CN105947889A - 一种利用双小车门（桥）机翻身大型构件的方法 - Google Patents

Abstract

一种利用双小车门（桥）机翻身大型构件的方法包括设置吊点———第一个90°的翻转———构件的平面转向———第二个90°的翻转。本发明的优点在于，提高大型钢结构件制造工效，提高施工的可靠性和安全性，加快制造进度，同时以减少吊装翻身时占用起重机械的时间，以达到保质保量按期高效完成整个工程设备的施工。

Description

一种利用双小车门（桥）机翻身大型构件的方法

技术领域

本发明涉及一种用于大型构件制造时因装配和焊接需要对其进行180°翻转的方法，该方法借助双小车门机或者桥机完成，此方法可用于机械行业大型构件生产过程的吊装方法、也可用于起重行业、金属结构制造行业大型构件生产过程的吊装翻身，属于起重吊装技术领域。

背景技术

在机械行业大型构件的生产过程中，往往由于装配或者焊接的需要，要求对构件多次进行90°或者是180°的翻身，构件翻身吊装是产品制造过程中关键环节，对起重设备和吊装过程中安全尤其要重点关注。我公司在水电工程钢闸门制造，起重设备的主梁上部结构、门腿结构，钢结构桥梁的分段制造等项目，因为焊接工作及装配工作的需要，往往先在刚性平台上完成该工作面范围内的部件组装和焊接工作，结构件的生产过程中往往在焊接变形，因此需要将该分段大部件进行翻身厚，进行局部的矫正工作，在矫正完成后再进行反面的部件组装和焊接工作，最后进行矫正，以完成部件的生产制造任务，同时如果对部件进行防腐处理工作，则需要再除锈和喷涂工作间多次对构件进行翻面或者翻身，所以大型构件生产过程中，吊装翻身工作量贯穿整个制造阶段各工序，是生产过程中重要的一个工作内容。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种利用双小车门(桥)机翻身大型构件的方法技术领域，解决大型钢结构件制造过程中多次吊装翻转的技术难题。提高大型钢结构件制造工效，提高施工的可靠性和安全性，加快制造进度，同时以减少吊装翻身时占用起重机械的时间，以达到保质保量按期高效完成整个工程设备的施工。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：一种利用双小车门(桥)机翻身大型构件的方法包括设置吊点———第一个90°的翻转———构件的平面转向———第二个90°的翻转；

设置吊点:大型构件对应二侧分别设置吊点，至少一侧设有二吊点；

第一个90°的翻转:第一小车与第二小车分别与大型构件非同一侧吊点连接，起吊过程中第一小车不动，其第一小车吊钩带动大型构上升，第二小车向第一小车靠近，在靠近的同时第二小车吊钩上升，吊钩吊点上升速度与小车移动速度保持一定比例，使吊钩吊点受力始终在垂直状态，直至第一小车吊钩吊点、大型构件重心、第二小车吊钩吊点成一线时，第一小车吊钩吊点保持不动，第二小车吊钩继续上升，同时，第二小车继续向第一小车靠近，大型构件重力逐步全部加载到第二小车吊钩，第一小车吊钩受力逐步减少至零，完成第一次90°的翻转；

构件的平面转向：以第二小车吊钩为支点、以垂直于第二小车支撑面的平面使大型构件进行180度旋转，再将第一小车吊钩连接在与第二小车吊钩相同侧的吊点上；

第二个90°的翻转：第一小车吊钩提升，其过程中第一小车吊钩逐步受力，并且第二小车向背离第一小车的方向移动，第二小车吊钩保持不提升，通过构件自身重量来找平衡，当第一小车吊钩的钢丝绳已经处于垂直状态时，第二小车吊钩慢慢落下钢丝绳；同时第二小车继续往背离第一小车的方向移动，直至第一小车吊钩吊点、大型构件重心、第二小车吊钩吊点成一线时，此时第一小车吊钩保持不动，第二小车吊钩慢慢下放钢丝绳，第二小车继续往背离第一小车所在方向移动，此时第二小车吊钩受力逐渐减少，第一小车吊钩1受力逐渐增加，完成第二个90°的翻身。

