證及實際考察,最終選用以500 t固定全回轉旋轉吊為設備的裝船工藝。同時,在新老碼頭交接處布置旋轉吊基礎。
3 選擇工藝設備
國內500 t 固定全回轉旋轉吊有2 種型式:
1) 由電力部鄭州機械設計研究所設計,其整機靠大直徑滾子夾套式回轉支承裝置和反滾輪裝置直接固定在碼頭上,旋轉操作臺離地面很低。
2) 固定全回轉旋轉吊由上海電力建設研究所設計,上海電力機械廠制造,起重機整機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,鋼筒內設有樓梯通往旋轉操作平臺(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,所以構件出運裝船選用了第2 種形式的固定全回轉旋轉吊。
4 500 t 固定全回轉起重機技術參數的確定
1) 技術參數的確定須考慮以下幾種工況條件:①日最高出運構件預計達到20 件,平均日出運12 件,工作級別高,設備工作級別采用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 ;
④考慮到其它用途,設125 t 副鉤;⑤綜合以上幾種工況確定具體參數見表2 。
2) 設備基礎設計荷載500 t 固定吊基礎荷載由上海電力機械廠提供,500 t 固定吊對碼頭面荷載如下:工況1 :工作狀態吊重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 全回轉起重機技術參數
500 t 固定吊基礎位于工作船碼頭與3 000 t 多用途碼頭交界處,根據設計,墩臺沿碼頭方向長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 ,墩臺前沿同其它兩碼頭一致,墩臺為現澆鋼筋混凝土結構,頂高程6. 1m ,底面高程2. 5 m ,基礎由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。天津港南疆預制廠500 t 固定全回轉起重機安裝完畢后,按照驗收標準要求,經過分項試吊,各種工況條件一次試吊成功,設備運行良好。
5 結束語
1) 至2006 年11 月共出運構件約750 件,日最高出運20 件達到預期效果;
2) 在水工工程中應用此種新型起重設備吊裝大型構件尚屬首次,填補了一項空白;
3) 提高了碼頭的綜合利用率,經濟和社會效益顯著。
