门式起重机安装时的结构加强研究

门式起重机安装时的结构加强研究

肖文良

浙江省特种设备科学研究院浙江省杭州市310020

摘要：门式起重机是一种使用广泛的通用类起重设备，该类设备具有结构简单、可靠、拥有量大的特点.随着使用频率、起重量的增大，对其安全性能、经济性能、效率及耐久性等问题，也越来越引起人们的重视，并对设计理念、方法及手段的探讨也日趋深入.由于在通用门式起重机设计中采取常规设计方法时，许多构件存在不合理性，进而影响整个设备性能.通过各主要受力构件的应力分析，重点考虑了性能约束条件、几何约束条件及整机性能等一系列指标，增强了通用性与实用性，通过对样机的优化计算与分析，初步评价主要设计参数对整机设计的影响，为通用门式起重机的设计提供具有参考价值的理论依据.根据国内外资料显示，起重设备事故发生率较高，潜藏的不安全隐患也较多。

关键词：门式起重机；安装；结构；加强研究

引言

起重机工作时，由于司机、起重工违反安全操作规程，经常出现机械和人身伤亡事故，给财产和人身造成巨大损失。起重设备必须严格按照国家颁发的标准规范执行，只有熟悉掌握规范，才能促进我们提高设备的制造水平和使用管理水平，从根本上杜绝安全事故的发生。门式起重机的早期施工方法是采用桅杆、卷扬机、滑轮组联合吊装。该方法滑轮组复杂，不易实现自动同步控制，精确调整很难保证。

1门式起重机结构设计

本文采用桁架作为起重机的主体结构，其迎风面积小和结构轻巧的特点面对频繁的拆卸、维修、安装都显得尤为重要，对于承受起重机运行荷载及其自重更是目前较为合理和经济的形式。如图1所示，本门式起重机的主梁采取倒三角管桁架结构，再与由无缝钢管焊接组成的刚性支腿和柔性支腿通过销轴连接而成，具有抗风性能强、维护简便、排水便利的优点，再加上销轴比高强螺栓更加经济节约，施工起来快捷方便，成为了目前前景较好的结构形式。其次，台车和横梁之间采取的十字轴连接形式，当出现啃轨现象时，整机会偏斜运动，十字连接轴受到偏斜力会在垂直方向稍稍转动，减轻了啃轨对轨道造成的破坏。起重小车在上主弦的腹杆结构上运行，上主弦承受起小车的水平荷载和风荷载，保证了强度和稳定性。之所以该结构采用刚柔结合的支腿形式，主要目的还是考虑大跨度门式起重机造成的温度变形影响，同时，为满足桁架刚度及我国规定的运输净空限定，本文将桁架高度取值为3m。其次，为保证起重机通行宽度，门式起重机的跨度限定于2.8m。对于悬臂长度，只需在跨度的0.2~0.35范围内即可，该结构取值为10.09m。

2门式起重机的制造工艺及主梁预拱控制

由于门式起重机是由规格不一的无缝钢管组合而成，其节点复杂、焊缝繁多、拱度较难控制及具有较大变形等缺点给工艺带来了不小的困难。

2.1主梁的工装设计

为避免翻身工序的增加，制作主梁时按倒三角形放置，同时要考虑下弦杆处的电动葫芦的安装空间，合理根据主梁拼接来布置工装支撑点。常见的拼装方法是先使中部支撑面成型，再与下弦杆拼接成整体，见图2。主梁的制造工艺要按照预拱图的要求整体放样，下料切割时应在钢管两头各留10mm作为加工修正佘量，并在组装完成之后测量其拱度值，主弦杆与小车轨道满焊后应复测其拱度值。

2.2主梁预拱设计和控制

门式起重机对于预拱度有规定，主梁保证在空载时能有40~60mm的预拱值，但结构自重、焊缝收缩以及销轴之间的间隙会导致规定的预拱值偏小，本文根据该门式起重机的实际应用情况，将主梁预拱值设定在120mm，悬臂处设置为35mm。在之后的空载试验中，主梁的上拱最高点保持在了跨度中部的S/10的范围之内，未小于国家标准所规定的0.7S/1000限值，满足了设计的要求。

