基础设施建设工地特殊型式起重机械检验技术-缆索起重机

缆索起重机基础设施建设工地特殊型式起重机械检验技术2009年5月一．状况标准

1.目前在《起重机设计规范》等标准中尚无适用于各行业“缆索起重机”的定义；缆索起重机的定义：以柔性钢索作为大跨距架空支承构件（简称承载索），供悬吊重物的载重小车在承载索上往返运行，具有垂直运输（起升）和远距离水平运输（牵引）功能,用于在较大空间范围内，对货物进行起重、运输和装卸作业。2.TSGQ7009–2007《缆索起重机型式试验细则》；3.国家质检总局正在制定《缆索起重机》国家标准。二．结构形式和种类：1.各类缆索起重机的型式特点缆索起重机在水水电站建设、公路铁路桥梁建设、森林采伐、采矿、堆料场装卸、水下疏浚、港口搬运和渡槽架设等方面都有广泛应用。缆索起重机机型一般按其所属基本类型分类，当然也可按缆机用途（工作级别）分类。【型式试验相关文件中将缆索起重机分为：固定式缆索起重机、摇摆式缆索起重机、平移式缆索起重机和辐射式缆索起重机。】2.基本类型缆索起重机基本类型有多种分法，例如按承载索根数，分为单索、双索及多索缆索起重机，或按工作速度的高低，分为高速缆机、中高速缆机、低速缆索起重机等。但作为一种专用的起重运输设备，缆索起重机的基本特点为随地形而设置，因此一般按承载索两端支点的运动或固定的情况来划分较为常见。根据以上原则，可将缆索起重机分成6种基本类型，以及在这些基本型式的基础上发展出的若干派生或复合型式。前者在一般工程中应用较多，后者应用较少且多用于特殊情况。（1）固定式缆索起重机这种缆索起重机承载索两端支点固定不动，覆盖范围基本上只是一条直线。其支架根据具体情况可采用不同的构造型式，可以是很高的桅杆塔，也可以是刚性架，甚或直接锚固于山体上。由于固定支架不带运行机构，机电设备可安装于一侧地面的机房内，见图1。固定式缆机构造最简单，造价低廉，基础及安装工作量也最少。并且在工地现埸还便于灵活调度，迅速搬迁，从而解决某些临时吊运工作的需要。图1固定式缆索起重机示意图图2固定式缆索起重机示意图（2）摆塔式缆索起重机

这种缆索起重机是固定式缆机的改进型式。承载索通常支承在桅杆式高塔，根部铰支于地面，后侧由固定纤索拉住；顶部则由设于地面上的摆塔绞车通过导向滑轮牵拉，使桅杆塔左、右摆动。一般多为两岸都有摆塔设备，实现两岸同步摆塔，工作覆盖范围为一狭长的矩形。摆塔式缆索起重机示意图（3）平移式缆索起重机

这是在各种缆索起重机中应用最为广泛的型式。其支承承载索的构架带有运行机构，分别在两岸平行的轨道上同步移动。平移式缆机工作的覆盖范围为一矩形，只要加长两岸轨道的长度，便可增大矩形覆盖面的宽度，扩大工作范围。平移式缆机在各种缆机中轨道基础的工程量最大，缆机本身的构造相对比较复杂，造价也较高。平移式式缆索索起重重机示示意图图（4））辐射射式(单弧弧动式式)缆缆索起起重机机这种缆缆索起起重机机型式式相当当于一一半是是固定定式，，一半半是平平移式式。在在一岸岸设有有固定定的支支架，，另一一岸设设弧形形轨道道上运运行的的支承承车，，主要要机电电设备备及机机房一一般设设置在在固定定支架架附近近的地地面上上。辐辐射式式缆机机工作作的复复盖范范围为为一扇扇形，，如图图4所所示。。和平移移式相相比，，辐射射式缆缆机布布置灵灵活性性大、、轨道道基础础工程程量小小、设设备造造价也也相对对低一一些。。