CN104591003B - 万吨级可移动式门式起重机 - Google Patents

Abstract

万吨级可移动式门式起重机，其一对主梁为拱式外形、桁架结构，包括吊杆竖直绷劲连接在上弦梁、下弦梁之间；其一对刚性支撑腿和一对柔性支撑腿均采用梯形桁架结构，分别刚性连接、柔性连接在主梁下方两端；移动系统控制支撑腿的位置变化并视被吊重物的尺寸调节上述两主梁之间的距离。另采用了液压系统均载、滚轮车走行、齿轮齿条驱动、轨道过度桥等技术。该发明可完成对数万吨重物以及高度在百米以上的大型结构装备的整体吊装，并可在提起重物时沿预定轨道走行。因此它可以将在地面上建造完成的海洋平台或大型构件整体吊起并移动到水面，从而开创了“海洋平台地面建造”的新模式。

Description

万吨级可移动式门式起重机

技术领域

本发明涉及一种万吨级可移动式门式起重机，用于超重型海工装备的起重吊装。

背景技术

海洋钻井平台有上万吨，目前是在船坞里建造。限于船厂船坞所用的龙门起重机起吊能力的限制，船厂通常将海洋钻井平台或其大型构件分解成一个个小的模块先在车间进行建造，建好后的模块再运到船坞里进行组装，即其采用搭积木的方式一部分一部分堆积而成。该建造方式的缺点为：1）船坞对船厂来说是最重要的生产资源，长时间占用船坞，影响船厂对造船合同的承接；2）海洋钻井平台建造周期长，施工效率低。

为解决上述问题，行业内曾有人大胆提出“海洋平台地面建造”的新模式，这种模式完全不占用船坞资源，整个建造过程全部在地面完成，且建造周期明显缩短，成本大幅降低，为船厂和船东带来可观的效益。

船厂现使用的龙门起重机虽然有近千吨的起重能力，但还不足以吊起重量达数万吨的海洋平台。即使其他领域有固定式起重机具有万吨的起重能力，可以完成万吨重构件的提升作业，但是该起重机没有配备移动系统，只能是在一个固定的位置上起吊重物，不能够吊起重物进行空间位置移动，也就是它说需要借助其它装备（如半潜驳船和拖船），才能完成海洋平台的下水作业。为了实现对重物的移动，这种起重机需要配套其它的设备来弥补其不能移动的不足，因此增加了作业的成本。因此，如何实施“海洋平台地面建造”，仍然是较大技术难题。

发明内容

本发明在破解上述“海洋平台地面建造”的实施难题，克服现有龙门起重机起升能力不足，以及固定式起重机起吊能力足够但不能移动的缺陷。

为此，本发明提供了一种万吨级可移动式门式起重机，主要由提升系统、移动系统、前后对称的一对主梁以及两对支撑腿组成，其特征在于：上述主梁为拱式外形，包括拱梁、下弦梁、上弦梁、吊杆、连杆；拱梁和下弦梁、上弦梁采用箱梁结构，内部配置纵向筋肋和横向隔板；上述连杆将上弦梁、下弦梁、拱梁连接成整体桁架结构；吊杆竖直绷劲连接在上弦梁、下弦梁之间；

上述支撑腿由一对刚性支撑腿和一对柔性支撑腿组成，均采用上小、下大、左右对称的梯形桁架结构；前述刚性支撑腿刚性连接在前述主梁下方一端，柔性支撑腿柔性连接在前述主梁下方另一端；刚性支撑腿和柔性支撑腿关于所连接的主梁中心线对称布置，主梁与刚性支撑腿和柔性支撑腿组成前后、左右总体对称结构；

上述移动系统控制上述支撑腿的位置变化，并视被吊重物的尺寸调节上述两主梁之间的距离。

在本发明中，承重主体采用桁架钢结构设计，由拱式主梁、刚性支撑腿、柔性支撑腿等部份组成。主梁采用拱式外形的“刚性梁柔性拱”结构，这种结构多用于桥梁结构中；支撑腿采用上小下大左右对称的梯形桁架结构，此种结构具有较好承载稳定性，并且空间利用率较高，便于内部设备安装。

桁架结构拱式外形多用于桥梁结构中，在起重机领域很少用到，尤其在大型起重机上更是少见。桁架结构拱式外形的主梁与传统的箱体结构主梁比较，最明显的优点是在承载截面面积相同的情况下承载能力大很多，因此可大幅度减少起重机钢结构重量，降低制造成本。

桁架结构的另一个优点是结构风阻较小，也就是说与箱体结构比较桁架结构承受的风负荷较小，风载荷小可保证起重机具有较强的抗风能力，因此也降低了起重机防风装置的配置成本。

优选的本发明中移动系统包括支撑单元、驱动单元和液压均衡单元，其特征在于：

所述支撑单元由M个支撑装置组成，M为自然数，所述支撑装置包括滚轮车组和支撑机构，所述支撑机构安装在所述滚轮车组上方，所述支撑机构承受起重机的载荷，所述滚轮车组带动所述支撑机构移动；

所述驱动单元由N个驱动装置组成，N为自然数，所述驱动装置包括与支撑腿的下横梁固定连接机架机构、与所述机架机构活动连接的驱动机构、与支撑腿的下横梁固定连接的悬挂液缸和与所述机架机构固定连接的支撑轮，所述驱动单元驱动所述支撑单元移动，所述支撑轮数量为4个，分别安装在每个所述驱动装置的四个角上与轨道接触；

