大型桥式起重机安装工法

大型桥式起重机安装工法完成单位:中国一冶机电公司完成人员:周汉生、刘熬明、马秉俊、徐军、陈柏超1．前言行车（桥式起重机）是工业厂房内主要起重设备，也是工程施工中经常安装的特种设备。目前，行车吊装一般使用自行式吊车安装作业，行车规格越大，安装位置越高，所使用的吊装机械的规格也就越大，这样，施工成本随之增大，吊装及安装过程中安全风险也逐渐增高。中国一冶集团机电公司通过多次研究、应用、改进，在大型桥式起重机吊装及安装技术方面取得了一系列成果，其中“大型桥式起重机安装技术研究与应用”在中冶集团成果评审中鉴定为国内领先。同时形成了大型桥式起重机安装施工工法，获得了湖北省级工法（HBGF346-2012），通过了5项专利的受理：梁吊法安装桥式起重机的方法和该方法用途（发明专利号201110139850.6）、梁吊法吊装桥式起重机的专用吊具（实用新型专利号201120173807.7）、起重机具钢丝绳安装与应力消除装置（实用新型专利号201120173819.X）、可调式活动行车鞍座（实用新型专利号201220562341.4）、用于桥式起重机的吊装装置（实用新型专利号201220666743.9），其中获得授权2项。由于在新建桥式起重机安装以及检修拆换等方面效果明显，技术先进可靠，故有较强的经济效益、社会效益及推广价值。2．工法特点2.0.1利用厂房屋面大梁作为承载吊点，并设计相应吊具，配合两台卷扬机共同完成吊装任务，节省大型吊车机械费用。2.0.2采用一根钢丝绳通过平衡轮连接两台卷扬机和多套滑轮组，形成一套平衡吊装系统，完成行车梁、小车等部件吊装，保证了施工过程的平稳、安全。2.0.3设计并使用新的行车梁组对技术及装置，提高了行车大梁与端梁的组对效率，降低高空作业安全风险。2.0.4研究设计了行车卷筒上钢丝绳安装过程的应力消除技术，提高了行车钢丝绳安装速度，减少钢丝绳磨损，延长使用寿命，避免钢丝绳受到污染。3．适用范围新旧厂房内各类规格行车吊装、安装、改造（检修、拆换）等任务，也可用于厂房内其它设备安装。4．工艺原理利用预先设计或加固的的厂房屋面大梁作为承载支撑，在大梁底部设置吊点，在吊点下方设置两套滑轮组，动滑轮通过吊具装置与被吊行车连接；在屋面大梁和厂房立柱上设置多台导向单滑轮，在地面适当位置设置两台卷扬机，通过一根钢丝绳连接，同时启动两台卷扬机，行车部件被提升至安装位置，调整方位后即可就位。在承轨梁走行轨道上设置可调节支座，大梁和端梁通过可调节支座上下升降调整对中并安装。卷筒钢丝绳安装前，将钢丝绳悬起，使其自由旋转完成钢丝绳安装。5．施工工艺流程及操作步骤5.1施工工艺流程材料进场工机具进场承重梁、吊点及卷扬机设置材料进场工机具进场承重梁、吊点及卷扬机设置吊具设计制作吊具设计制作行车设备进场场地清理滑轮、钢丝绳连接设置行车设备进场场地清理滑轮、钢丝绳连接设置行车小件地面组装行车小件地面组装桥架吊装桥架吊装桥架组对、安装桥架组对、安装小车安装小车安装钢丝绳及吊钩安装钢丝绳及吊钩安装图5.1行车安装施工工艺流程图5.2操作步骤5.2.1承重梁、吊点及卷扬机设置5.2.1.1承重梁设置：吊装用承重梁利用屋面梁，厂房屋面设计为桁架形式的，在安装屋面前，通过与设计单位和业主沟通，将厂房屋面大梁选一品桁架更改为承重梁设计，承重梁满足行车最大单件起重量的要求，并校核计算。图5.2.1-1承重梁吊点设置1-承重梁；2-筋板；3-卡环；4-多轮滑轮组；5-下吊具；5.2.1.2吊点设置吊点设置在承重梁中部，在承重梁腹板两侧对称设置筋板，焊接牢固。筋板上端宽度与上翼缘板平齐，下端宽度比下翼缘板宽，并在筋板下端各开一个孔，作为吊点吊耳，两吊耳间距与吊具吊耳间距一致。将吊装总载荷设定为G，则使用起重量大于G/2的卡环将滑轮组与吊耳连接起来。