CN109534187A - 一种适用于全回转浮式起重船上铰接式人字架的吊装方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种适用于全回转浮式起重船上铰接式人字架的吊装方法，利用现有吊装设备自身所具备的索具钩功能，将滑轮组扳至人字架头部另一侧，采用反向固定的安装方式，二、吊装时直接使用索具钩拉住斜撑杆，在人字架前后撑杆安装好之后，利用吊装浮吊自带索具钩将斜撑杆慢慢放下，相比以往斜撑采用设备吊装，手拉葫芦调整安装的方案快捷省力、安全、节约设备的使用成本。本发明成功解决了浮式起重机人字架三杆同时总装的问题，并进行了技术创新，对今后类似问题，有一定的借鉴作用。

Description

一种适用于全回转浮式起重船上铰接式人字架的吊装方法

技术领域

本发明涉及大型起重设备的总装领域，更具体地说，涉及一种适用于全回转浮式起重船上铰接式人字架的吊装方法。

背景技术

全回转浮式起重船适用于各种起重铺管、勘探、打捞等作业，并还具备深水作业功能。主要承担大吨位水下沉船沉物整体打捞和快速清障任务，同时具备强大的深水海洋工程作业能力。

人字架是全回转浮式起重船中必不可少的构件，如图1所示，一般由前面的前撑杆1、后面直立的后拉杆2和中间斜装的斜撑杆3连接组成，前撑杆1与后拉杆2构成一个“人”字形，故称人字架。人字架是支撑臂架系统和臂架变幅系统的重要结构，通过人字架，将臂架变幅系统与旋转平衡系统及船体连接起来。变幅钢丝绳穿好之后，钢丝绳将人字架上变幅滑轮架4和臂架上变幅滑轮架连接起来，通过机房卷筒收紧钢丝绳，将臂架扳起不同角度，去完成各种形式的吊装工作。

人字架总装时，必须翻身90度、直立后才能将其吊装至船体上，有的项目在人字架直立后，其头部变幅滑轮组会与吊装钢丝绳干涉，吊装时，吊装钢丝绳会挤压变幅滑轮组，会导致钢丝绳及滑轮组都受损。必须采取方便有效的方案，使吊装人字架时，吊装钢丝绳能有效避开滑轮架，在现有的方案中，第一种方案是如果吊装时使用一根合适长度的吊梁，使吊装钢丝绳间开档变大，吊装钢丝绳可以避开滑轮组，这个方案是最简洁有效的，但是必须有合适长度及吊重的吊梁，若为此项目专门制作一根吊梁，这就要花费不少人力、物力，同时此种情况吊装时，吊装钢丝绳向外拉开以避开变幅滑轮组，此时吊耳受力也是向外受拉力，焊缝受力强度计算通不过，必须更改焊缝要求。第二种方案是滑轮组暂不安装，待人字架吊装到位、烧焊好后再将滑轮架安装上去，但在这个方案中，滑轮组的安装由地面作业改为高空作业，必须增加安装滑轮组的工艺平台，危险性和安装难度就增加了很多，而且因滑轮组离船甲板面距离约有65米，滑轮组重量～50T/组，门机高度不够，必须用浮吊吊装，这样更是浪费，很不经济。

发明内容

针对现有技术中存在的上述缺陷，本发明的目的是提供一种适用于全回转浮式起重船上铰接式人字架的吊装方法，将滑轮组扳至人字架头部另一侧，采用反向固定方式，使吊装钢丝绳完全避开滑轮架，简洁有效减少后续安装的人力设备费用。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种适用于全回转浮式起重船上铰接式人字架的吊装方法，包括以下步骤：

1)将人字架上变幅滑轮架反方向进行绑扎固定；

2)在拼装场地布置好人字架的斜撑杆、后拉杆和前撑杆的放置胎架；

3)将斜撑杆、后拉杆和前撑杆从制作场地转运至拼装场地，选用浮吊吊装前撑杆落位，前撑杆头部先下降穿入后拉杆轴孔，销轴安装好之后，慢慢将前撑杆放置到胎架上；

4)顶升斜撑杆，将斜撑杆与前撑杆之间连接销轴安装完毕；

5)选用合适吨位的浮吊，并配置好吊梁、卸扣及钢丝绳；

6)浮吊缓慢起吊，后拉杆自然下落，用以吊装前撑杆根部的钩头慢慢下放，至前撑杆、后拉杆有一定的夹角；

7)全回转浮式起重船移至相应位置，并抛锚固定后，后拉杆移至全回转浮式起重船上桁框架安装位置，先将后拉杆与桁框架之间的销轴安装好，然后缓慢回落左钩，将左钩下的钢丝绳放松使前撑杆回落，同时浮吊配合移动使前撑杆慢慢落位，确保前撑杆与桁框架之间的销轴装配；