所述液压均衡单元包括支撑单元控制油路和驱动单元控制油路，所述液压均衡单元通过油路控制所述支撑单元和所述驱动单元保持整个起重器移动过程中的稳定。

作为本发明的优选方案，所述支撑机构包括与支撑腿的下横梁固定连接的油缸支座、与所述油缸支座固定连接的支撑油缸、与所述支撑油缸固定连接的支顶座、与所述支顶座铰接的球形绞座、与球形绞座固定连接的支撑箱体、减磨板及定位销，所述定位销穿过所述减磨板的中心对所述支撑箱体和所述滑轮车组进行定位并将所述减磨板固定在所述支撑箱体和所述滑轮车组之间，起重机的载荷通过所述油缸支座作用在所述支撑油缸顶部，再通过所述支撑油缸内部的液压油将载荷传递到连接所述支撑油缸底部的所述支顶座上，通过所述支顶座再传递到所述球形绞座上，最后作用在所述滚轮车组上，所述球形绞座与所述支顶座组成球形绞支撑，当轨道基础不平整或者起重机支腿结构受载变形时，球形绞支撑能及时调整支撑油缸与所述滚轮车组的受力角度，确保所述滚轮车组与轨道间的接触力为垂直正压力且均匀分布，为了避免所述支撑油缸受到横向力，本发明技术方案将所述支撑油缸设置在所述支顶座和所述油缸支座形成的空腔内部，当起重机移动时，所述滚轮车组与轨道间产生的横向阻力可加注在所述支撑油缸上，而是通过所述支顶座和所述油缸支座直接传递到下横梁上，所述减磨板安装在所述支撑箱体与所述滚轮车组的滚轮架之间，所述定位销穿过减磨板分别伸入所述支撑箱体和所述滚轮架内进行定位，所述减磨板的摩擦系数比较小，当所述滚轮车组受横向力作用时可绕定位销转动，当所述滚轮车组不沿着轨道方向移动时，轨道会对滚轮车组产生纠偏作用力，因为滚轮车组可以绕定位销转动，故轨道侧面对所述滚轮车的纠偏作用力大幅减小。

作为本发明的优选方案，所述滚轮车组的数量为2个，所述滚轮车组包括滚轮、滚轮架和侧轮，所述滚轮安装在所述滚轮架内，所述侧轮固定在所述滚轮架外侧，所述侧轮中心轴线与所述滚轮中心轴线垂直，所述侧轮与轨道侧面产生滚动摩擦，由于用滚动摩擦代替了滑动摩擦，因而减小了轨道侧面的摩擦阻力。

作为本发明的优选方案，所述机架机构包括与支撑腿的下横梁固定连接的传力支架、与所述传力支架滑动连接的机架、穿过所述机架并与所述机架活动连接的传力轴、套装在所述传力轴两端与所述传力轴活动连接的滑块，所述传力支架下端开设有滑道，所述滑块可以在所述滑道内上下滑动，所述传力轴与所述滑块中心轴同轴，所述传力轴可进行转动，所述机架通过所述传力支架、传力轴和滑块与下横梁连接，实现力的传递。

作为本发明的优选方案，所述每个驱动装置包含两个所述悬挂液缸，两个所述悬挂液缸的上端与起重机的下横梁连接，两个所述悬挂液缸的下端与所述机架连接，两个所述悬挂液缸的中心线垂直于地面并与所述传力轴的中心线等距。

作为本发明的优选方案，所述驱动机构包括与动力端连接的输入齿轮轴、与所述输入齿轮轴进行固定连接的输入齿轮、与所述输入齿轮进行啮合的过渡齿轮、与所述过渡齿轮进行固定连接的过渡齿轮轴及与所述过渡齿轮进行啮合的齿条，所述输入齿轮轴和过渡齿轮轴均与所述机架进行连接，所述悬挂液缸向下的力通过所述机架和所述过渡齿轮轴传递给所述过渡齿轮，以平衡所述齿条对所述过渡齿轮产生的垂直向上的反作用力，确保所述过渡齿轮与所述齿条的啮合不发生分离，保证所述过渡齿轮和所述齿条的中心距在要求的范围内。

所述驱动装置通过动力端传输动力至所述输入齿轮轴，所述输入齿轮轴带动所述输入齿轮转动，所述输入齿轮与所述过渡齿轮进行啮合，所述过渡齿轮又与所述齿条进行啮合，故所述输入齿轮通过所述过渡齿轮将动力传递给了所述齿条，所述齿条固定在地基轨道上，所述驱动装置为整个起重机的移动提供驱动力，由于所述机架与下横梁不是直接进行连接，而是通过所述滑块、传力轴与所述传力支架进行滑动连接，而所述传力支架与下横梁进行固定连接，也就是说驱动力是通过所述传力支架传递到下横梁上的，所述滑块可以在所述传力支架的滑道内上下滑动，故当下横梁距离轨道的高度发生变化时仍可以保证所述过渡齿轮与所述齿条的正常啮合。

作为本发明的优选方案，所述支撑单元控制油路包括所述支撑油缸、防爆阀、手动阀、远控阀和液压站，所述液压站的出油口与所述远控阀的进油口连接，所述远控阀的出油口与所述手动阀的进油口连接，所述手动阀的出油口与所述防爆阀的进油口连接，所述防爆阀的出油口与所述支撑油缸连接，当所述手动阀和远控阀开启时，所述液压站为所述支撑油缸注入液压油，起重机正常工作时所述远控阀关闭，所述手动阀开启。