进一步讲，所述大型构件为叶门；

门叶重心位置确定，重心计算公式：G·X·N＝G1·X1+G1·X2+G2·X2+G3·X3+……；

G为闸门总重，X为闸门重心门叶厚度方向上的坐标值；

G1、G2、G3………单个零件的重量；

X1、X2、X3………单个零件重心X方向的坐标值；

N为风力等级，风力等级小于等于2级时，N取1，风力等级为3级时，N取1.05，风力等级为4级时，N取1.08。

本发明提供的益效果是，合理利用现有设备，根据所生产的产品特征和工序安排，科学计算构件重心位置，利用杠杆原理合理布置吊点，对钢丝绳和吊耳的选用必须考虑最不利的受力状态。同时对双小车的门(桥)机做好日常的保养和维护工作。

在有双小车的门(桥)机的工厂，对公司在大型构件的制造过 程中需要对构件进行多次的翻身的产品项目，利用该方法来大型构件的翻身，在生产过程中其适用非常强，同时充分体现这一方法安全、快速、高效的特点，其经济效益非常明显。

附图说明

图1为弧形门叶具体结构及尺寸图。

图2为吊装准备阶段示意图。

图3为起吊状态一示意图。

图4为起吊状态二示意图。

图5为起吊状态三示意图。

图6为起吊状态四示意图。

图7为起吊状态五示意图。

图8为起吊状态六示意图。

图9为单吊耳结构示意图。

图10为图9的B-B断面示意图。

图11为单吊耳结构受力分析图。

具体实施方式

利用本专利吊装弧形门叶为例对本专利进行说明。

某工程的弧形门叶结构采用整体制造方法，在所有拼装、焊接、矫正、装配工作完成后将闸门拆分成4节。在该门叶结构的制造过程中需要进行二次180°翻身和一次90°翻身。该门叶结构外形尺寸：20m×12.5m×2.1m，重量90.2t，见下图1，利用公司260t/80t-34.5m双小车桥机进行闸门制造过程中的翻身工作。

吊装技术准备工作

(1)门叶重心位置确定

重心计算公式：G·X＝G1·X1+G1·X2+G2·X2+G3·X3+……；

G………闸门总重；

X………闸门重心X方向(门叶厚度方向)上的坐标值；

G1、G2、G3………单个零件的重量；

X1、X2、X3………单个零件重心X方向的坐标值。

用相同方法求得Y方向(门叶高度方向)上重心坐标值，闸门宽度方向重心在正中位置。经计算弧形工作闸门门叶结构重心位置如图1：

(2)吊耳布置及吊耳校核

根据门叶重心位置及翻身状态要求，布置吊耳，详见附图中图1的布置；根据吊耳布置图，2个吊耳承受闸门总重90.2t时为最大载荷情况，简化后的受力分析模型如图11，钢丝绳仰角按600(实际吊装时钢丝绳仰角大于600)，F＝G＝90.2t，动载系数1.2，

∵F1×Sin(60)°＝F/2＝G/2；

∴F1＝90.2÷2÷Sin(60)°×1.2＝62.5；

因此按单个吊耳受力62.5t设计吊耳。

吊耳形式如图9，

对吊耳进行校核：

吊耳板的材质为

Q345B；d＝90mm；δ1＝36mm；δ2＝36+16×2＝68mm,R＝120，r＝45；L ＝340mm；

Q345B材料的剪切许用应力[τ]＝[σ]/(1.5*132.8)N/mm2；

局部紧接承压许用应力为[σcj]＝165MPa；

孔壁容许拉应力[σk]＝180MPa；

焊缝许用应力[τ]＝127N/mm2,[]＝181N/mm2；

◆最小断面抗剪

τ＝F1/S＝62.5×104÷6000＝104N/mm2

∴τ<[τ]，吊耳最小断面剪切应力满足要求；

◆局部紧接承压应力为：

＝F1/dδ2＝62.5×/(90×68)＝102.1(MPa)

