CN102234071B

CN102234071B - 一种浮吊千斤柱系统平地滑移工艺

Info

Publication number: CN102234071B
Application number: CN 201010160470
Authority: CN
Inventors: 王建龙; 刘红梅
Original assignee: Huatai (nantong) Shipping Co Ltd
Current assignee: Huatai (nantong) Shipping Co Ltd
Priority date: 2010-04-30
Filing date: 2010-04-30
Publication date: 2013-01-02
Anticipated expiration: 2030-04-30
Also published as: CN102234071A

Abstract

本发明公开了一种浮吊千斤柱系统平地滑移工艺，主要为千斤柱系统不能直接在码头区大合拢，而合拢后必须在码头吊装特别设计的一种大件平地滑移工艺。所述千斤柱系统滑移的主要部件为副杆，其特征在于步骤如下：选择两条移动轴线，为使副杆受力分布均衡，这两条轴线分别为副杆顶横梁和底横梁；再在两条轴线的副杆下方设置搁墩，搁墩下的移动路线全长范围内设置双层钢板，钢板间涂以润滑油以减轻摩擦力；然后在轴线末端靠近江边码头处设置地锚总根；最后以卷扬机为牵引动力，以油泵为辅助顶推动力，对副杆进行牵引和顶推滑移。

Description

一种浮吊千斤柱系统平地滑移工艺

技术领域

本发明涉及一种千吨以上大件平地滑移技术，具体涉及一种2500t浮吊千斤柱系统因不能在码头区大合拢，但必须在码头吊运而设计的平地滑移工艺。

背景技术

不管是船还是大型钢结构目前的滑移主要是在有坡度的情况下自上而下滑移的，对大合拢的场地只能选择在特定的区域。这种技术的使用比较有局限性，大合拢场地使用不灵活，几个工程不能交叉同时施工，导致工期。

发明内容

本发明的主要任务在于提供一种浮吊千斤柱系统平地滑移工艺，具体涉及一种使千斤柱系统大合拢的制作不仅仅局限于码头区域，可利用其余场地，使工期相冲突的产品两不误。

为了解决以上技术问题，本发明的一种浮吊千斤柱系统平地滑移工艺。所述千斤柱系统滑移的主要部件为副杆，其特征在于步骤如下：选择两条移动轴线，为使副杆受力分布均衡，这两条轴线分别为副杆顶横梁和底横梁；再在两条轴线的副杆下方设置搁墩，搁墩下的移动路线全长范围内设置双层钢板，钢板间涂以润滑油以减轻摩擦力；然后在轴线末端靠近江边码头处设置地锚总根；最后以卷扬机为牵引动力，以油泵为辅助顶推动力，对副杆进行牵引和顶推滑移。

进一步地，所述滑移的摩擦系数为0.06-0.2。

进一步地，所述滑移的摩擦系数优选为0.2。

进一步地，所述滑移路线选择以副杆结构的顶横梁和底横梁作为副杆滑移的支撑线，这两根支撑线完全平行，且这两根支撑线及其向江边码头的自然延伸线即是副杆滑移的两根中轴线；据其所处方位分别称为南轴线和北轴线。

进一步地，在副杆顶横梁和底横梁相应的北轴线和南轴线上设置搁墩，副杆即搁置其上。

进一步地，在所述南北轴线两端分别设置100t级牵引拉耳和100t级顶推支座。

进一步地，所述搁墩的布置为将若干个搁墩捆绑在一起或预制组合墩，以每条轴线18个搁墩，进行成组布置，具体为：将每4个新制强力搁墩为一个组合布置在轴线首尾端，其余每条轴线还有10个搁墩，以每个组合5个搁墩为宜进行布置。

进一步地，在所述轴线首端的搁墩组合的首部，第一搁墩底板上设置100t级牵引拉耳。

进一步地，在所述轴线首端的搁墩组合的末端搁墩附设顶推支座。

本发明的优点在于：采用上述工艺，使大合拢场地选择面较广，不仅仅局限于某个特定区域。当几个工程施工日期、施工场地有冲突时不会因场地的原因而受影响。

附图说明

图1为本发明的副杆滑移方案示意图；

图2为图1中沿A-A线剖视图；

图3为2500t浮吊副杆与两个钢沉井节段同时施工场地布置示意图；

图4为副杆滑移路线图；

图5为路基找平布置图；

图6为路基钢板及止偏角钢布置图。

具体实施方式

本发明的工艺主要应用在几个工程同时施工，场地偏小，场地使用有局限性使工作面不能展开的情况下实现例：千斤柱系统从A地到B地的平地滑移工艺。具体以以下实施例具体说明：