作为本发明的优选方案，所述支撑单元控制油路的数量为2个，每个所述支撑单元控制油路包含有一个所述远控阀，一个所述支撑单元控制油路内并联有R个依次串联的所述支撑油缸、防爆阀和手动阀，所述R个手动阀的进油口与所述远控阀的出油口连接，另一个所述支撑单元控制油路内并联有M-R个依次串联的所述支撑油缸、防爆阀和手动阀，所述M-R个手动阀的进油口与所述远控阀的出油口连接，采用并联的方式可以确保每个所述支撑油缸的支撑力相等。

作为本发明的优选方案，所述驱动单元控制油路包括所述悬挂液缸、手动阀、远控阀、安全阀、蓄能池和液压站，所述液压站的出油口与所述远控阀的进油口连接，所述远控阀的出油口分别与所述手动阀的进油口和所述安全阀的进油口连接，所述手动阀的出油口与所述悬挂液缸连接，所述安全阀的出油口与所述液压站连接，所述安全阀还与所述蓄能池连接，当所述手动阀和远控阀开启时，所述液压站为所述悬挂液缸注入液压油，起重机正常工作时所述远控阀关闭，所述手动阀开启，所述蓄能器用于维持所述悬挂液缸的工作压力稳定，所述安全阀是用来防止所述悬挂液缸过载。

作为本发明的优选方案，所述驱动单元控制油路内并联有N个依次串联的所述悬挂液缸和手动阀，所述N个手动阀的进油口与所述远控阀的出油口连接，采用并联的方式可以确保所述悬挂液缸的推力相等。

传统龙门起重机的走行机构主要由均载机构、支撑机构和驱动机构等部分组成，均载机构采用的是利用杠杆原理工作的平衡梁结构，而支撑机构采用的是轮轨结构，驱动是利用支撑机构的轮子与钢轨之间的摩擦力来驱动起重机的移动。由于本发明的起重机提升重物的重量以及加上自身结构重量重达数万吨，对轨道基础的作用负荷至少是传统龙门起重机的十几倍，其四个支撑腿安装的移动系统承受的垂直负荷以及走行需要的水平驱动力，都超出目前传统龙门起重机所用技术的极限，因此使用龙门起重机的走行机构的技术方案去满足本发明起重机的荷载难度很大。

为解决上述问题，本发明的起重机的移动系统采用摩擦阻小、承载能力大的滚轮车做支撑机构，且通过多台液压油缸和液压系统实现液压均载，而起重机的走行驱动力通过齿轮和齿条间的啮合获得。

为了确保起重机移动系统沿直线顺畅行走，满足本发明起重机对承载的要求，以及避免常规起重机存在的啃轨现象发生，本发明提供了一种侧面带导向轮并可根据轨道变形状况左右和上下摆动的滚轮车支撑装置，以及能够承受侧向力并具有导向结构的滚轮车轨道。

本发明采用采用了支撑单元、驱动单元和液压均衡单元的结构，是通过液压均衡单元的调节，确保每个支撑装置所受到的载荷基本一致并保护滚轮车组不会出现过载损坏，采用了球形绞座，在轨道面不平整或结构发生变形的情况下，保证滚轮车组自动找平，保持滚轮车的正压力始终垂直作用在轨道平面上，采用了侧轮结构，保障了起重机移动沿着直线顺畅行走，采用上述结构使得起重机能够在提起重物时在自身载荷加重物载荷的总载荷超过万吨的情况下沿预定轨道平稳安全的移动，本发明所采用的结构形式新颖简单，方便维护保养。

本发明中，为使得起重机的整体移动更加顺畅，还提供了与移动系统配合的轨道机构，其特征在于：包括铺设在轨道下方的钢筋混凝土、预埋在钢筋混凝土中的预埋板、齿条、压板、两个侧挡板；所述预埋板的上表面露出钢筋混凝土并且与钢筋混凝土的表面之间保持平整；所述钢筋混凝土间断的凸起形成间断分布在轨道下方的混凝土墩台；相邻的混凝土墩台之间形成的空腔内设置有轨道过渡桥；所述轨道过渡桥包括顶板、底板和设置顶板和底板之间的支撑板；所述轨道过渡桥的顶板与位于混凝土墩台上的预埋板齐平，底板固定在位于混凝土墩台之间的预埋板上；所述齿条位于轨道中间，其中对应轨道过渡桥段的齿条通过压板和螺栓固定在轨道过渡桥的顶板中间，对应混凝土墩台段的齿条通过压板和预埋在钢筋混凝土中的地脚螺栓固定在预埋板中间；所述两个侧挡板分别位于轨道的两侧，其中对应轨道过渡桥段的侧挡板分别固定在过渡桥的顶板两侧，对应混凝土墩台段的侧挡板分别固定在预埋板的两侧。

采用以上轨道机构，当起重机的轨道使用时间长了后，即使发生两个相邻的混凝土墩台之间出现不均匀沉降的情况，跨在两个混凝土墩台之间的轨道过渡桥就会在 水平方向上产生一个较小角度的倾斜来补偿相邻混凝土墩台之间的高度差，从而使齿条的变形变得平缓，降低起重机运动过程中由于齿条变形带来的冲击力和阻力，进而降低起重机与齿条脱离造成安全事故的风险系数。

优选方案为，所述轨道过渡桥的底板与预埋板之间设置有垫板，该垫板固定在预埋板上，底板可拆卸的安装在垫板上。采用增加垫板，将轨道过渡桥的底板可拆卸的安装在垫板的方式，当轨道过渡桥发生较严重变形时，方便过渡桥的及时更换。进一步的优选方案，所述垫板焊接在预埋板上，底板与垫板通过螺栓连接。采用螺栓连接，简单易行，方便拆卸。本发明的万吨级可移动门式起重机的轨道机构可以使起重设备运动过程中无冲击振动、运动阻力小。同时，该轨道机构可以有效避免设置在轨道下方的混凝土墩台下沉时所带来的发生潜在安全事故的风险。

