CN110482420A - 一种浮式起重机桁架式臂架整体建造方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种浮式起重机桁架式臂架整体建造方法，它涉及桁架式臂架建造方法技术领域。它将臂架进行分组建造，所述臂架包括臂架根部、臂架中部以及臂架头部，所述臂架中部设在臂架头部和臂架根部之间；所述臂架整体建造方法包括以下步骤：材料准备、臂架根部的建造、臂架中部的建造、臂架头部的建造、臂架合拢。本发明的优点在于：结构装配和焊接相对分散，流水线作业，有利于车间合理布置，在制作时预留收缩余量及修割余量等，可有效控制变形，利于精度的控制；在低胎位上进行各组件制作，臂架根部以及臂架头部耳板加工可在低胎位进行，可降低高空风险，臂架头部、臂架中部以及臂架根部分组建造，可同步施工，缩短建造周期，提高生产效率。

Description

一种浮式起重机桁架式臂架整体建造方法

技术领域

本发明涉及桁架式臂架建造方法技术领域，具体涉及一种浮式起重机桁架式臂架整体建造方法。

背景技术

随着社会的发展和科技的进步，清洁能源是未来能源发展方向，风力发电首当其中，海上风力发电更是主体，在海上无论是风机还是基础的安装都需要有相应能力的运输工具将其运送到风电场址，并配备适合各种安装方法的起重设备和定位设备，因此海上风电安装船应运而生。起重机是风电安装船关键设备，一般由臂架、人字架、回转底盘以及圆筒体组成，其中臂架采用桁架结构组织建造，总长一般超过100米，其中包含大量的滑轮耳板布置，对于此类钢结构建造，通常采用整体结构，生产较麻烦，不利于车间合理布置，其精度不易控制，不能有效控制变形，建造周期长，生产效率低下。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种浮式起重机桁架式臂架整体建造方法，它制造简单，利于车间合理布置，可有效控制变形，建造周期短，生产效率高。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案为：将臂架进行分组建造，所述臂架包括臂架根部、臂架中部以及臂架头部，所述臂架中部设在臂架头部和臂架根部之间；所述臂架整体建造方法包括以下步骤：材料准备、臂架根部的建造、臂架中部的建造、臂架头部的建造、臂架合拢；所述建造方法具体步骤如下：

（1）材料准备：将需要的材料进行前期准备和加工，钢板零件下料后切割坡口，各板件拼接，管件相贯线切割；

（2）臂架根部的建造：臂架根部包括具有铰点孔的组件一、具有重磅板的组件二，组件一和组件二两两对称制作，胎架根据臂架根部斜度1:1搭建；

（3）臂架中部的建造：臂架中部包括左右两个侧片，将两个侧片分别制作，再以臂架中心线为基准进行拼装；所述臂架中部以管件为主，以相贯线切割下料，主管上需要穿管的联接板，在主管对接前穿管到位；所述侧片装配时，依次划线安装主管之间的连接支管，侧片长度方向上不设置收缩余量，宽度方向上预留2mm收缩余量，侧片拼装完成后，进行立体拼装；搭建好工艺撑，实施对称焊接，控制变形；所述臂架中部上下面的连接支管预制为K型组件，并依次安装；所述连接支管上安装的滑轮耳板组件，穿制在对应的连接支管上，暂不焊接，待臂架整体划线后，复核尺寸，施焊到位；

（4）臂架头部的建造：臂架头部包括主钩滑轮支座、副钩滑轮支座以及管件三个组件，各部分分别制作，所述主钩滑轮支座和副钩滑轮支座为整体制作，主钩滑轮支座和副钩滑轮支座制作均以臂架中心线为基准，胎架按照臂架头部斜度1：1搭建，所述管件为散件安装，管件的主管下料时一侧加放50mm修割余量，每根主管各增加一条现场拼缝，拼缝待臂架头部拼接结束后完成，管件与副钩滑轮支座拼装的一侧槽口暂不开制，待拼装时角度调整到位后再进行开制；所述副钩滑轮支座制作时，除了臂架头部耳板孔以及平面待整体拼装后加工之外，其余要求预先加工，再进行安装；所述主钩滑轮支座组件制作完成后，单独划线加工镗孔刮平面；