∴＜[σcj]＝165(MPa)满足要求

孔壁拉应力：

${\mathrm{\&sigma;}}_k={\mathrm{\&sigma;}}_{cj}\frac{R^2+r^2}{R^2-r^2}=102.1\&times;\frac{{145}^2+{45}^2}{{145}^2-{45}^2}=102.1\&times;\frac{23050}{19000}=123.86MPa$

0.8[σ_K]＝0.8×180MPa＝144MPa

∴σ_k≤0.8[σ_K]

∴吊耳孔壁拉应力满足要求；

◆吊耳焊缝强度计算：

耳板与门叶及支臂腹板采用低氢型焊条进行焊接，角焊缝的计算厚度为25，焊缝长度按340mm计算，则：

抗拉：τ＝F1÷(δ1×L)＝62.5×104÷(25×340)＝73.5N/mm2

∴σ<[σP],焊缝抗弯满足要求。

综上所述：图3所示吊耳满足要求

(3)钢丝绳选择及校核

◆钢丝绳选择：

由图1可知，单吊耳受力F1＝62.5t，因此采用单个吊耳双股钢丝绳的方式选用钢丝绳:

d＝C＝0.1×＝55.9mm

d──钢丝绳最小直径，单位mm；

C──选择系数，单位mm/,安全系数为5时，C＝0.1mm/；

S──钢丝绳最大工作静拉力，单位N，S＝F1/2＝31.25×104N；

∴单个吊点选择公称直径为φ56的6

◆钢丝绳校核：

所选钢丝绳的破断拉力应满足式

其中，──所选用的钢丝绳的破断拉力1630kN，

S──钢丝绳最大工作静拉力312.5kN，

n──钢丝绳最小安全系数5。

F₀＝1620≥Sn＝312.5×5＝1562.5

因此所选钢丝绳满足吊装要求。

(4)卸扣选择

单吊点最大受力F1＝62.5吨，因此选择型号为T-DW63JB 8112-1999的卸扣。

一种利用双小车门(桥)机翻身大型构件的方法包括设置吊点———第一个90°的翻转———构件的平面转向———第二个90°的翻转；

熟悉或者了解设备的性能及技术参数：确定双小车的门机 (桥机)两个小车的最大起重量和两台小车的最近距离和最远距离，我公司一台双小车桥机起重吨位是260t/80t；两台小车吊点的最小中心距离是2.5m，最大中心距是28m。另一台双小车门机起重吨位是75t/50t；两台小车吊点的最小中心距离是2m，最大中心距是16m。

设置吊点:根据外形尺寸，计算重心位置；考虑吊装设备的参数，合理布置吊点位置，要求构件基本焊接工作已经完成，吊耳位置不仅具备足够强度，其刚度也要满足要求，根据被吊物体重量分配吊点的力，校核选用吊耳，焊接吊耳，并检验合格。通常在构件上设置六个翻身吊耳，起吊侧设置2个第一吊耳3，翻转后侧设备4个第二吊耳4，见附图1；

吊装准备阶段。包括挂绳、卡环等穿装到位，将构件从平台上吊起保持3分钟静态平衡状态，试吊过程，将构件从工作平台吊运至翻身区域，见附图2的(A)→(B)状态，第一小车吊钩1是挂的第一吊耳3，第二小车吊钩2是挂的相近的二个第二吊耳4；

第一个90°的翻转:如图3中，第一小车与第二小车分别与大型构件非同一侧吊点连接，起吊过程中第一小车不动，其第一小车吊钩1带动大型构上升，第二小车向第一小车靠近，在靠近的同时第二小车吊钩2上升，吊钩2吊点上升速度与小车2移动速度保持一定比例，使吊钩2吊点受力始终在垂直状态，直至第一小车吊钩吊点、大型构件重心、第二小车吊钩吊点成一线时，第一小车吊钩吊点保持不动，第二小车吊钩继续上升，同时，第二小车继续向 第一小车靠近，大型构件重力逐步全部加载到第二小车吊钩，第一小车吊钩受力逐步减少至零，完成第一次90°的翻转(如图4)；