为了避免大型重物吊装时的局部吊点提升载荷过大而遭损坏，需要对起吊载荷进行均布。本发明中的提升系统，其特征在于：由卷扬机、钢丝绳以及2N对定滑轮、动滑轮组成的N套滑轮组共同组成；每套滑轮组由动滑轮和定滑轮经钢丝绳组成结构完全相同、且对称布置的滑轮一组和滑轮二组组成，滑轮一组和滑轮二组由一整根钢丝绳缠绕，出绳端与卷扬机连接，定滑轮悬挂在主梁上，动滑轮经三角架与吊杆形成均匀承载被吊重物的四个吊点；其中N为自然数。该发明采用了多吊具和多吊点提升重物，且滑轮组和吊具的设计利用了滑轮原理和杠杆原理进行吊点负荷的均布。

在本发明中，还可在拱形主梁侧面安装两台结构相同的悬臂式桅杆起重机，两台起重机吊臂之间相隔一定的距离，保证被吊构件的两个吊点距离尽可能的远，提高吊装的平稳性。用两台悬臂式起重机联合起吊重物，稳定性好，且宜于调整重物以准确安装定位。该悬臂式起重机主要由吊臂、主提升系统和副提升系统组成，其吊臂由上方两个、下方两个共四个主弦杆组成桁架结构，其主提升系统、副提升系统分别由互相独立工作的卷扬机、钢丝绳、定滑轮、动滑轮组成。

综上所述，本发明万吨级可移动式门式起重机，设计科学，结构型式新颖，移动系统的结构形式更是独特。整体采用桁架结构，主梁采用拱式外形大大降低了结构重量。此桁架结构拱式起重机摒弃了传统龙门起重机采用的平衡梁均载和轮轨走行的技术，而采用了油缸加液压系统均载，滚轮车走行，齿轮齿条驱动的技术。该发明可完成对数万吨重物以及高度在百米以上的大型结构装备的整体吊装，并且可以借助齿轮齿条驱动机构使起重机在提起重物时沿预定轨道走行。因此它可以将在地面上建造完成的海洋平台或大型构件整体吊起并移动到水面。

附图说明

以下结合附图和具体实施方式来进一步说明本发明，为清楚起见，图中部分零部件省略或采用了简化画法。

图1为本发明的万吨级可移动式门式起重机的主视图；

图2为图1所示起重机的左侧视图；

图3为图1中M处放大图；

图4为图1中主梁1的主视图；

图5为图4所示主梁1的左侧视图；

图6为图4所示主梁1的俯视图；

图7为图1所示起重机中移动系统8的主视图；

图8为图7所示移动系统8中支撑装置S11的放大图；

图9为图7所示移动系统8中支撑装置S11的左侧视图，为清楚起见采用了剖视；

图10为图9中F-F处剖视图；

图11为图7所示移动系统8中驱动装置S21的放大图；

图12为图11中A-A处剖视图；

图13为图12中B-B处剖视图；

图14为图13中C-C处剖视图；

图15为图7所示移动系统8的液压系统图；

图16为图1所示起重机中轨道机构9的俯视示意图；

图17为图4中A-A处的剖视图；

图18为图5中的B-B处的剖视图；

图19为图5中的C-C处的剖视图；

图20为图1所示起重机的俯视图；

图21为图1所示起重机中的提升系统的示意图；

图22图21所示提升系统中单套滑轮组的结构示意图；

图23为图22中A2-A2处的剖视图；

图24为图22中B2-B2处的剖视图；

图25是图1所示起重机中悬臂式起重机16的结构图；

图26为图25中N向视图；

图27为图25中P向视图。

具体实施方式

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本发明。

该实施例的万吨级可移动式门式起重机，已经在中国启东市港口建造实施，并被命名为“宏海号”，其最大额定起重量达到22000吨，是目前最大移动式吊机起吊能力的11倍，是全球最大的超重级移动式组合吊机，从根本上改变了传统海上钻井平台的建造方法，对中国乃至世界海洋工程领域意义深远。

如图1、图2、图3所示，该万吨级可移动式门式起重机由两个主梁1、两个司机室2、四套移动系统8、两个刚性支撑腿3、两个柔性支撑腿7、定滑轮组5、动滑轮组6、四个下横梁11、卷扬机组4、连杆12、轨道机构9、电控房13以及悬臂式起重机16等组成。主梁1通过定滑轮组5、动滑轮组6、钢丝绳17等组成的提升系统提升被吊重物L1，承载被吊重物L1的所有重量，刚性支撑腿3和柔性支撑腿7起支撑主梁1的作用。移动系统8支撑起重机的所有载荷，将载荷传递到轨道机构9，并在起重机走行时提供驱动力。

主梁1、刚性支撑腿3、柔性支撑腿7均采用桁架钢结构设计，主梁1采用拱式外形。刚性支撑腿3、柔性支撑腿7采用上小、下大、左右对称的梯形桁架结构，此种结构具有较好的承载稳定性，并且结构内部空间大，便于设备安装。

刚性支撑腿3与柔性支撑腿7在结构上与传统龙门起重机有明显的不同，它们采用相同的外形且与主梁中心线成左右对称布置，这样主梁1与刚性支撑腿3和柔性支撑腿7组成了一个总体对称结构，对称结构具有较好的视觉美感和结构稳定性。刚性支撑腿3与主梁1采用刚性连接（焊接），柔性支撑腿7与主梁1采用活动铰支10连接，活动铰支连接可减小起重机在吊装时支撑腿与主梁间的内应力以及刚性支撑腿3和柔性支撑腿7对轨道机构产生的侧向力。