（5）臂架合拢：臂架根部与臂架中部预先在低胎架上合拢，臂架根部按照既定位置与臂架中部进行合拢焊接，合拢后整体抬高至高胎架上，与臂架头部合拢，并安装梯子平台，完工后整体转运出车间冲砂油漆；所述臂架根部与臂架中部合拢后，划好基准线、余量加工线以及检验线，加工臂架根部铰点孔以及耳板平面；所述臂架头部的副钩滑轮支座待与臂架整体合拢后，加工各支座耳板。

进一步的，所述步骤（2）中，铰点孔内径加放40mm余量，重磅板厚度加放10mm余量，臂架根部箱体组件拼装以铰点包圈一边为基准进行制作。

进一步的，所述步骤（3）中，划出侧片拼装地样线：侧片中心线、主管中心线，并以油漆或样冲进行标记。

进一步的，所述步骤（3）中，根据来料长度规格，进行预套料，通过衬垫焊对接而成。

进一步的，所述步骤（3）中，侧片制作时规定内侧面朝上。

进一步的，所述步骤（3）中，将左右侧片竖立后，利用吊环和浪风绳固定，固定点均布12个点，左右对称。

进一步的，所述步骤（4）中，副钩滑轮支座制作时，其上的滑轮耳板进行预先制作，送金工镗孔刮平面，通过工艺轴连接再进行整体装焊。

进一步的，所述步骤（4）中，钢丝绳穿越管，由于内部涂装限制，预先要求镀锌，待滑轮安装后，现场划线开孔安装。

进一步的，所述步骤（4）中，箱体内部焊缝施焊时，在腹板上增开工艺孔，焊后封堵。

进一步的，所述步骤（5）中，组件合拢报验合格后，划好十字中心线、加工线以及检验线，整体镗孔刮平面；高位胎架采用可转运的胎架改制而成。

本发明的优点在于：

1、结构装配和焊接相对分散，流水线作业，有利于车间合理布置，在制作时预留收缩余量及修割余量等，可有效控制变形，利于精度的控制；

2、在低胎位上进行各组件制作，臂架根部以及臂架头部耳板加工可在低胎位进行，可降低高空风险，臂架头部、臂架中部以及臂架根部分组建造，可同步施工，缩短建造周期，提高生产效率。

附图说明

图1为本发明的一种浮式起重机桁架式臂架侧面结构示意图；

图2为本发明的一种浮式起重机桁架式臂架上表面结构示意图；

图3为本发明的一种浮式起重机桁架式臂架的臂架根部组件一结构示意图；

图4为本发明的一种浮式起重机桁架式臂架的臂架根部组件二的结构示意图；

图5为本发明的一种浮式起重机桁架式臂架侧片胎架布置图；

图6为本发明的一种浮式起重机桁架式臂架侧片拼装成型图；

图7为本发明的一种浮式起重机桁架式臂架侧片立体拼装结构示意图；

图8为本发明的一种浮式起重机桁架式臂架的臂架头部结构示意图；

图9为本发明的一种浮式起重机桁架式臂架高胎架布置图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步详细的说明。

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及具体实施方式，对本发明进行进一步详细说明。下面的实施例可以使本专业的技术人员更全面地理解本发明，但并不因此将本发明限制在所述的实施例范围之中。

如图1和图2所示，本具体实施方式采用如下技术方案：将臂架进行分组建造，所述臂架由臂架根部1、臂架中部2以及臂架头部3组成，钢板零件下料后，首先进行坡口加工、冷加工，然后进行各板件拼接，进行小组件预制；型材类管件下料后，进行侧片搭建，最后大组件拼装，部件金加工，整体合拢，完成桁架式臂架建造。

主要步骤如下：

1、材料准备：将需要的材料进行前期准备和加工，钢板零件下料后切割坡口，各板件拼接，管件相贯线切割。

2、臂架根部的建造：臂架根部1包括具有铰点孔11的组件一、具有重磅板12的组件二，组件一和组件二两两对称制作，胎架根据臂架根部斜度1:1搭建；首先进行胎架搭建，采用型钢为主要胎架材料，零件下料时，铰点孔11内径加放40mm余量，两侧重磅板12厚度加放10mm余量，铰点孔11耳板和重磅板12定位尺寸要求±1mm，同轴度要求≤2mm，见图3和图4；

划出胎架定位线、按图布置胎架、铺设板片并划线、定位安装内部结构、焊前报验、焊缝NDT检查、完工测量；臂架根部箱体组件拼装以外圈包板一侧为基准，朝向根据后续整体总拼方向保持一致，中心线为安装基准线进行制作；为了保证内部箱体施焊便利，在隔板上增开一工艺孔，焊接完成并报验合格后，将此孔封堵，并探伤检查；