实施例：

承制的2500吨浮吊千斤柱系统，起吊重量约1100吨，原计划放在江边码头区域总装，并租用1300吨浮吊船吊运上船安装，时间定在三月中下旬。

在此同时，又承制了另一重大产品是合福铁路铜陵长江大桥3#墩钢沉井。该钢沉井按要求分为大节进行工厂制作，然后分节驳运到施工现场进行水上合拢。钢沉井单节重量700～1000吨，占地面积38m×62m，也必须要放在码头区域进行施工，码头区域施工日期为2月底至5月初。

由于上述两大产品施工场地根据施工进度要求发生严重冲突，经研究，决定采用两不误的施工日期和施工场地安排，即首先在和码头区域相连接的3#平台上，留足两节钢沉井制作场地后的范围内进行2500t浮吊千斤柱系统的总装施工，而码头区域则进行两节钢沉井的平行作业，待两节钢沉井完工并吊运出厂后，立即进行千斤柱的滑移工作，拖运到位后完成系统其余构件和设备安装，再吊运上2500t浮吊船。

以下是根据上述情况作出的滑移方案：

1、选择两条移动轴线，为使副杆受力分布均衡，这两条轴线分别为副杆顶横梁1和底横梁2。

2、在两条轴线的副杆下方设置搁墩3，搁墩3下的移动路线全长范围内设置双层钢板4，钢板间涂以润滑油以减轻摩擦力。

3、在轴线末端靠近江边码头处设置地锚总根5。

4、以卷扬机为牵引动力，以油泵为辅助顶推动力，对副杆进行牵引和顶推滑移。

以上所述的副杆滑移方案示意图见附图1。

确定了上述总体思路后，接下来要确定以下内容：

(1)定滑移重量；

(2)择摩擦系数；

(3)移路线；

(4)移设备及工装；

(5)移搁墩布置及与副杆间的连接形式；

(6)制搁墩使用材料及结构形式；

(7)300t级特大型旋转支点搁墩的设计与制作。

经过开题研讨及随后的多次课题活动，对各课题均已得出明确结论，以下将分别作解题阐述。

(1)滑移重量及牵引力

千斤柱系统包括副杆795t，拉杆172t，总吊耳板及其加强13.5t，扶梯平台30.2t，部分滑轮架50t，总重约888.7t。

千斤柱系统必须参与滑移的主体为副杆795t，已装焊于其上的总吊耳板及其加强13.5t，角钢搁墩20个约14.42t，新制球扁钢搁墩16个约19.41t，搁墩组合加强材约6.86t，模板材料约2.91t，滑移钢板约4t，两只100t级拉耳约0.84t，总共滑移重为约857t。

根据滑移物重量857t及选定的摩擦系数0.2，可知滑移时所需牵引力为857×0.2＝171.4(t)。

这样一个重量，不管是从理论还是实践，一定能够顺利滑移和顶推到位。

(2)摩擦系数

摩擦系数无疑是本课题最关键的数据，但无经验数据可资借鉴。

《中国机械设计手册》提供的钢与钢之间静摩擦系数无润滑剂条件下为0.15，有润滑剂条件下为0.10～0.12；动摩擦系数无润滑剂为0.15，有润滑剂为0.05～0.10。

《起重工知识手册》提供的钢与钢之间的摩擦系数为干燥条件下为0.12～0.40，润滑条件下为0.06～0.25，而且注明压力小时取小值，压力大时取大值。这一摩擦系数应该被认为是动摩擦系数，因为从起重工操作层面来说，不可能讨论力学概念下的静摩擦问题。

为了验证和确定摩擦系数，专业人士进行了一次钢板对钢板的滑移摩擦试验，得出的数据是0.06；这一试验数据虽然得到了大家认同，但是经过了解其试验状态，试验状态与实际情况相差甚远。