在两定滑轮中间、承重梁下翼缘板下方焊接一个吊耳，设置一台单滑轮作平衡轮。（见图5.2.1-1）5.2.1.3卷扬机设置卷扬机是行车吊装使用的主要起重机械，卷扬机规格根据所吊行车最大起重量确定。卷扬机共需布置两台，为保证吊装过程中动作同步，要求这两台卷扬机型号规格一致。卷扬机一般布置在与承重梁连接厂房柱的相邻柱脚，并与柱脚连接牢固。为便于一人同时操作两台卷扬机，确保两台卷扬机工作时同步效果达到最佳，将其中一台卷扬机操作手柄从一边拆装到另一边，这样一个人可同时控制两台卷扬机。经过调试与模拟试验，一个人同时控制两台卷扬机，提高了两台卷扬机操作同步性及稳定性。5.2.2吊具设计制作吊具体使用钢板拼装、制作，吊具吊钩可以利用吊车吊钩及其旋转轴承部分，吊具体采用钢板焊接制造成可并排挂2套多轮滑轮组的结构。吊具设计图见5.2.2。由于钢丝绳穿过两套多轮滑轮组后，摩擦力较大。吊具自重较轻，无法克服摩擦力，在吊具上设置可挂设配重的吊点，便于空钩顺畅、快速的回钩。图5.2.2吊具1-吊耳；2-吊具体；3-吊钩；5.2.3滑轮、钢丝绳连接设置5.2.3.1滑轮布置承重梁吊点吊耳连接两组定滑轮，吊具吊耳连接两组动滑轮，承重梁及厂房柱设置的其它各吊耳均挂设导向滑轮。5.2.3.2钢丝绳连接设置钢丝绳连接是本吊装工艺中的重点，也是整套系统的关键技术，从吊装的稳定性及安全性考虑，对钢丝绳走向设置及连接进行了研究，提出了使用一根钢丝绳连接两台卷扬机与两套滑轮组的方法，同时设计了平衡轮装置，使得左右两侧滑轮组同步运行中能够自动调节。钢丝绳连接方式见图5.2.3。图5.2.3钢丝绳连接方法1-卷扬机1；2-卷烟机2；3-滑轮组1；4-平衡轮装置；5-滑轮组2；6-钢丝绳；钢丝绳从卷扬机1输出，通过厂房柱及承重梁导向滑轮进入滑轮组1，穿完滑轮组1后，通过平衡轮装置进入滑轮组2，穿完滑轮组2后，通过导向滑轮进入卷扬机2，构成整个吊装系统。5.2.4行车小件地面组装大中型桥式起重机由于单件体积、重量大，长途运输不便等原因会散装运输到现场。现场在地面对单片梁上的行走机构、楼梯、平台、隔热板进行组装，并对连接点打磨处理等，行车主、副小车的卷筒、减速机等在地面组装，可有效减少高空作业和吊装次数。5.2.5桥架吊装（1）桥式起重机桥架吊装顺序如下：主梁→端梁→副梁→主梁。（2）在地面把行走机构、平台、梯子、隔热板等附件与主梁组装好。（3）主梁两端拴上牵引绳，使用设置好的吊装系统进行主梁吊装。吊装时一个人同时操作两台卷扬机，听从指挥；各点挂设的滑轮、吊点安排专人监控。主梁起升到承轨梁下方接近承轨梁后通过牵引绳拉动旋转，避开承轨梁，待起吊到承重梁上方后主梁回转，操纵卷扬机回钩，主梁缓慢落位。主梁落位后，通过可调式活动鞍座（图5.2.6）将主梁支撑稳定，再把主梁拉离吊装位，准备下一件吊装。（4）副梁附件在地面组装好，副梁吊装方法与主梁吊装相同，吊装到位后把主梁拉回，与副梁对接，然后再整体拉离吊装位。把两片端梁分别吊到位与副梁进行连接，然后重复副梁与主梁的吊装过程，使主梁、副梁、端梁连接成一体，形成整体桥架。（5）在吊装带有驾驶室的主梁时，采用这种方法安装：当主梁缓慢起升到驾驶室顶部高度，在主梁上挂设手拉葫芦把驾驶室吊起与主梁进行组装，待组装完成后再整体吊装到位，这种方法可避免高空安装驾驶室，有效减小高空作业风险。5.2.6桥架组对、安装（1）根据行车桥架主梁组对特点及要求，在承轨梁轨道上设置可调节活动鞍座，该装置如图5.2.6：图5.2.6可调式活动鞍座1-底板；2-滚轮；3-轮轴；4-销轴；5-滚轮调节螺母；6-承载板；7-支柱；8-螺母；9-定位块；将行车端梁放置在图5.2.6所示的活动鞍座的承载板上，通过调节螺柱，使端梁与主梁高强螺栓连接孔快速对齐，便于快速安装高强螺栓。该技术可以解决以下问题：A、避免了在行车本体上施焊，避免设备表面的损伤，减少大梁在轨道上移动时的阻力，加快了移动速度。