摘要:介绍500 t 全回转起重机在水工工程中的应用,该新型设备效率高,占用岸线少,对水工工程大型混凝土构件的开发和应用具有显著效益。
关键词:500 t 全回转起重机;防波堤;应用
中图分类号: U655. 2 ;U656. 24 文献标识码: B 文章编号: 100429592 (2007) 0220034202
根据天津港发展规划,为了建造北大港,形成良好的波稳条件,需要建造规模巨大的防波堤及围堰工程。而天津港地区的海底表层及浅层土为淤泥和淤泥质粘土,土体的物理力学指标较差,当防波堤和围堰向深水区发展时,常采用大型混凝土构件来提高对水深和软土地基的适应能力。为满足大型混凝土构件出运的需要,则应在预制厂码头选择一种可以出运大型构件的新型起重设备。
1 工程概况
天津港防波堤工程主体结构为半圆型结构和箱筒结构,工程包括北防波堤延伸、北围堰、南防波堤所有堤段。
根据工程需要,新建预制厂位于天津港南疆港区,西临天津万利储存有限公司,北靠工作船码头。工程需要预制的半圆体及箱筒数量见表1 。
表1 构件数量及尺寸
此工程工期紧、任务重。根据实际考察,需及时解决几种构件兼顾出运的大型起重设备。
2 出运设备选择方案
南疆预制厂除了生产2 种半圆体外,还需预制箱筒型结构。为了能够兼顾2 种结构型式防波堤构件的出运,本工程对防波堤构件的出运工艺考虑了三种出运方案:方案1 ,采用500 t 浮吊进行作业;方案2 ,在码头上安放门座起重机作业;方案3 ,利用500 t 固定全回转起重机。
方案1 :采用浮吊装船作业。这种大型浮吊必须从外地调遣,调遣费用及租用台班费比较高,要完成防波堤工程需2～3 年,船机费很大;再则每次移船换位较多,机动灵活性较差。
方案2 :在码头上安放门座起重机。设备造价相对较低,但因占面积较大,并且只能在竖直平面内做变幅运动,装船过程中要移船,占用海域也较大,使现有码头使用率大打折扣。同时,此种起重机不能兼顾拼装箱筒结构。
方案3 :采用500 t 固定全回转起重机装船。该机能够在360°范围内旋转,工作范围较大,既可以装船又能兼顾箱筒构件的出运拼装;机动灵活性好,总体费用一般,且作业时不需要移动船舶,占用岸线短。另外,使用500 t 旋转吊,安全系数高,比较稳定,土建建设少,相对于门机吊出运构件速度快。
经过比较论证及实际考察,最终选用以500 t固定全回转旋转吊为设备的装船工艺。同时,在新老码头交接处布置旋转吊基础。
3 选择工艺设备
国内500 t 固定全回转旋转吊有2 种型式:
1) 由电力部郑州机械设计研究所设计,其整机靠大直径滚子夹套式回转支承装置和反滚轮装置直接固定在码头上,旋转操作台离地面很低。
2) 固定全回转旋转吊由上海电力建设研究所设计,上海电力机械厂制造,起重机整机安放在固定于综合码头上的直径为9. 2 m、高约13 m 的钢桶上,钢筒内设有楼梯通往旋转操作平台(图1) 。
后者因占地面积小,净空高,利于车辆行走和码头综合使用,所以构件出运装船选用了第2 种形式的固定全回转旋转吊。
4 500 t 固定全回转起重机技术参数的确定
1) 技术参数的确定须考虑以下几种工况条件:①日最高出运构件预计达到20 件,平均日出运12 件,工作级别高,设备工作级别采用A5 ;②单件半圆体重450 t ,吊架重40 t ,装2 000 t方驳,船宽16. 8 m ,需要跨距20 m ;③箱筒单件加吊架重380 t ,装浮船坞103 ,装船操作如图2 所示,需跨距38 m、吊高44 m ;
④考虑到其它用途,设125 t 副钩;⑤综合以上几种工况确定具体参数见表2 。
2) 设备基础设计荷载500 t 固定吊基础荷载由上海电力机械厂提供,500 t 固定吊对码头面荷载如下:工况1 :工作状态吊重500 t ,幅宽30 m ;倾覆力矩108 200 kN ·m ;垂直力17 250 kN ;水平力220 kN。工况2 :工作状态吊重380 t ,幅宽38 m ;倾覆力矩106 000 kN ·m ;垂直力16 000 kN ;水平力170 kN。工况3 :工作状态吊重625 t ,幅宽30 m ;倾覆力矩137 350 kN ·m ;垂直力18 000 kN ,水平力可以不考虑。
表2 全回转起重机技术参数
500 t 固定吊基础位于工作船码头与3 000 t 多用途码头交界处,根据设计,墩台沿码头方向长18m ,垂直码头方向19 m ,为此工作船码头需拆除8. 4m ,多用途码头需拆除15. 5 m ,墩台前沿同其它两码头一致,墩台为现浇钢筋混凝土结构,顶高程6. 1m ,底面高程2. 5 m ,基础由17 根灌注桩组成,其中15 根直径1. 6 m ,1 根1. 2 m ,1 根1. 0 m。天津港南疆预制厂500 t 固定全回转起重机安装完毕后,按照验收标准要求,经过分项试吊,各种工况条件一次试吊成功,设备运行良好。
5 结束语
1) 至2006 年11 月共出运构件约750 件,日最高出运20 件达到预期效果;
2) 在水工工程中应用此种新型起重设备吊装大型构件尚属首次,填补了一项空白;
3) 提高了码头的综合利用率,经济和社会效益显著。