8)后拉杆、前撑杆安装完毕后，锁具钩松钩，缓慢下放斜撑杆，使斜撑杆慢慢下落，安装销轴到位。

所述将人字架上变幅滑轮架反方向进行绑扎固定，具体如下：

a)制作支撑架，并安装在人字架头部相应位置上；

b)在变幅滑轮架的小滑轮上先穿好四根钢丝绳；

c)利用门机将变幅滑轮架扳至反方向，利用事先穿好的四根钢丝绳将变幅滑轮架与支撑架绑扎，并利用手拉葫芦收紧钢丝绳，使变幅滑轮架反方向固定；

待人字架在全回转浮式起重船上安装完毕后，用小钩钩头缓慢拉动小钢丝绳，将变幅滑轮架复位，然后再将全部钢丝绳抽走。

所述支撑架上设有用以与手拉葫芦连接的吊耳，该吊耳的设计重量为20T，需按下列公式校验：

正应力：

上式中，P为单只吊耳起重量，F_min为垂直于P力方向的最小截面积，[σ]为材料允许的正应力；

切应力：

上式中，P_水平为单只吊耳水平力，A_min为平行于P力方向的最小截面积；

挤压强度：

所述材料允许的正应力[σ]为

上式中，K为安全系数，σ_s为钢材的屈服极限，按选用的钢材厚度取值。

所述吊耳全熔透焊缝强度计算

上式中，b为作用于吊耳的力臂长度，δ为吊耳主板厚度，L为焊缝总长度。

所述支撑架强度计算

支撑架正应力：

上式中，F为滑轮重量，F_min为垂直于P力方向的最小截面积；

弯矩：

上式中，M＝F×L，W为抗弯截面系数。

在上述的技术方案中，本发明所提供的一种适用于全回转浮式起重船上铰接式人字架的吊装方法，利用现有吊装设备自身所具备的索具钩功能，将斜撑杆安装到位，减少高空作业，减少其它设备使用，一次吊装安装结束，是工艺方案上的一次突破。相对现有的方案，将滑轮组扳至人字架头部另一侧，打破以往安装方式反向固定，简单方便节约时间和设备的使用。成功解决了浮式起重机人字架三杆同时总装的问题，并进行了技术创新，对今后类似问题，有一定的借鉴作用。

附图说明

图1是人字架的示意图；

图2是本发明吊装方法中支撑架的示意图；

图3是图2支撑架B向的示意图；

图4是本发明吊装方法中人字架上变幅滑轮架反向绑扎固定的示意图；

图5是图4中A-A向的示意图；

图6是本发明吊装方法中人字架吊装时吊梁、卸扣及钢丝绳配置示意图；

图7是图6中C向的示意图；

图8是图6中D向的示意图；

图9是本发明吊装方法中前撑杆下放过程的示意图；

图10是本发明吊装方法中斜撑杆下放过程的示意图；

图11是本发明吊装方法中人字架总装状态图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例进一步说明本发明的技术方案。

请结合图4至图11所示，本发明所提供的一种适用于全回转浮式起重船上铰接式人字架的吊装方法，在人字架总装时，主钩、索具钩分别吊装前撑杆1和斜撑杆3，吊装人字架时，因整体高度较高，只能采用自用5000T浮吊吊装人字架，具体包括以下步骤：

1)将人字架上变幅滑轮架4反方向进行绑扎固定；

2)在拼装场地布置好人字架的斜撑杆3、后拉杆2和前撑杆1的放置胎架；

3)利用液压平板车将斜撑杆3、后拉杆2和前撑杆1从制作场地转运至拼装场地，用自用1600T浮吊吊装前撑杆落位，前撑杆头部先下降穿入后拉杆轴孔，销轴安装好之后，慢慢将前撑杆放置到已经布置好的胎架上；