B、解决了精制螺栓对孔时需要上下多次调整的问题，便于对接，提高了对孔效率。C、降低了劳动强度与作业时间，有效减小了高空作业安全风险。5.2.7小车安装（1）行车主、副小车需要组装的部件预先在地面组装好，并符合设备技术文件及规范要求。（2）主、副小车吊装前，核定桥架上面小车轨道离承重梁吊点的最大起升距离，通过计算确定吊装小车所需要的钢丝绳长度。（3）把行车桥架拉离吊装位，使用设置的卷扬机吊装系统分别吊装主、副小车，起吊高度超过桥架轨道时，再把行车桥架拖回至小车下方，通过卷扬机控制小车缓慢下落就位。5.2.8钢丝绳及吊钩安装（1）钢丝绳一般成卷供货，安装前计算钢丝绳长度，适当截取。（2）钢丝绳及吊钩安装是用小卷扬机牵引绳头，通过穿绕定滑轮及动滑轮（吊钩），然后把绳头固定在卷筒上。安装在卷筒上的钢丝绳数量多，需要将其均匀、紧密的排列到行车主、副小车卷筒上，以往安装钢丝绳时，需要预先将一大块地面清扫干净，以免钢丝绳上的油粘上杂物而受到污染。然后将钢丝绳摊开，消除其自身应力，再安装。用这样的方法安装钢丝绳，效率低，所需工作面大，且钢丝绳摊开后应力无法完全消除，导致安装至卷筒上的钢丝绳不易紧密、整齐、均匀排列，工作时对滑轮轮槽、钢丝绳磨损较大，严重时吊钩打转，形成自锁，不能正常工作。（3）针对传统安装工艺弊端，研究了钢丝绳安装时应力消除技术，设计了应力消除装置（图5.2.8），该装置由吊杆、拉杆、托盘组成。钢丝绳穿绕前，把钢丝绳放置在托盘上，将该装置吊起，使其悬空。穿绕时，钢丝绳通过应力消除装置自由旋转，应力完全消除。该技术有效解决了传统安装工艺弊端。图5.2.8钢丝绳应力消除装置1-吊杆；2-拉杆；3-托盘；5.2.9劳动力组织施工所需劳动力计划见表5.2.9。表5.2.9劳动力配置表序号工种人数备注1钳工（需持证上岗岗）4行车设备地面组装装，高空安装装2起重工（需持证上上岗）8起重机具设置、设设备吊装3火焊工（需持证上上岗）1配合钳工、起重工工作业4电焊工（需持证上上岗）2配合钳工、起重工工作业5电工（需持证上岗岗）1用电机具电源和照照明电源6辅助工6配合班组作业7管理（含安全、质质量）4协调现场施工8后勤1负责后勤保障9合计276．材料与设备6.0.1所用材料见表6.0.1。表6.0.1材料配置表序号名称型号材质单位数量备注1钢板δ=40mmQ235kg800制作吊耳、吊具等等工具2钢板δ=30mmQ235kg5003角钢Q235m若干4其他常用材料Q235kg若干支架和检修辅料6.0.2需用机具配备见表6.0.2。表6.0.2机具配置表序号名称型号单位数量备注1水准仪台12经纬仪台13交流焊机BX3－500、38KVAA台2吊点焊接，吊具制制作4卷扬机10T台2主体吊装5卷扬机1T、3T台各1台6单滑轮16T台17单滑轮1OT台148滑轮组6X6，60T个69千斤顶10T、100TT台各2台设备安装10卡环60T个411卡环32T个412卡环16T个113卡环10T个1414卡环1T—5T个若干15手拉葫芦10T台216手拉葫芦5T台417手拉葫芦1T—3T台若干18钢丝绳Ф26mm米110010T卷扬机19钢丝绳Ф16mm米1503T卷扬机20钢丝绳Ф10mm米1001T卷扬机21钢丝绳Ф38mm米80主吊绳22钢丝绳常用米若干23扭力扳手常用把4高强螺栓安装24盘尺50m把125拉力计常用个17．质量控制7.0.1质量控制应符合《机械设备安装工程施工及验收通用规范》GB50231-2009及《起重设备安装工程施工及验收规范》GB50278-2010要求，行车安装偏差要求见表7.0.1。