本发明起重机主要用于各种大型海洋平台的吊装，而不同外形尺寸和不同结构的海洋平台的吊装对吊点位置有不同的要求，为了适应这一要求，本发明起重机的两个主梁1（或吊具）之间的距离H可通过对移动系统8的控制或者改变连杆12的长度做任意设定。

本发明起重机将主提升卷扬机组4平均分摊布置在刚性支撑腿3和柔性支撑腿7的结构上，这种布置降低了起重机的整体重心，提高了起重机工作的稳定性。

两个悬臂式起重机16的每个吊臂下端分别通过两个上铰支98及两个下铰支95与本发明起重机的主梁1连接。

如附图4、图5、图6所示，主梁1的拱式外形以及“刚性梁柔性拱”的设计理念来自于大型桥梁的设计技术，其主要特点是承载能力强，钢材用量少，承载稳定性好。主梁1呈前后和左右对称结构，主要包括：拱脚21和拱脚25、拱梁28、下弦梁22、上弦梁210、吊杆29、上下弦梁之间的斜连杆23和直连杆24、前后梁之间的斜连杆26和直连杆27和斜杆211。拱梁28和下弦梁22、上弦梁210均采用箱梁结构，内部配置纵向筋肋和横向隔板以提高箱体梁的局部稳定性。吊杆29用于将上弦梁210和下弦梁22的提升载荷竖直传递到拱梁28，保证拱梁28受力处于最佳状况。斜连杆23和直连杆24、斜连杆26和直连杆27和斜杆211将上弦梁210、下弦梁22、拱梁28连接成一个整体桁架结构，提高起重机整体稳定性和承载能力。

如图7所示，本实施例中的移动系统，其整体安装在导轨机构上，包括支撑单元S1、驱动单元S2和液压均衡单元S3。

如图8、图9和图10所示，支撑单元S1由M个支撑装置S11组成，M为自然数，本实施例中M=32，支撑装置S11包括滚轮车组S111和支撑机构S112，支撑机构S112安装在滚轮车组S111上方，支撑机构S112承受起重机的载荷，滚轮车组S111带动支撑机构S112移动。

支撑机构S112包括与支撑腿的下横梁固定连接的油缸支座S1121、与油缸支座S1121固定连接的支撑油缸S1122、与支撑油缸S1122固定连接的支顶座S1123、与支顶座S1123铰接的球形绞座S1124、与球形绞座S1124固定连接的支撑箱体S1125、减磨板S1126及定位销S1127，定位销S1127穿过减磨板S1126的中心对支撑箱体S1125和滑轮车组S111进行定位并将减磨板S1126固定在支撑箱体S1125和滑轮车组S111之间，起重机的载荷通过油缸支座S1121作用在支撑油缸S1122顶部，再通过支撑油缸S1122内部的液压油将载荷传递到连接支撑油缸S1122底部的支顶座S1123上，通过支顶座S1123再传递到球形绞座S1124上，最后作用在滚轮车组S111上，球形绞座S1124与支顶座S1123组成球形绞支撑，当轨道机构基础不平整或者起重机支撑腿结构受载变形时，球形绞支撑能及时调整支撑油缸S1122与滚轮车组S111的受力角度，确保滚轮车组S111与轨道机构间的接触力为垂直正压力且均匀分布，为了避免支撑油缸S1122受到横向力，本发明技术方案将支撑油缸S1122设置在支顶座S1123和油缸支座S1111形成的空腔内部，当起重机移动时，滚轮车组S111与轨道机构间产生的横向阻力可加注在支撑油缸S1122上，而是通过支顶座S1123和油缸支座S1121直接传递到下横梁上，减磨板S1126安装在支撑箱体S1125与滚轮车组S111的滚轮架S1112之间，定位销S1127穿过减磨板S1126分别伸入支撑箱体S1125和滚轮架S1112内进行定位，减磨板S1126的摩擦系数比较小，当滚轮车组S111受横向力作用时可绕定位销S1127转动，当滚轮车组S111不沿着轨道机构方向移动时，轨道机构会对滚轮车组S111产生纠偏作用力，因为滚轮车组S111可以绕定位销S1127转动，故轨道机构侧面对滚轮车组S111的纠偏作用力大幅减小。

参见图9和图10，每个支撑装置S11的滚轮车组S111的数量为2个，滚轮车组S111包括滚轮S1111、滚轮架S1112和侧轮S1113，滚轮S1111安装在滚轮架S1112内，侧轮S1113固定在滚轮架S1112外侧，侧轮S1113中心轴线与滚轮S1111中心轴线垂直，侧轮S1113与轨道机构侧面产生滚动摩擦，由于用滚动摩擦代替了滑动摩擦，因而减小了轨道机构侧面的摩擦阻力。