构件精度要求：主要构件定位尺寸要求±1mm，次要构件定位尺寸要求±2mm。

3、臂架中部的建造：臂架中部2包括左右两个侧片，将两个侧片分别制作，再以臂架中心线为基准进行拼装；所述臂架中部2以管件为主，以相贯线切割下料，主管上需要穿管的联接板，在主管对接前穿管到位；所述侧片装配时，依次划线安装主管之间的连接支管，侧片长度方向上不设置收缩余量，宽度方向上预留2mm收缩余量，侧片拼装完成后，进行立体拼装；搭建好工艺撑，实施对称焊接，控制变形；所述臂架中部2上下面的连接支管预制为K型组件，并依次安装；所述连接支管上安装的滑轮耳板组件，穿制在对应的连接支管上，暂不焊接，待臂架整体划线后，复核尺寸，施焊到位；

（1）胎架布置：布置前需清理场地杂物，划出侧片拼装地样线（侧片中心线a、主管中心线b、立体拼装中心线c等），地样线划线误差要求±0.5mm，布置胎架，胎架整体水平度±1mm，见图5；

（2）主管装配、焊接：以地样线为基准依次将主管吊装到胎架上定位，为了提高主管材料利用率，需提供下料拼接图；要求直线度要求1.5mm/1m，整长≤6mm；两侧主管水平度要求≤2mm；

主管上穿管的连接板，要求在主管对接前穿管到位，主管定位尺寸调整到位，根据要求的焊接工艺规程焊接，完工后进行焊缝探伤检查；为了保证成型角度，尾段主管菜口根据现场实际尺寸开制；

（3）侧片装配、焊接：依次划线安装主管之间连接支管，连接支管采用相贯线设备切割下料，并预先排版套料，提高型材利用率，侧片长度方向上不设置收缩余量，宽度方向上预留2mm收缩余量，对角线偏差±6mm；尺寸检查合格后，按照间隔对称施焊的原则进行，示意图见图6；

（4）立体装配、焊接：划出臂架立体拼装地样中心线，将制作成型的左右两个侧片组件分别翻身竖立到胎架上，以地样线为基准调整侧片垂直度、开档尺寸以及直线度，调整完成安装吊环，并使用浪风钢丝绳固定，尾部有斜度区域采用圆筒胎架布置；

为了提高臂架中部2制作精度，将臂架中部2上下面的连接支管预制为K型组件，并依次安装；

连接支管上安装的滑轮耳板组件，下料后内孔预留40mm余量，重磅板厚度加放4mm余量，预制成组件后，用工艺撑固定开档，送金工划线镗孔、刮平面，然后将组件穿制对应的支管上，暂不焊接；待臂架整体划线后，复核尺寸，施焊到位，示意图见图7；

尺寸检查合格后，按照间隔对称施焊的原则进行；立体拼装精度要求如下：

直线度1.5mm/1m，整体≤6mm；

侧片端平面与臂架中心线的垂直度要求＜2mm；

左右两个侧片垂直度△c≤2mm；

臂架开档尺寸以地样线为基准偏差±1mm；对角线偏差±6mm；

臂架水平度要求±2mm，整体水平度≤6mm。

4、臂架头部的建造：臂架头部3包括主钩滑轮支座31、副钩滑轮支座33以及管件32三个组件，各部分分别制作，所述主钩滑轮支座31和副钩滑轮支座33为整体制作，主钩滑轮支座31和副钩滑轮支座33制作均以臂架中心线为基准，胎架按照臂架头部斜度1：1搭建，所述管件32为散件安装，管件32的主管下料时一侧加放50mm修割余量，每根主管各增加一条现场拼缝，拼缝待臂架头部拼接结束后完成，管件32与副钩滑轮支座33拼装的一侧槽口暂不开制，待拼装时角度调整到位后再进行开制；所述副钩滑轮支座33制作时，除了臂架头部耳板孔以及平面待整体拼装后加工之外，其余要求预先加工，再进行安装；所述主钩滑轮支座31组件制作完成后，单独划线加工镗孔刮平面，见图8，其中主钩滑轮支座31组件以下底板为基准，在自制的型钢胎架上制作，其他零件定位以臂架中心线和耳板中心线为基准；为了便于内部箱体焊接，需在箱体内部隔板上开制工艺孔，待箱体内部焊接结束后封堵；滑轮钢丝绳穿制管，需提前安排镀锌，待后续滑轮安装后，再划线安装；