(1)摩擦面压强不可比。虽然纯力学研究意义上的摩擦系数与摩擦面积无关，但从起重工知识上的“压力大时取大值”这一条来说，则说明摩擦系数与摩擦面承压的压强正相关。试验状态是两块压铁约20t，与滑移钢板接触面积约5m²，压强为4t/m²。而实际上搁墩底盘面积为1m²，承力为20t～40t，压强为试验状态下的5～10倍。

(2)滑移距离不可比。试验时的滑移距离仅数十公分，而实际上的滑移距离是数十公尺，相差数以百倍计。

经集体讨论，大家认为应对滑移试验进行重新设计：

(1)移钢板上的承压面积应控制在1m²左右。

(2)移重量应增加到30t左右。

(3)移距离应在1m²左右范围内反复进行。

(4)验应在仅涂润滑机油而无牛油状态下进行。

第二次摩擦试验除上述第4条因牛油已经涂好而无法做到外，其余均按照预先设计好的条件进行。试验结果，每次移动距离约1m，摩擦系数第一次约0.05，第二次约0.10，第三次和第四次在0.06和0.07之间。最后大家一致确认，本次试验得到的钢板与钢板之间润滑状态下的动摩擦系数为0.10。

对上述试验结果进行定性分析，为什么最大摩擦系数出现在第二次？这一结果印证了一个设想：牛油作为补充润滑剂，是有一定厚度的，第一次牵引实际上是在牛油上面滑行的，第二次牵引是在牛油被摩擦掉或部分摩擦掉的情况下滑移的。由于重物下的滑移钢板两端聚集了大量牛油，在第三次及其以后滑移过程中，这些牛油在压力下又对滑移区域进行了润滑涂抹，所以形成如此不同的试验结果。

实际操作中的摩擦系数到底取多大为宜？经过多次试验，大家一致认为取0.2，其理由如下：

(1)实际滑移时的路基、工装、设备状况较试验状态复杂得多，可能还要应付突发状况。

(2)试验状态下牛油起了重要作用，实际滑移未启动时，每条轴线18个搁墩下的滑动钢板都有牛油，将经过的路基钢板上也涂满了机油和牛油。但是，只要滑移一起动，牵头的第一只搁墩就会将其经过处的绝大部分牛油摩擦掉，随着第二，第三，……，第N只搁墩经过，不仅牛油被全部摩擦掉，连润滑机油也要被摩擦掉，从而使部分搁墩区域的滑动钢板与路基钢板之间处于干燥摩擦状态，从而使摩擦力增大，滑移所需牵引力上升。

(3)滑移路线及工装设备布置

首先，场地布置：

2500t浮吊副杆与两个钢沉井节段同时施工场地布置见附图2，2500t浮吊副杆的位置6为远离码头的位置，两个钢沉井节段的施工位置7为在码头。

其中钢沉井在码头区域建造，沿江边平行于防汛墙布置，离防汛墙约50m以内范围均属其建造场地；离防汛墙约100m以内其余3#平台则属2500t浮吊副杆总装场地。

然后确定副杆滑移路线，副杆滑移路线见附图3：

(1)选择副杆结构的上横梁1和下横梁2作为副杆滑移的支撑线，这两根支撑线完全平行，相距26914.5mm。这两根支撑线及其向江边的自然延伸线即是副杆滑移的两根中轴线，据其所处方位分别称为南轴线9和北轴线8。

(2)在两根中轴线上距防汛墙约5m处，分别设置100t级地锚预埋板。

(3)由于地锚位置的限制，不能太靠近码头；副杆的滑移过程要分“两步走”：卷扬机拖移约83m，油泵顶推移动约5.3m。

(4)、滑移路基及其找平，路基找平布置图见附图4：

①滑移路基即指中轴线两侧各一定范围内的通道，目前现存的路基就是无预埋件的3#平台和有预埋件的码头区域。

②现存路基无论从宏观还是微观上看都是不平的，近千吨的重物在其上滑行，可能会产生爬坡现象而要求增大牵引力，形成滑移困难甚至不能移动；也有可能产生侧向滑移甚至滑出规定路线。