构件的平面转向：在图4状态，以第二小车吊钩为支点、以垂直于第二小车支撑面的平面使大型构件进行180度旋转(如图5)，再将第一小车吊钩连接在与第二小车吊钩相同侧的第二吊耳4上(如图6)；

第二个90°的翻转：第一小车吊钩提升，其过程中第一小车吊钩逐步受力，并且第二小车向背离第一小车的方向移动，第二小车吊钩保持不提升，通过构件自身重量来找平衡，当第一小车吊钩的钢丝绳已经处于垂直状态时(如图7)，第二小车吊钩慢慢落下钢丝绳；同时第二小车继续往背离第一小车的方向移动，直至第一小车吊钩吊点、大型构件重心、第二小车吊钩吊点成一线时，此时第一小车吊钩保持不动，第二小车吊钩慢慢下放钢丝绳，第二小车继续往背离第一小车所在方向移动，此时第二小车吊钩受力逐渐减少，至如图8中，第一小车吊钩1受力逐渐增加，完成第二个90°的翻身。

Claims (2)

1.一种利用双小车门(桥)机翻身大型构件的方法，其特征在于：所述包括设置吊点———第一个90°的翻转———构件的平面转向———第二个90°的翻转；

设置吊点:大型构件对应二侧分别设置吊点，至少一侧设有二吊点；

第一个90°的翻转:第一小车与第二小车分别与大型构件非同一侧吊点连接，起吊过程中第一小车不动，其第一小车吊钩带动大型构上升，第二小车向第一小车靠近，在靠近的同时第二小车吊钩上升，吊钩2吊点上升速度与小车2移动速度保持一定比例，使吊钩2吊点受力始终在垂直状态，直至第一小车吊钩吊点、大型构件重心、第二小车吊钩吊点成一线时，第一小车吊钩吊点保持不动，第二小车吊钩继续上升，同时，第二小车继续向第一小车靠近，大型构件重力逐步全部加载到第二小车吊钩，第一小车吊钩受力逐步减少至零，完成第一次90°的翻转；

构件的平面转向：以第二小车吊钩为支点、以垂直于第二小车支撑面的平面使大型构件进行180度旋转，再将第一小车吊钩连接在与第二小车吊钩相同侧的吊点上；

第二个90°的翻转：第一小车吊钩提升，其过程中第一小车吊钩逐步受力，并且第二小车向背离第一小车的方向移动，第二小车吊钩保持不提升，通过构件自身重量来找平衡，当第一小车吊钩的钢丝绳已经处于垂直状态时，第二小车吊钩慢慢落下钢丝绳；同时第二小车继续往背离第一小车的方向移动，直至第一小车吊钩吊点、大型构件重心、第二小车吊钩吊点成一线时，此时第一小车吊钩保持不动，第二小车吊钩慢慢下放钢丝绳，第二小车继续往背离第一小车所在方向移动，此时第二小车吊钩受力逐渐减少，第一小车吊钩1受力逐渐增加，完成第二个90°的翻身。

2.根据权利要求1所述的一种利用双小车门(桥)机翻身大型构件的方法，其特征是：所述大型构件为叶门；

门叶重心位置确定，重心计算公式：G·X·N＝G1·X1+G1·X2+G2·X2+G3·X3+……；

G为闸门总重，X为闸门重心门叶厚度方向上的坐标值；

G1、G2、G3………单个零件的重量；

X1、X2、X3………单个零件重心X方向的坐标值；

N为风力等级，风力等级小于等于2级时，N取1，风力等级为3级时，N取1.05，风力等级为4级时，N取1.08。