辐射式式缆索索起重重机示示意图图（5））双弧弧动式式缆索索起重重机这种缆缆索起起重机机实质质上是是平移移结合合辐射射式的的缆机机，只只不过过主、、副车车分别别在两两岸同同圆心心的轨轨道上上运行行，在在一岸岸布置置较长长的弧弧形轨轨道，，而在在另一一岸布布置较较短的的弧形形轨道道，以以便减减省部部分基基础工工程量量。工工作覆覆盖范范围为为宽的的扇形形。双弧动动式缆缆索起起重机机示意意图（6））索轨轨式缆缆索起起重机机这种缆缆索起起重机机的特特点是是以架架空的的钢索索(称称为轨轨索)来代代替地地面轨轨道，，以支支承承承载索索，并并由安安装于于地面面的绞绞车收收放牵牵引绳绳牵拉拉大车车在轨轨索上上行驶驶。如如在一一岸设设置轨轨索，，而在在对岸岸设置置固定定支架架，可可称之之为单单索轨轨式，，见图图(b)，，其工工作状状况类类似辐辐射式式缆索索起重重机，，覆盖盖范围围接近近一狭狭长梯梯形；；如在在两岸岸均设设轨索索，见见图(a)，则则可称称之为为双索索轨式式，其其工作作状况况类似似平移移式缆缆索起起重机机，覆覆盖范范围接接近矩矩形或或宽梯梯形。。索轨式式缆机机示意意图(a)双索索轨式式(b)单索索轨式式轨索两两端均均由固固定支支架支支承，，免去去构筑筑地面面轨道道基础础工程程，因因而易易于适适应复复杂的的地形形地质质条件件，布布置的的灵活活性较较大，，基础础工程程量小小。索轨式式缆索索起重重机受受轨索索强度度的限限制，，难以以实现现大型型化，，一般般一个个工地地现场场只宜宜布置置一台台。过过去日日本使使用这这种缆缆机较较多，，其最最大技技术参参数大大致为为：额额定起起重量量9.5t,跨跨距300m，，国内内迄今今尚未未使用用过索索轨式式缆索索起重重机。。派生和和复合合类型型H型缆缆机这种缆缆索起起重机机是利利用固固定式式缆机机改造造以扩扩大其其覆盖盖范围围。H型缆缆机的的构造造实际际上相相当于于平行行的两两台固固定式式缆机机，两两机各各其承承载索索、小小车及及工作作绳，，但共共用一一套吊吊钩滑滑轮组组。如如图所所示，，因其其平面面图形形呈H形，，故名名为H型缆缆机。。日本本在1970年年代曾曾生产产过数数台H型缆缆机，，主要要技术术参数数为：：额定定起重重量9.05t，跨跨距504m。。这种种缆机机只宜宜用于于中小小工程程。H型缆缆机示示意图图三．工工程实实例：：路桥建建设施施工用用缆索索起重重机结结构形形式和和特点点：1.固固定式式结构构，地地锚固固定承承载缆缆索；；2.多多承载载缆索索和多多吊点点；3.塔塔式结结构（（万能能拼杆杆拼装装、一一塔多多用途途）；；4.起起吊载载荷因因建筑筑结构构而定定，工工作级级别低低。水利电电力建建设用用缆索索起重重机结结构形形式和和特点点：1.移移动式结构构；2.单单承载缆索索和单吊点点；3.塔塔式或无塔塔等多种结结构；4.起起吊荷载基基本固定（（浇筑混凝凝土用），，工作级别别高。四．设计缆缆索起重机机要考虑的的主要问题题、缆机质质量控制和和安全控制制原则针对缆索起起重机的特特殊性，主主要有：1.缆机机总体部分分：应从工工作频繁程程度、工作作覆盖面和和起吊范围围、现场地地质和地形形条件、土土建施工和和设备安装装的可行性性、土建和和设备投资资等方面综综合确定缆缆机的型式式、跨度、、承载索支支承点高度度、工作速速度等。2.