3安装施工技术在通用门式起重机中的运用

3.1施工背景概述

某一室外集散货场因物流运输业务迅速发展，货物流通量激增，集装箱的重量和体积也开始不断增加，对起重机的安装精度要求更高，难度更大，原有的起重设备已经很难适应当前的货物的运输需要。因此，经研究：在货场加装一台通用门式起重机，该起重机的额定起重量约为５０/１０吨，跨度为３５米，起升高度１２/１４米。

3.2施工作业的前期筹备

安装作业前，相关工程人员要实地勘测情况，并分析施工环境的各项参数，以便在施工工作组织时具有更高的科学性，同时充分准备各种安装材料、器具。在安装前，确认施工地况，保证其施工条件良好，为施工工程顺利进行奠定基础。

3.2.1作业人员配置

要组织专业的安装队伍进行安装，切实保证安装施工的质量。安排专业技术人员、安全责任人，确保参与安装及勘测的人员有足够的安装经验，并拟定安全文明施工管理细则。同时，安排专业的机械设备、附件设施、电气设备、安全控件技术以及作业人员。

3.2.2安装环境调试

由于起重机安装是高空危险作业且安装精度要求高，难度大；同时各施工专业交叉作业，必须相互间做好协调、配合。起重机的结构复杂，不便于整体运输，因此，需要在安装环境内，选定面积约１０００平方米的设备组接场地，将设备的提前组接工作作为前期重点，以提高安装效率，确保施工进度顺利。

3.2.3安装注意事项

首先，统筹好各施工专业的工作，使其互相配合有序协调。在安装施工过程中，有大量细节需要交叉完成，协同施工，这就离不开不同专业的默契配合。如果无法实现协同施工，将偏离最佳配合施工期及预期效果相去甚远，给以后的工作带来难以补救的困难。相关施工人员需实时监测现场施工问题，并协调好各施工参与组织，使其在进度上、安装标准上达成共识。同时，在施工前先要组织专业的技术人员对施工材料进行系统化分析，明确施工图样，以防在施工过程中因技术性问题出现操作误差，影响门式起重机最终的施工完成度，导致质量无法达标。安装之前要进行必要的检查工作，及时发现细节部件以及结构的变形与腐蚀问题，及时处理修正。另外，确保放置位置的地面条件良好，地面需要足够承重以防金属结构出现变形。

4质量及安全技术保证措施

及时调整尚不完善的数据，检查细节及连接点各部件，切实提高起重机安装的质量，保证其在实际应用中实现最佳的运转效果。从人员素质角度，所有参与施工人员，必须严格遵守系统安装安全施工技术规程和相关劳动安全条例，明确各项安全要求以施工标准，将安全意识放在第一位，系统关系，明确任务分工，责任到人，细分责任区划，并注重实际配合，让安全检查工作贯穿施工全程，不留安全盲区。施工环境的布置上，施工现场需要搭建隔离板，设置安全警戒线，确保其他设备的正常运行，同时在醒目处放置警示标语。在安装过程中，需要实时观察各项设备的运转情况，并根据监测到的新数据、发现的新问题及时调整各部件的设置角度以及吊装高度、铺设位置等等。吊装着力点的选择尤为重要，着力点的设置不仅关于整个吊装结构的稳定性，更关乎各组成构件能否在不同空间实现有效联动。最后，以安装标准为依据对连接部分以及吊装部分的稳固程度以及有效性进行测评，及时规范细节，避免不合理操作产生。

5结语

通用门式起重机是广泛用于货场、港口及大型建材预制场等处必需的设备.由于受到现有的常规设计方式的限制，该类设备中许多结构存在着不合理性，影响了设备的质量和性能，同时也增加不必要的对使用环境（如基础等）的投资。

参考文献

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