参见图11、图12、图13和图14，驱动单元S2由N个驱动装置S21组成，N为自然数，本实施例中，N=6，驱动装置S21包括与支撑腿的下横梁固定连接机架机构S211、与机架机构S211活动连接的驱动机构S213、与支撑腿的下横梁固定连接的悬挂液缸S212和与机架机构S211固定连接的支撑轮S214，驱动单元S2驱动支撑单元S1移动，支撑轮S214数量为4个，分别安装在每个驱动装置S21的四个角上与轨道机构接触；机架机构S211包括与支撑腿的下横梁固定连接的传力支架S2111、与传力支架S2111滑动连接的机架S2112、穿过机架S2112并与机架S2112活动连接的传力轴S2113、套装在传力轴S2113两端与传力轴S2113活动连接的滑块S2114，传力支架S2111下端开设有滑道，滑块S2114可以在上述滑道内上下滑动，传力轴S2113与滑块S2144中心轴同轴，传力轴S2113可进行转动，机架S2112通过传力支架S2111、传力轴S2113和滑块S2114与下横梁连接，实现力的传递；每个驱动装置S21包含两个悬挂液缸S212，两个悬挂液缸S212的上端与起重机的下横梁连接，两个悬挂液缸S212的下端与机架S2112连接，两个悬挂液缸S212的中心线垂直于地面并与传力轴S2113的中心线等距；驱动机构S213包括与动力端连接的输入齿轮轴S2132、与输入齿轮轴S2132进行固定连接的输入齿轮S2131、与输入齿轮S2131进行啮合的过渡齿轮S2133、与过渡齿轮S2133进行固定连接的过渡齿轮轴S2134及与过渡齿轮S2133进行啮合的齿条S2135，输入齿轮轴S2132和过渡齿轮轴S2134均与机架S2112进行连接，悬挂液缸S212向下的力通过机架S2112和过渡齿轮轴S2134传递给过渡齿轮S2133，以平衡齿条S2135对过渡齿轮S2133产生的垂直向上的反作用力，确保过渡齿轮S2133与齿条S2135的啮合不发生分离，保证过渡齿轮S2133和齿条S2135的中心距在要求的范围内；驱动装置S21通过动力端传输动力至输入齿轮轴S2132，输入齿轮轴S2132带动输入齿轮S2131转动，输入齿轮S2131与过渡齿轮S2133进行啮合，过渡齿轮S2133又与齿条S2135进行啮合，故输入齿轮S2131通过过渡齿轮S2133将动力传递给了齿条S2135，齿条S2135固定在地基轨道机构上，驱动装置S21为整个起重机的移动提供驱动力，由于机架S2112与下横梁不是直接进行连接，而是通过滑块S2114、传力轴S2113与传力支架S2111进行滑动连接，而传力支架S2111与下横梁进行固定连接，也就是说驱动力是通过传力支架S2111传递到下横梁上的，滑块S2114可以在传力支架S2111的滑道内上下滑动，故当下横梁距离轨道机构的高度发生变化时仍可以保证过渡齿轮S2133与齿条S2135的正常啮合。

参见图15，液压均衡单元S3包括支撑单元控制油路和驱动单元控制油路，液压均衡单元通过油路控制支撑单元S1和驱动单元S2保持整个起重器移动过程中的稳定，支撑单元控制油路包括支撑油缸S1122、防爆阀S31、手动阀S32、远控阀S33和液压站S34，液压站S34的出油口与远控阀S33的进油口连接，远控阀S33的出油口与手动阀S32的进油口连接，手动阀S32的出油口与防爆阀S31的进油口连接，防爆阀S31的出油口与支撑油缸S1122连接，当手动阀S32和远控阀S33开启时，液压站S34为支撑油缸S1122注入液压油，起重机正常工作时远控阀S33关闭，手动阀S32开启；在本实施例中支撑单元控制油路的数量为2个，每个支撑单元控制油路包含有一个远控阀S33，且每个支撑单元控制油路内并联有16个依次串联的支撑油缸S1122、防爆阀S31和手动阀S32，每个支撑单元控制油路内的16个手动阀S32的进油口与一个远控阀S33的出油口连接，采用并联的方式可以确保每个支撑油缸S1122的支撑力相等；驱动单元控制油路包括悬挂液缸S212、手动阀S32、远控阀S33、安全阀S36、蓄能池S35和液压站S34，液压站S34的出油口与远控阀S33的进油口连接，远控阀S33的出油口分别与手动阀S32的进油口和安全阀S36的进油口连接，手动阀S32的出油口与悬挂液缸S212连接，安全阀S36的出油口与液压站S34连接，安全阀S32还与蓄能池S35连接，当手动阀S32和远控阀S33开启时，液压站S34为悬挂液缸S212注入液压油，起重机正常工作时远控阀S33关闭，手动阀S32开启，S35蓄能器用于维持悬挂液缸S212的工作压力稳定，安全阀S32是用来防止悬挂液缸S212过载，驱动单元控制油路内并联有6个依次串联的悬挂液缸S212和手动阀S32，6个手动阀S32的进油口与一个远控阀S33的出油口连接，采用并联的方式可以确保每个悬挂液缸S212的推力相等。

如图16至图20所示，一种万吨级可移动门式起重机的轨道机构包括铺设在轨道j10下方的钢筋混凝土j6、预埋在钢筋混凝土j6中的预埋板j1、齿条j4、压板j3、两个侧挡板j2；所述预埋板j1的上表面露出钢筋混凝土j6并且与钢筋混凝土j6的表面之间保持平整；所述钢筋混凝土j6间断的凸起形成间断分布在轨道j10下方的混凝土墩台j5；相邻的混凝土墩台j5之间形成的空腔内设置有轨道过渡桥j7；所述轨道过渡桥j7包括顶板j71、底板j72和设置顶板j71和底板j72之间的支撑板j73；所述轨道过渡桥j7的顶板j71与位于混凝土墩台j5上的预埋板j1齐平，底板j72固定在位于混凝土墩台j5之间的预埋板j1上，在本实施例中所述轨道过渡桥j7的底板j72与预埋板j1之间设置有垫板j8（且所述垫板j8焊接在预埋板j1上），底板j72与垫板j1通过螺栓j9可拆卸的固定连接；所述齿条j4位于轨道j10中间，其中对应轨道过渡桥段j7的齿条j4通过压板j3和螺栓固定在轨道过渡桥j7的顶板j71中间，对应混凝土墩台j5段的齿条j4通过压板j3和预埋在钢筋混凝土中的地脚螺栓j61固定在预埋板j1中间；所述两个侧挡板j2分别位于轨道j10的两侧，其中对应轨道过渡桥j7段的侧挡板j2分别固定在轨道过渡桥j7的顶板j71两侧，对应混凝土墩台j5段的侧挡板j2分别固定在预埋板j1的两侧。