索道道部分：包包括承载索索和工作索索（起升、、牵引）。。空中索道道应合理配配置、避免免相互干扰扰。选择合适的的安全系数数。国内没没有专门针针对缆索起起重机承载载索和工作作绳设计选选取的标准准.3.选选择合适的的工作级别别缆索起重机机用途广泛泛，应根据据具体使用用情况确定定整机和机机构的工作作级别。缆缆机设备造造价与工作作级别有很很大关系。。按照我国起起重机设计计规范GB3811或欧洲洲F.E.M.标准准的规定，，根据一台台缆索起重重机的利用用等级和载载荷状态(载荷谱系系数)的不不同，而确确定整机工工作级别。。根据缆索起起重机所承承担的工作作任务，可可分作3类类：第1类是国国内常用于于大中型水水电工程浇浇筑混凝土土大坝施工工缆机，其其利用级别别为U6(最大起吊吊循环次数数500，，000至至1，000，000次)；；载荷状态态为Q3(重型，经经常起吊额额定载荷)，根据规规范这类缆缆机的工作作级别定为为A7，可可称为““重型缆机机”。承载载索均采用用密闭索；；受力构架架按疲劳强强度设计；；起升机构构和牵引机机构应按工工作级别M7。第2类是兼兼作浇筑混混凝土和吊吊装大件设设备用的缆缆索起重机机，工作级级别可视具具体情况定定为A4～～A5，可可称为“兼兼用型”缆缆机。承载载索一般可可采用密闭闭索；起升升机构和牵牵引机构应应按工作级级别M5。。第3类是主主要用于吊吊装大型构构件的缆索索起重机，，工作级别别可视具体体情况而定定为A1～～A3，可可称为“吊吊装型”缆缆机。这类类缆机主要要要求动作作平稳，可可采用较低低的工作速速度，承载载索可采用用多根螺旋旋索；某些些构造和设设施可适当当简化；起起升机构和和牵引机构构按工作级级别M3。。4.由于于钢索和钢钢材的弹性性模量存在在较大差异异（0.4～0.75），索索道和支架架结构组成成的系统应应是静定结结构。5.缆索索起重机安安装有别于于其他起重重机，安装装状态的载载荷可能和和使用状态态差异很大大，设计时时需要仔细细考虑和核核算。6.缆索索起重机的的架空索道道需要经常常检查（水水电施工缆缆机每天检检查），设设备本身应应具备各种种方便检查查的功能和和附属设施施，否则便便是不完善善甚至不安安全的。7.缆机机常用于峡峡谷、河道道等场地，，架空索道道易遭受雷雷击，防雷雷措施应高高于一般的的起重机。。四．设计、、制造和使使用自缆索起重重机列入国国家特种设设备监督管管理范围以以来，随着着管理力度度的加大，，产品质量量和安全性性能在不断断提高。通通过调研了了解发现仍仍然存在一一些问题：：设计：大型型和特大型型的缆索起起重设备的的设计规范范或基本规规范；中小小型缆索起起重机的设设计不规范范，一些施施工企业根根据自身工工程施工需需要制造拼拼装缆索起起重装置，，根本谈不不上设计，，只能是凭凭经验而已已；制造：。从从全国取得得缆索起重重机制造许许可证的企企业数量上上看，数量量很少，大大型缆索起起重机一般般为正规有有规模的企企业生产，，质量、性性能均能达达到设计和和标准要求求；由于其其使用的特特殊性在线线使用的缆缆索起重机机数量也很很少。缆索索起重机在在基础设施施建设工地地使用的大大型缆索起起重机一般般集中在公公路、铁路路（一般起起吊重量在在几十吨到到几百吨））和水电（（20～30吨）工工地，主要要用于桥梁梁施工吊装装大型构件件和大坝施施工吊装混混凝土。