4)顶升斜撑杆，将斜撑杆与前撑杆之间连接销轴安装完毕；

5)人字架吊装时，配置好吊梁、卸扣及钢丝绳；

6)自用5000T浮吊缓慢起吊，后拉杆自然下落，用以吊装前撑杆根部的钩头慢慢下放，至前撑杆、后拉杆有一定的夹角；

7)全回转浮式起重船移至相应位置，并抛锚固定后，后拉杆移至全回转浮式起重船上桁框架安装位置，先将后拉杆与桁框架之间的销轴安装好，然后缓慢回落左钩，将左钩下的钢丝绳放松使前撑杆回落，同时自用5000T浮吊配合移动使前撑杆慢慢落位，确保前撑杆与桁框架之间的销轴装配；

8)后拉杆、前撑杆安装完毕后，锁具钩松钩，缓慢下放斜撑杆，使斜撑杆慢慢下落，安装销轴到位。

请结合图2至图3所示，所述将人字架上变幅滑轮架反方向进行绑扎固定，具体如下：

a)制作支撑架，在人字架头部相应位置根据人字架实际角度安装好支撑架；

b)事先在变幅滑轮架的小滑轮上穿好四根钢丝绳；

c)利用门机将变幅滑轮架扳至反方向，用胎架、枕木垫牢，利用事先穿好的四根钢丝绳将变幅滑轮架与支撑架绑扎，并利用手拉葫芦收紧钢丝绳，使变幅滑轮架反方向固定，防止吊装时，滑轮架绕轴转动而发生倾倒；

d)待人字架在全回转浮式起重船上安装完毕后，用小钩钩头缓慢拉动小钢丝绳，将变幅滑轮架复位，然后再将全部钢丝绳抽走。

较佳的，对于所述支撑架上用以与手拉葫芦连接的吊耳，其允许载荷计算：

该吊耳的设计重量为20T，需按下列公式校验：

正应力：

σ＜[σ]，合格。

上式中，P为单只吊耳起重量；F_min为垂直于P力方向的最小截面积(毫米²)，F_min＝30×(2×100-90)＝3300mm²；[σ]为材料允许的正应力。

切应力：

[τ]＝0.6[σ]＝0.6*126＝75.6MPa

τ＜[τ]，合格。

上式中，P_水平为单只吊耳水平力，此处按P_水平＝0.6*P计算；A_min为平行于P力方向的最小截面积(毫米²)，A_min＝30×(100-45)＝1650mm²。

挤压强度：

σ_挤压＜[σ]，合格。

较佳的，所述材料允许的正应力[σ]为

上式中，K为安全系数，一般取K＝2.0～3.0,此处K取2.5；σ_s为钢材的屈服极限，按选用的钢材厚度取值，以材料Q345为例：

δ≤16mm,δ_s＝345Mpa

δ>16～25mm,δ_s＝325Mpa

δ>25～36mm,δ_s＝315Mpa

δ>36～50mm,δ_s＝295Mpa

δ＞50～100mm,δ_s＝275Mpa

因此处δ＝30mm,δ_s＝315Mpa。

较佳的，所述吊耳焊缝计算

吊耳全熔透焊缝强度计算

上式中，b为作用于吊耳的力臂长度(mm)，b＝837mm；δ为吊耳主板厚度(毫米²)，δ＝30mm；L为焊缝总长度(mm)，L＝750mm：

σ≤[σ]，合格

τ＜[τ]，合格

[τ]＝0.6[σ]＝0.6*142＝85.2MPa。

较佳的，所述支撑架强度计算

支撑架正应力：

σ＜[σ]，合格

上式中，F为滑轮重量～50T，F_min为垂直于P力方向的最小截面积(毫米²)，F_min＝2×30×870＝52200mm²。

弯矩：

上式中，M＝F×L＝50×10³×9.8×2500＝1.225*10⁹MPa；抗弯截面系数根据查表所得I＝4.2×10¹²，e＝2952

σ＜[σ]，合格。

上式中，L为滑轮重心至支撑架重心距离～2500(毫米)；[σ]材料许用正应力(牛顿/毫米²，即兆帕)