管件32制作时，考虑到角度问题，所有管件32均为散装，主管下料时一侧加放50mm修割余量；每根主管各增加一条现场拼缝，拼缝待臂架头部拼接结束后完成，与副钩滑轮支座33拼装的一侧槽口暂不开制，待拼装时角度调整到位后再进行开制；安装的滑轮耳板制作方法同臂架中部；

副钩滑轮支座33制作时，在自制的型钢胎架上进行，以耳板包圈角度较小一侧为基准进行构件组装，所有耳板内孔加放40mm余量，重磅板板厚方向加放4mm余量，除了头部耳板孔以及平面待整体拼装后加工之外，其余要求预先加工，再进行安装。

5、臂架合拢：臂架根部1与臂架中部2预先在低胎架上合拢，臂架根部1按照既定位置与臂架中部2进行合拢焊接，合拢后整体抬高至高胎架上，与臂架头部3合拢，并安装梯子平台，完工后整体转运出车间冲砂油漆；所述臂架根部1与臂架中部2合拢后，划好基准线、余量加工线以及检验线，加工臂架根部铰点孔以及耳板平面；所述臂架头部3的副钩滑轮支座待33与臂架整体合拢后，加工各支座耳板；

臂架根部1和臂架中部2合拢：利用原臂架中部胎架在其尾部一端增加圆筒胎架，作为合拢胎架，臂架根部1按照既定位置进行合拢焊接，采用对称焊接的方式进行施焊；

焊接完成后，根据臂架中心线开出尾部铰点耳板十字中心线，划出铰点耳板以及重磅板余量加工线以及检验线，完成臂架尾部的加工要求；

主钩滑轮支座31制作完成报验合格后，独立划线加工耳板内孔以及重磅板余量；

臂架整体合拢：划出拼装地样中心线，在车间布置总拼胎架，采用可转运胎架改制而成，高度方向需严格核实，避免副钩滑轮支座33合拢时空间不足，具体见图9；

先将臂架根部1和臂架中部2组件吊装上总拼胎架，然后将臂架头部3组件主钩滑轮支座31上胎定位，在未点焊固定牢固前不得松钩；将副钩滑轮支座33吊装至圆筒胎架上，利用激光或者线锤检查，使得臂架中心线与地样线对应，然后点焊固定；分别安装管件32中主管和支管，主管两端槽口根据现场实际角度开制，复测各开档、定位尺寸，确认符合图纸要求后进行焊接。

划线加工副钩滑轮支座33滑轮耳板内孔以及重磅板；

整体测量报验：测量臂架整体尺寸，公差±6mm，直线度2mm/1000，全长≤5mm，水平度要求≤5mm。

所述步骤3中，根据来料长度规格，进行预套料，通过衬垫焊对接而成；侧片制作时规定内侧面朝上；将左右侧片竖立后，利用吊环和浪风绳固定，固定点均布12个点，左右对称。

所述步骤4中，副钩滑轮支座制作时，其上的滑轮耳板进行预先制作，送金工镗孔刮平面，通过工艺轴连接再进行整体装焊；钢丝绳穿越管，由于内部涂装限制，预先要求镀锌，待滑轮安装后，现场划线开孔安装。

本具体实施方式结构装配和焊接相对分散，流水线作业，有利于车间合理布置，在制作时预留收缩余量及修割余量等，可有效控制变形，利于精度的控制；在低胎位上进行各组件制作，臂架根部以及臂架头部耳板加工可在低胎位进行，可降低高空风险，臂架头部、臂架中部以及臂架根部分组建造，可同步施工，缩短建造周期，提高生产效率。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征以及本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (10)

1.一种浮式起重机桁架式臂架整体建造方法，其特征在于：将臂架进行分组建造，所述臂架包括臂架根部、臂架中部以及臂架头部，所述臂架中部设在臂架头部和臂架根部之间；所述臂架整体建造方法包括以下步骤：材料准备、臂架根部的建造、臂架中部的建造、臂架头部的建造、臂架合拢；所述建造方法具体步骤如下：