利用在两个相邻的混凝土墩台j5之间形成的空腔内设置轨道过渡桥j7的结构，使得当不同的混凝土墩台j5之间发生不均匀沉降时，轨道过渡桥j7可以在水平方向上发生一个小角度的倾斜，以补偿不同混凝土墩台j5之间的高度差，减缓轨道j10的齿条j4变形，从而降低起重机运动中的冲击力和阻力，进而避免起重机发生脱轨等安全事故的出现。

如图20所示，本发明起重机位于轨道机构上，该轨道机构位于主梁1两端下方，具有两平行轨道j10，轨道过渡桥j7在轨道j10上均匀间隔分布，两悬臂式起重机16位于左侧主梁1。

如图21、图22、图23、图24所示，本发明起重机主要用于尺度在百米左右，重量在万吨以上的大型构件的起吊，吊点通常有几十个，在吊点处的结构承受的载荷较大。为了避免在起吊过程中构件吊点附近的应力超出规定值，有必要对吊点的载荷进行均布调节。本发明采用了滑轮原理和杠杆原理进行吊点载荷均布调节。其工作原理如下：本发明起重机提升系统由多套滑轮组组成，形成多吊点提升，且每套滑轮组的结构参数相同。下面仅对单套滑轮组的工作原理进行说明。每套滑轮组以中心线为界分为滑轮一组和滑轮二组，滑轮一组和滑轮二组结构完全相同且呈左右对称。每套滑轮组由动滑轮81和定滑轮组83以及钢丝绳82组成为动定滑轮系统，滑轮一组和滑轮二组由一整根钢丝绳17缠绕，最后的出绳端与卷扬机4连接，动滑轮83通过连接轴84、三角架85、连接轴86和连接轴88与吊杆87和吊杆89连接。由于组成动定滑轮系统的钢丝绳在各位置承受的拉力相等（摩擦力很小忽略差异），因此动滑轮一组和滑轮二组的连接轴的承载力也必然相等，又由于三脚架85顶部的连接轴84与两个底部的连接轴86和88成等腰三角形，因此下面的两个连接轴86和88承载力也必然相等。由此可推断出吊点L11、吊点L12、吊点L13、吊点L14提升力相等。

参见图25、图26、图27所示，悬臂起重机由吊臂93、主提升系统和副提升系统组成，主提升系统包括：卷扬机97、钢丝绳910、定滑轮91、动滑轮94，副提升系统包括卷扬机96、钢丝绳99、定滑轮911、动滑轮92。两个起重机吊臂均为桁架结构，每个起重机吊臂由四个主弦杆组成，其中两个在上方，两个在下方。四个主弦杆的下端分别通过两个上铰支98及两个下铰支95与起重机拱形主梁连接。两台起重机吊臂之间相隔一定的距离H1，满足多数海洋平台大型构件对吊点距离的要求，另外采用双吊臂提升吊物也提高了起吊过程的平稳性和吊物定位的方便性。

Claims (9)

1.万吨级可移动式门式起重机，主要由提升系统、移动系统、前后对称的一对主梁以及两对支撑腿组成，其特征在于：

上述主梁为拱式外形，包括拱梁、下弦梁、上弦梁、吊杆、连杆；拱梁和下弦梁、上弦梁采用箱梁结构，内部配置纵向筋肋和横向隔板；上述连杆将上弦梁、下弦梁、拱梁连接成整体桁架结构；吊杆竖直绷紧连接在上弦梁、下弦梁之间；

上述支撑腿由一对刚性支撑腿和一对柔性支撑腿组成，均采用上小、下大、左右对称的梯形桁架结构；前述刚性支撑腿刚性连接在前述主梁下方一端，柔性支撑腿柔性连接在前述主梁下方另一端；刚性支撑腿和柔性支撑腿关于所连接的主梁中心线对称布置，主梁与刚性支撑腿和柔性支撑腿组成前后、左右总体对称结构；

上述移动系统控制上述支撑腿的位置变化，并视被吊重物的尺寸调节上述两主梁之间的距离；

上述移动系统包括支撑单元、驱动单元和液压均衡单元；

所述支撑单元由若干个支撑装置组成，所述支撑装置包括滚轮车组和支撑机构；

所述驱动单元由若干个驱动装置组成，所述驱动装置包括与上述支撑腿的下横梁的底部固定连接的机架机构、与所述机架机构活动连接的驱动机构、与支撑腿的下横梁固定连接的悬挂液缸和与所述机架机构固定连接的支撑轮；

所述液压均衡单元包括支撑单元控制油路和驱动单元控制油路。

2.根据权利要求1所述的万吨级可移动式门式起重机，其特征在于：所述支撑机构包括与支撑腿的下横梁固定连接的油缸支座、与所述油缸支座固定连接的支撑油缸、与所述支撑油缸固定连接的支顶座、与所述支顶座铰接的球形铰座、与所述球形铰座固定连接的支撑箱体、减磨板及定位销，所述定位销穿过所述减磨板的中心对所述支撑箱体和所述滚轮车组进行定位并将所述减磨板固定在所述支撑箱体和所述滚轮车组之间；