表7.0.1行车安装偏差检查项目组装桥架自检查名称及代号极限偏差（mm）检测方法主梁上拱度F+0.4F—0.1F水准仪检测对角线L1、L22的相对差︱L1—L2︱正轨箱形梁5拉力计、盘尺配合合测量偏轨箱形梁、单腹腹板和桁架梁梁10小车轨距K正轨箱形梁跨端±2拉力计、盘尺配合合测量跨中S≤19.5m+5～+1S＞19.5m+7～+1偏轨箱形梁、单腹腹板梁、半偏偏轨箱形梁、桁桁架梁±3同截面上小车轨道道高低差CK≤2.0m3水准仪测量2m＜K≤6..6m0.0015KK＞6.6m10主梁旁弯度f正跨箱形梁Sz/2000经纬仪、尺配合测测量偏轨箱形梁、单腹腹板和桁架梁梁S≤19.5m5S＞19.5m87.0.2吊装前必须校核屋面承重梁，必要时做加固处理。各类吊耳、吊具制作等，应经过受力计算，满足施工环境及承载要求。7.0.3严格按照项目管理和组织施工。做好技术交底及各项施工准备工作。7.0.4所有计量器具均应检定合格后方可使用。7.0.5每道工序必须经过检验合格后方可进行下道工序施工，不合格工序必须返工，合格后才能转入下道工序。7.0.6行车装配件按照要求进行清洗，不能及时安装的必须进行覆盖遮挡。7.0.7高强螺栓安装顺序及紧固力矩符合设备技术文件要求，高强螺栓安装方法必须符合规范要求。8．安全措施8.0.1建立安全生产责任制，成立安全领导小组，明确各级人员的职责，抓好工程的安全生产。8.0.2施工期做好班组安全技术交底，严格按交底内容准备、实施。8.0.3吊装区域设置安全警示绳，非施工人员禁止进入吊装区域；吊物下严禁穿行。8.0.4钳工、起重工、焊工、电工等特种作业人员应持建设部所发特殊工种操作证上岗。8.0.5各类吊耳、吊具制作等，应经过受力计算，吊耳和临时平台、支撑的焊接牢固可靠，满足施工环境及承载要求。8.0.6卷扬机设置的位置视野开阔，固定牢靠。卷扬机离第一个导向滑轮距离是卷筒长度的10—15倍，钢丝绳走向通畅。8.0.7在吊装前，要认真仔细的检查所有使用的钢丝绳、手动葫芦、卡环、吊具等吊装设备、机具的安全可靠性，清洗加油，严禁使用有缺陷或无商标的吊具、吊索等。8.0.8吊装时专人指挥，手势、哨音、话语清晰明确，通讯保持畅通。8.0.9起吊前及起吊过程中，必须有安全员跟班检查确认，吊物下严禁站人或堆放设备和机具。8.0.10与业主操作人员协商好，严格听从指挥，禁止擅自操作。8.0.11注重个人防护，做好“三穿一戴”。8.0.12动火前注意及时办理动火证，并配备消防器材，氧气瓶与乙炔瓶隔离存放，严格保证氧气瓶不沾染油脂、乙炔发生器有防止回火的安全装置。8.0.13施工现场的临时用电严格按照《施工现场临时用电安全技术规范》的有关规范规定执行。8.0.14建立完善的施工安全保证体系，加强施工作业中的安全检查，确保作业标准化、规范化。9．文明施工及环保措施9.0.1施工场地和作业限制在组织设计允许的范围内，施工机具合理布置、行车设备摆放整齐。规范围挡，做到标牌清楚、齐全，各种标识醒目，施工场地整洁文明。9.0.2现场机具、材料归堆管理，摆放整齐，挂标示牌。9.0.3每天下班前打扫施工现场，做好防尘措施，机具入库。9.0.4含油手套、破布和施工边角料、建筑垃圾等不乱扔乱放，分类集中处理，做到谁施工谁负责，始终保持设备、场地清洁,使业主满意。9.0.5设备清洗用油及润滑油按要求施工，不得随意遗洒到设备及地面。10．效益分析经济效益：改变以往使用双机（汽车吊或履带吊）安装行车的方法，创新使用了多项技术。对行车安装的安全性、准确性、安装效率等方面均有了本质的提高。可有效避免双机抬吊带来的不稳定安全风险；实施过程对其他工序施工影响小，同时缩短施工工期。形成的多套自主知识产权装置重复使用率高，且不受工程施工场地、作业空间影响。以近几年的行车安装工程进行成本分析，平均每台行车机械费用可节省约18万元，节省工期人工成本约10.8万元（检修改造工程），那么平均一台行车节省成本近29万元。同时，所用的各类机具（自主知识产权）可