上式中，K为安全系数，一般取K＝2.0～3.0,此处K取2.5；σ_s为钢材的屈服极限，按选用的钢材厚度取值，δ_s＝315Mpa。

本发明吊装方法在吊装时受力分析如下：

根据人字架总装时的重心位置，计算出左右两钩分别受力情况。

起吊时，根据力矩平衡公式以及人字架的重量和重心，计算所得(见图6)：

左边吊耳受力：

右边吊耳受力：

左边吊耳所用钢丝绳受力为：F1＝G1÷Cos5.7°＝394÷Cos5.7°＝396T

右边吊耳所用钢丝绳受力为：F2＝G2÷Cos7.2°＝307÷Cos7.2°＝310T

旋转90度时，受力分析如下(见图11)：

左边吊耳受力：

右边吊耳受力：

左边吊耳所用钢丝绳受力为：F1＝G1÷Cos2.3°＝429÷Cos2.3°＝430T

右边吊耳所用钢丝绳受力为：F2＝G2÷Cos4°＝272÷Cos4°＝273T

综上所述，本发明总装方法解决了浮式起重机人字架三杆同时总装的问题，并进行了技术创新，对今后类似问题，有一定的借鉴作用。

本技术领域中的普通技术人员应当认识到，以上的实施例仅是用来说明本发明，而并非用作为对本发明的限定，只要在本发明的实质精神范围内，对以上所述实施例的变化、变型都将落在本发明的权利要求书范围内。

Claims (7)

1.一种适用于全回转浮式起重船上铰接式人字架的吊装方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)将人字架上变幅滑轮架反方向进行绑扎固定；

2)在拼装场地布置好人字架的斜撑杆、后拉杆和前撑杆的放置胎架；

3)将斜撑杆、后拉杆和前撑杆从制作场地转运至拼装场地，选用浮吊吊装前撑杆落位，前撑杆头部先下降穿入后拉杆轴孔，销轴安装好之后，慢慢将前撑杆放置到胎架上；

4)顶升斜撑杆，将斜撑杆与前撑杆之间连接销轴安装完毕；

5)选用合适吨位的浮吊，并配置好吊梁、卸扣及钢丝绳；

6)浮吊缓慢起吊，后拉杆自然下落，用以吊装前撑杆根部的钩头慢慢下放，至前撑杆、后拉杆有一定的夹角；

7)全回转浮式起重船移至相应位置，并抛锚固定后，后拉杆移至全回转浮式起重船上桁框架安装位置，先将后拉杆与桁框架之间的销轴安装好，然后缓慢回落左钩，将左钩下的钢丝绳放松使前撑杆回落，同时浮吊配合移动使前撑杆慢慢落位，确保前撑杆与桁框架之间的销轴装配；

8)后拉杆、前撑杆安装完毕后，锁具钩松钩，缓慢下放斜撑杆，使斜撑杆慢慢下落，安装销轴到位。

2.如权利要求1所述的一种适用于全回转浮式起重船上铰接式人字架的吊装方法，其特征在于：所述将人字架上变幅滑轮架反方向进行绑扎固定，具体如下：

a)制作支撑架，并安装在人字架头部相应位置上；

b)在变幅滑轮架的小滑轮上先穿好四根钢丝绳；

c)利用门机将变幅滑轮架扳至反方向，利用事先穿好的四根钢丝绳将变幅滑轮架与支撑架绑扎，并利用手拉葫芦收紧钢丝绳，使变幅滑轮架反方向固定。

3.如权利要求2所述的一种适用于全回转浮式起重船上铰接式人字架的吊装方法，其特征在于：待人字架在全回转浮式起重船上安装完毕后，用小钩钩头缓慢拉动小钢丝绳，将变幅滑轮架复位，然后再将全部钢丝绳抽走。

4.如权利要求2所述的一种适用于全回转浮式起重船上铰接式人字架的吊装方法，其特征在于：所述支撑架上设有用以与手拉葫芦连接的吊耳，该吊耳的设计重量为20T，需按下列公式校验：

正应力：

上式中，P为单只吊耳起重量，F_min为垂直于P力方向的最小截面积，[σ]为材料允许的正应力；

切应力：

上式中，P_水平为单只吊耳水平力，A_min为平行于P力方向的最小截面积；

挤压强度：

5.如权利要求4所述的一种适用于全回转浮式起重船上铰接式人字架的吊装方法，其特征在于：所述材料允许的正应力[σ]为

上式中，K为安全系数，σ_s为钢材的屈服极限，按选用的钢材厚度取值。

6.如权利要求2所述的一种适用于全回转浮式起重船上铰接式人字架的吊装方法，其特征在于：所述吊耳全熔透焊缝强度计算

上式中，b为作用于吊耳的力臂长度，δ为吊耳主板厚度，L为焊缝总长度。

7.如权利要求2所述的一种适用于全回转浮式起重船上铰接式人字架的吊装方法，其特征在于：所述支撑架强度计算

支撑架正应力：

上式中，F为滑轮重量，F_min为垂直于P力方向的最小截面积；

弯矩：

上式中，M＝F×L，W为抗弯截面系数。