所述滚轮车组的数量为2个，所述滚轮车组包括滚轮、滚轮架和侧轮，所述滚轮安装在所述滚轮架内，所述侧轮固定在所述滚轮架外侧，所述侧轮中心轴线与所述滚轮中心轴线垂直；

所述机架机构包括与支撑腿的下横梁固定连接的传力支架、与所述传力支架滑动连接的机架、穿过所述机架并与所述机架活动连接的传力轴、套装在所述传力轴两端与所述传力轴活动连接的滑块，所述传力支架下端开设有滑道，所述滑块在所述滑道内上下滑动，所述传力轴与所述滑块中心轴同轴，所述传力轴可进行转动。

3.根据权利要求2所述的万吨级可移动式门式起重机，其特征在于：每个所述驱动装置包含两个所述悬挂液缸，两个所述悬挂液缸的上端与起重机的下横梁连接，两个所述悬挂液缸的下端与所述机架连接，两个所述悬挂液缸的中心线垂直于地面并与所述传力轴的中心线等距。

4.根据权利要求3所述的万吨级可移动式门式起重机，其特征在于：所述驱动机构包括与动力端连接的输入齿轮轴、与所述输入齿轮轴进行固定连接的输入齿轮、与所述输入齿轮进行啮合的过渡齿轮、与所述过渡齿轮进行固定连接的过渡齿轮轴及与所述过渡齿轮进行啮合的齿条，所述输入齿轮轴和过渡齿轮轴均与所述机架进行连接。

5.根据权利要求4所述的万吨级可移动式门式起重机，其特征在于：所述支撑单元控制油路包括所述支撑油缸、防爆阀、手动阀、远控阀和液压站，所述液压站的出油口与所述远控阀的进油口连接，所述远控阀的出油口与所述手动阀的进油口连接，所述手动阀的出油口与所述防爆阀的进油口连接，所述防爆阀的出油口与所述支撑油缸连接；所述支撑单元控制油路的数量为2个，每个所述支撑单元控制油路包含有一个所述远控阀，一个所述支撑单元控制油路内并联有R个依次串联的所述支撑油缸、防爆阀和手动阀， R个所述手动阀的进油口与所述远控阀的出油口连接，另一个所述支撑单元控制油路内并联有M-R个所述支撑油缸、防爆阀和手动阀，M-R个所述手动阀的进油口与所述远控阀的出油口连接；所述驱动单元控制油路包括所述悬挂液缸、手动阀、远控阀、安全阀、蓄能池和液压站，所述液压站的出油口与所述远控阀的进油口连接，所述远控阀的出油口分别与所述手动阀的进油口和所述安全阀的进油口连接，所述手动阀的出油口与所述悬挂液缸连接，所述安全阀的出油口与所述液压站连接，所述安全阀还与所述蓄能池连接；所述驱动单元控制油路内并联有若干个依次串联的所述悬挂液缸和手动阀，若干个所述手动阀的进油口与所述远控阀的出油口连接。

6.根据权利要求1所述的万吨级可移动式门式起重机，其特征在于上述移动系统控制支撑腿行走在如下轨道机构上：包括铺设在轨道下方的钢筋混凝土、预埋在钢筋混凝土中的预埋板、齿条、压板、两个侧挡板；所述预埋板的上表面露出钢筋混凝土并且与钢筋混凝土的表面之间保持平整；所述钢筋混凝土间断的凸起形成间断分布在轨道下方的混凝土墩台；相邻的混凝土墩台之间形成的空腔内设置有轨道过渡桥；所述轨道过渡桥包括顶板、底板和设置顶板和底板之间的支撑板；所述轨道过渡桥的顶板与位于混凝土墩台上的预埋板齐平，底板固定在位于混凝土墩台之间的预埋板上；所述齿条位于轨道中间，其中对应轨道过渡桥段的齿条通过压板和螺栓固定在轨道过渡桥的顶板中间，对应混凝土墩台段的齿条通过压板和预埋在钢筋混凝土中的地脚螺栓固定在预埋板中间；所述两个侧挡板分别位于轨道的两侧，其中对应轨道过渡桥段的侧挡板分别固定在轨道过渡桥的顶板两侧，对应混凝土墩台段的侧挡板分别固定在预埋板的两侧。

7.根据权利要求6所述的万吨级可移动式门式起重机，其特征在于:所述轨道过渡桥的底板与预埋板之间设置有垫板，该垫板固定在预埋板上，底板可拆卸的安装在垫板上；所述垫板焊接在预埋板上，底板与垫板通过螺栓连接。

8.根据权利要求1所述的万吨级可移动式门式起重机，其特征在于：

上述提升系统由卷扬机、钢丝绳以及2N对定滑轮、动滑轮组成的N套滑轮组共同组成；每套滑轮组由动滑轮和定滑轮经钢丝绳组成结构完全相同、且对称布置的滑轮一组和滑轮二组组成，滑轮一组和滑轮二组由一整根钢丝绳缠绕，出绳端与卷扬机连接，定滑轮悬挂在主梁上，动滑轮经三角架与吊杆形成均匀承载被吊重物的四个吊点；其中N为自然数。

9.根据权利要求1所述的万吨级可移动式门式起重机，其特征在于：上述主梁上还铰接有两个相隔一定距离的悬臂式起重机；该悬臂式起重机主要由吊臂、主提升系统和副提升系统组成，其吊臂由上方两个、下方两个共四个主弦杆组成桁架结构，其主提升系统、副提升系统分别由互相独立工作的卷扬机、钢丝绳、定滑轮、动滑轮组成。