（1）材料准备：将需要的材料进行前期准备和加工，钢板零件下料后切割坡口，各板件拼接，管件相贯线切割；

（2）臂架根部的建造：臂架根部包括具有铰点孔的组件一、具有重磅板的组件二，胎架根据臂架根部斜度1:1搭建；

（3）臂架中部的建造：臂架中部包括左右两个侧片，将两个侧片分别制作，再以臂架中心线为基准进行拼装；所述臂架中部以管件为主，以相贯线切割下料，主管上需要穿管的联接板，在主管对接前穿管到位；所述侧片装配时，依次划线安装主管之间的连接支管，侧片长度方向上不设置收缩余量，宽度方向上预留2mm收缩余量，侧片拼装完成后，进行立体拼装；搭建好工艺撑，实施对称焊接，控制变形；所述臂架中部上下面的连接支管预制为K型组件，并依次安装；所述连接支管上安装的滑轮耳板组件，穿制在对应的连接支管上，暂不焊接，待臂架整体划线后，复核尺寸，施焊到位；

（4）臂架头部的建造：臂架头部包括主钩滑轮支座、副钩滑轮支座以及管件三个组件，各部分分别制作，所述主钩滑轮支座和副钩滑轮支座为整体制作，主钩滑轮支座和副钩滑轮支座制作均以臂架中心线为基准，胎架按照臂架头部斜度1：1搭建，所述管件为散件安装，管件的主管下料时一侧加放50mm修割余量，每根主管各增加一条现场拼缝，拼缝待臂架头部拼接结束后完成，管件与副钩滑轮支座拼装的一侧槽口暂不开制，待拼装时角度调整到位后再进行开制；所述副钩滑轮支座制作时，除了臂架头部耳板孔以及平面待整体拼装后加工之外，其余要求预先加工，再进行安装；所述主钩滑轮支座组件制作完成后，单独划线加工镗孔刮平面；

（5）臂架合拢：臂架根部与臂架中部预先在低胎架上合拢，臂架根部按照既定位置与臂架中部进行合拢焊接，合拢后整体抬高至高胎架上，与臂架头部合拢，并安装梯子平台，完工后整体转运出车间冲砂油漆；所述臂架根部与臂架中部合拢后，划好基准线、余量加工线以及检验线，加工臂架根部铰点孔以及耳板平面；所述臂架头部的副钩滑轮支座待与臂架整体合拢后，加工各支座耳板。

2.根据权利要求1所述的一种浮式起重机桁架式臂架整体建造方法，其特征在于：所述步骤（2）中，铰点孔内径加放40mm余量，重磅板厚度加放10mm余量，臂架根部箱体组件拼装以铰点包圈一边为基准进行制作。

3.根据权利要求1所述的一种浮式起重机桁架式臂架整体建造方法，其特征在于：所述步骤（3）中，划出侧片拼装地样线：侧片中心线、主管中心线，并以油漆或样冲进行标记。

4.根据权利要求1所述的一种浮式起重机桁架式臂架整体建造方法，其特征在于：所述步骤（3）中，根据来料长度规格，进行预套料，通过衬垫焊对接而成。

5.根据权利要求1所述的一种浮式起重机桁架式臂架整体建造方法，其特征在于：所述步骤（3）中，侧片制作时规定内侧面朝上。

6.根据权利要求1所述的一种浮式起重机桁架式臂架整体建造方法，其特征在于：所述步骤（3）中，将左右侧片竖立后，利用吊环和浪风绳固定，固定点均布12个点，左右对称。

7.根据权利要求1所述的一种浮式起重机桁架式臂架整体建造方法，其特征在于：所述步骤（4）中，副钩滑轮支座制作时，其上的滑轮耳板进行预先制作，送金工镗孔刮平面，通过工艺轴连接再进行整体装焊。

8.根据权利要求1所述的一种浮式起重机桁架式臂架整体建造方法，其特征在于：所述步骤（4）中，钢丝绳穿越管，由于内部涂装限制，预先要求镀锌，待滑轮安装后，现场划线开孔安装。

9.根据权利要求1所述的一种浮式起重机桁架式臂架整体建造方法，其特征在于：所述步骤（4）中，箱体内部焊缝施焊时，在腹板上增开工艺孔，焊后封堵。

10.根据权利要求1所述的一种浮式起重机桁架式臂架整体建造方法，其特征在于：所述步骤（5）中，组件合拢报验合格后，划好十字中心线、加工线以及检验线，整体镗孔刮平面。