使用：水利利电力在建建设大坝时时大都采用用工作级别别高的高速速缆索起重重机，使用用管理比较较规范，多多年来未发发生重大事事故；公路路铁路在建建设桥梁在在受地理环环境条件限限制时也采采用缆索起起重机，由由于该类设设备的使用用功能比较较复杂，加加之本身设设计、制造造和安装不不规范，易易发生事故故。五．型式试验型式试验只只针对企业业提供的样样机，在样样机型式试试验合格后后发给型式式试验合格格证书，证证书所覆盖盖的是样机机起重量以以下的同类类、同形式式、同系列列的产品。。型式试验主主要项目：：1.性性能试验验（绝缘试试验、空载载试验、额额定 载荷荷试验、静静载试验、、动载试验验等）；2.安安全保护装装置试验；；3.连连续作业业试验；4.结结构强度度试验。存在的一些些问题：1.一一些产品品设计不规规范，未将将GB3811作为为设计依据据；2.整整机抗倾倾覆稳定性性计算中工工况不全；；3.固固定式多多承载索的的缆索起重重机大部分分结构用万万能拼杆组组装而成，，每一台的的结构形式式都有所不不同，给结结构检验检检测以及判判断带来诸诸多不确定定因素；4.安安全保护护装置不完完整，不可可靠；5.电电气系统统保护装置置不完整（（短路及过过流保护、、欠压、过过压和失压压保护、电电源错相与与断相保护护）；六．定期期检验目前暂无无针对通通用、大大型和行行业的缆缆索起重重机技术术标准，，在各行行各业使使用的缆缆索起重重机结构构形式和和种类繁繁多，而而TSGQ7015–2008《《起重机机械定期期检验规规则》是是一部通通用规则则，单靠靠一项检检验规则则对一种种起重机机机形进进行质量量和安全全把关是是远远不不够的，，各地检检验机构构还需依依据相关关技术标标准充实实补充桅桅杆起重重机检验验的特殊殊要求，，确保检检验的完完整性和和有效性性。起重机定定期检验验规则对对桅杆起起重机的的检验项项目（2年一次次）：B1技术文件件审查B2作业环境境和外观观检查B3司机室检检查B4金属结构构检查（（结构无无变形、、焊缝无无开裂、、连接无无松动））B5轨道检查查B6零部件检检查（吊吊具、钢钢丝绳及及固定、、滑轮、、导绳器器）B7电气与控控制系统统检查（（控制功功能、绝绝缘、接接地、短短路保护护、失压压失电保保护、零零位保护护、过流流过载保保护、错错相保护护、正反反相接触触器故障障保护，，控制电电源、照照明安全全电源、、信号指指示）B8液压系统统检查B9安全保护护和防护护装置检检查（制制动器、、超速保保护装置置、起升升高度限限位器，，起重量量限制器器，防风风防滑装装置，缓缓冲器和和止挡装装置，应应急断电电开关、、扫轨板板、偏斜斜显示器器、风速速仪、防防护罩））B10空载试验验和额定定载荷试试验。缆索起重重机顾名名思义是是以柔性性钢索作作为大跨跨距架空空支承构构件，靠靠其承载载运输重重物，因因此在型型式试验验和定期期检验时时缆索系系统均为为检测的的重点（（缆索的的连接及及可靠性性、缆索索的受力力状态等等）。在在固定式式移动式式缆索起起重机在在有不少少为塔式式结构，，其稳定定性和强强度是整整机安全全的基础础，结构构的检验验是缆索索起重机机检验的的另一项项重点。。大型缆索索起重机机定期检检验应注注意的问问题：1.被被检检设备与与取证机机形进行行对比核核实（《《起重设设备定期期检验规规则》第第十二条条规定首首检起重重机械应应当提供供：（二二）制造造许可证证或型式式试验备备案许可可证明。。除此之之外还