③从上所述可知，对滑移通道上的路基进行找平是必不可少的。

④可以对南、北两条轴线分别进行找平。找平范围为滑移通道全长，中轴线两侧各1.1m范围以内。

⑤路基找平既可以用浇水泥的办法也可以用铺石子的办法。浇水泥对平台和码头平时的使用有影响，要浇要拆成本相对较大，因此拟选用铺石子的办法。

⑥路基找平材料为碎石或“瓜子片”10。如用瓜子片，对通道覆盖的最小厚度为10mm；如用碎石，对通道覆盖厚度不小于碎石直径的3倍。因为是手工操作拂平，如有困难，可在瓜子片或碎石上铺上黄沙。

(5)、路基钢板及止偏角钢

①平后的路基必须铺上路基钢板11；

②基钢板厚度δ≥16mm，宽度≥1.8m；

③一条中轴线上的路基钢板11必须等厚；

④基钢板11的对接缝不留间隙，不允许有板边差。

⑤基钢板11对接缝采用间断焊形式，每焊100mm空出200mm，焊缝深度不小于8mm，不得高出母材表面。

⑥基钢板11不需与路基进行连接固定，因为路基已经找平，钢板与碎石间的摩擦系数在0.36～0.39，大于钢板与钢板间的润滑摩擦系数，本案选定为0.2，且是内力作用，因此在滑移过程中，路基钢板11与路基之间不会产生相对位移。

⑦防止副杆在滑移过程中产生侧滑而偏离滑移路线，拟在路基钢板11上沿滑移方向设置止偏角钢12。

⑧条轴线上是设置一条还是两条止偏角钢12？根据直观分析，由于滑移中的副杆是一个刚性整体，当一条轴线上控制某一方向，向南或向北侧滑的止偏角钢发挥作用阻止副杆滑出规定路线时，整个副杆都不会偏离滑移路线。因此决定每条轴线只设立一条止偏角钢12。

⑨偏角钢12纵向位置为南轴线偏北二分之一滑移钢板宽+20mm处，北轴线偏南二分之一滑板宽+20mm处，距终点10m左右范围内不布置止偏角钢12(顶推滑移转向区域)。

⑩偏角钢12材料为L100×10等边角钢，与路基钢板11间采用角肢侧单面间断焊，焊缝长100mm空500mm，焊脚长度6mm。

(11)路基钢板11及止偏角钢12布置见附图5。

(6)、搁墩的设计与布置

①在副杆顶横梁1和底横梁2相应的北轴线8和南轴线9上设置搁墩3，副杆即搁置其上。

②据副杆结构重量约800t计，北轴线8承重较大，近500t；南轴线9约300多吨，所以搁墩3承力核算以北轴线8为基础来分析。

③如果沿轴线布置18个搁墩，每个搁墩承重约30t。但轴线的两端则要超过这一数值，达40t以上。为此决定做以下搁墩3。

④搁墩3的材料，尽量利用公司库存余料以降低成本。其尺寸和现存搁墩相同，即1m×1m×1.8m；其底板为60mmφ1240余料，一方面是为了对地面压力均匀，减轻对润滑剂的挤括作用，另一方面则是为了承受100t级拉耳和支座的集中力。搁墩的主要材料为球扁钢，承压力为50t。

⑤搁墩的布置，可以在受力集中的轴线两端成组，其余单个，也可以全部成组布置。分析两种布置方式的特点后还是决定全部成组布置。成组的优势有两方面，一是将4个或5个墩子捆绑在一起，提高了搁墩对局部超负荷的抵抗力；二是预先制成组合墩，布置可以快捷。

⑥根据每条轴线18个搁墩的受力要求，和轴线的首、尾端受力较大的重力分布规律，决定将每4个新制搁墩为一个组合布置在轴线首尾端，分别称为A型搁墩组合和B型搁墩组合；其余每条轴线还有10个搁墩，以每个组合5个搁墩为宜，称为B型搁墩组合和C型搁墩组合。

⑦A型搁墩组合的首部第一搁墩底板上设置100t级牵引拉耳。

⑧B型搁墩组合的末端搁墩附设顶推支座，应其对应的油泵支座

(7)、副杆与搁墩的连接

①副杆与搁墩通过模板形式连接。

②模板设置于每个搁墩的纵向两侧，呈间断布置以便焊接。但是每组搁墩的首、尾端要设置横向模板。

③模板高度约0.3m，纵向模板每块长≤0.97m，横向模板长约1.3m。

④安装模板前，一定要严格检验滑动钢板与止偏角钢之间的间隙是否全线完全一致。

⑤模板仅与搁墩焊接，不得与副杆焊接。垂直焊缝满焊，模板下口仰焊缝每端～200mm，焊脚长12mm。

(8)、滑动钢板

①滑动钢板受搁墩的正压力和路基钢板的支反力，与其厚度关系不大，因此取δ＝8即可。

②根据经验和试验结果，前面的搁墩将会把行进路线上的润滑剂括走，后面的搁墩下因缺乏润滑剂从而引起牵引力上升。因此，在每组搁墩间的滑动钢板留有足够间隙，在牵引行进过程中，不断在此间隙中对路基钢板补充涂抹润滑剂是必要的。

③每张滑动钢板的首端必须轧圆以减少对润滑剂的括擦。

(9)、润滑油的涂油方法

①检查路基钢板确认路基钢板平整无马脚。

②滑移，前路基钢板上仅擦润滑机油，不涂牛油，在滑动钢板反面涂上牛油。

③滑移时，应不断的在每组搁墩滑动钢板的间隙间对路基钢板上涂机油。

(10)、牵引及顶推滑移

①副杆滑移主要采用牵引方式，由于受地锚位置限制而使牵引滑移无法到位时，辅之以油泵顶推的方式。

为了防止意外出现，当牵引滑移到不能牵引时，撤下牵引设备，改用四个50t级油泵按常规方法进行顶推滑移，直到副杆位置达到1300t浮吊要求的地方为止。

Claims

1.一种浮吊千斤柱系统平地滑移工艺，该工艺为千斤柱系统不能直接在码头区大合拢，而合拢后必须在码头吊装特别设计的一种大件平地滑移工艺；所述千斤柱系统滑移的主要部件为副杆，其特征在于步骤如下：选择两条移动轴线，为使副杆受力分布均衡，这两条轴线分别为副杆顶横梁和底横梁；再在两条轴线的副杆下方设置搁墩，搁墩下的移动路线全长范围内设置双层钢板，钢板间涂以润滑油以减轻摩擦力；然后在轴线末端靠近江边码头处设置地锚总根；最后以卷扬机为牵引动力，以油泵为辅助顶推动力，对副杆进行牵引和顶推滑移。

2.根据权利要求1所述的一种浮吊千斤柱系统平地滑移工艺，其特征在于：所述滑移的摩擦系数为0.06-0.2。

3.根据权利要求2所述的一种浮吊千斤柱系统平地滑移工艺，其特征在于：所述滑移的摩擦系数为0.2。

4.根据权利要求1所述的一种浮吊千斤柱系统平地滑移工艺，其特征在于：所述移动路线选择以副杆结构的顶横梁和底横梁作为副杆滑移的支撑线，这两根支撑线完全平行，且这两根支撑线及其向码头边的自然延伸线即是副杆滑移的两根中轴线；据其所处方位分别称为南轴线和北轴线。

5.根据权利要求4所述的一种浮吊千斤柱系统平地滑移工艺，其特征在于：在副杆顶横梁和底横梁相应的北轴线和南轴线上设置搁墩，副杆即搁置其上。

6.根据权利要求5所述的一种浮吊千斤柱系统平地滑移工艺，其特征在于：在所述南北轴线两端分别设置100t级牵引拉耳和100t级顶推支座。

7.根据权利要求5所述的一种浮吊千斤柱系统平地滑移工艺，其特征在于：所述搁墩的布置为将若干个搁墩捆绑在一起或预制组合墩，以每条轴线18个搁墩，进行成组布置，具体为：将每4个新制强力搁墩为一个组合布置在轴线首尾端，其余每条轴线还有10个搁墩。

8.根据权利要求7所述的一种浮吊千斤柱系统平地滑移工艺，其特征在于：在所述轴线首端的搁墩组合的首部，第一搁墩底板上设置100t级牵引拉耳。

9.根据权利要求7所述的一种浮吊千斤柱系统平地滑移工艺，其特征在于：在所述轴线尾端的搁墩组合的末端搁墩附设顶推支座。