2007年7~9月,丰满发电厂实施了一期厂房桥机吊车轨道梁改造工程。由于厂房结构和机电设备布置较为特殊,发电机层可利用地面十分有限(除主厂房0号段外。汽车吊等施工辅助设备无法进出场作业。为此提出了在桥机上设计并安装临时旋臂起重机,用于构件吊运,较好地完成了改造任务。
问题的提出
丰满发电厂一期主厂房始建于1937年,共安装8台主发电机组,单机容量72.5MW半岛式布置,北高南低,发电机层北侧高程201.8m发电机层南侧高程198.8m桥机轨道顶高程218.8m机组段可用于施工作业的场地很小。
桥机吊车轨道梁改造工程的安装场所位于厂房上半部立柱之上,距发电机层地面约20m作业面包括主厂房0~8号段的地面及地面以上屋顶的空间范围,拆安轨道梁共21双跨。吊车轨道梁等较大部件只能存放在0号段和检修间。其中部件为跨距吊车轨道梁,外形尺寸为9m×1.75m×0.48m,重约4.5t。但仅一跨质量,约5.4t,其余零部件都较小。
工程的施工由于受厂房结构和机电设备等因素的限制,汽车吊无法完成第3~21跨轨道梁的吊运,只能利用厂房上部较大空间来选取其它起重机具。经过研究决定,在桥机的南北两端各设计和安装1台可回转的悬臂吊,利用旋臂起重机实现构件垂直运输、桥机实现构件水平运输,利用转旋臂起重机的小角度回转实现构件的空中水平移位。解决汽车吊无法进场的难题,并可满足轨道梁的吊运和安装需要。
可回转转旋臂起重机的设计
1 旋臂起重机的构成及原理
悬臂吊由机架、起升系统和回转装置组成。机架采用双腹杆型钢钢梁结构,钢梁上设置支撑钢丝绳和卷扬机的上弦杆形成桁架结构,钢梁座落在桥机的端梁上,首端悬空,中部座落在桥机西侧主梁上,其下焊接钢托板,尾端用手拉葫芦、锚锁等固结在桥机东侧主梁上,尾端向下微倾。起升系统由卷扬机、滑轮组和吊钩等组成,卷扬机设置在钢梁尾部,在钢梁首端和顶部布设支撑定滑轮,滑轮组为“二二走四”的双联滑轮组,吊钩布置在动滑轮下。回转装置由2台手拉葫芦和垫块、托板等组成,设置在机架中部,拖拉钢梁,回转角度小于30°。悬臂吊的结构设计如图所示。
重物的起升由电动机驱动卷筒收放钢丝绳来实现,以手拉葫芦从两侧拖拉钢梁托板在垫块上的移动来实现重物回转,可完成重物的垂直运输和小行程水平移动重物的东西向长距离水平运输通过桥机运行实现)。此方案为临时起吊器具具有设施简单、系数高、操作灵活、造价低等特点。
2 转旋臂起重机的安装与试验
按设计计算结果,在主厂房检修间安装悬臂吊2台,分别安装在1号桥机的南北两端,吊点安置在桥机的西侧。为了便于机架的制造,除AD杆采用型号为40a工字钢外其它杆件均采用型号为32a工字钢。各连接缀板的尺寸按相应工字钢的厚度和宽度确定。卷扬机等起升系统直接安装在支架的尾部,固结在BC杆尾部的槽钢上。枕木、垫板等承载机架材料直接铺设于桥机主梁上并固定牢靠,安固完起升设备的机架用汽车吊架设在1号桥机端梁上,旋臂起重机尾部用10t手拉葫芦、锚锁等固结于桥机,在机架中部两侧各布置1台用于回转的2t手拉葫芦,卷扬机电源经控制箱直接接引桥机检修电源。其它如吊钩、定滑轮、动滑轮、轴、板等构件,按6t的额定荷载直接选取并安装。
安装完临时悬臂吊后,复检钢丝绳穿绕的正确性和卷扬机等设备的可靠性。根据设计计算结果和轨道梁安装高度,确定临时悬臂吊额定起重量为5.4t,起升高度为25m以5.4的额定起重量,分别做1.25倍荷载静载荷试验和1.1倍荷载动载荷试验。试验结果各梁杆、卷扬机、制动器、钢丝绳、动滑轮及吊钩等运行良好,回转部件无卡阻,控制装置操作可靠正确,表明悬臂吊可投入使用。
悬臂吊的应用及效果
在主厂房桥机轨道梁改造施工中,第1~2双跨轨道梁因其位于厂房东侧安装间,汽车吊可直接进入安装间,利用汽车吊进行轨道梁拆除和安装。第3~21双跨轨道梁位于厂房机组段,汽车吊无法
进入,利用临时悬臂吊进行轨道梁拆除和安装。
1 转旋臂起重机的具体应用
桥机轨道梁的拆除和安装采取分段逐跨方式进行。对于单跨施工顺序为先拆除轨道梁,再安装轨道梁、轨道。
用汽车吊完成1号、2号轨道梁和轨道安装后,拆除某号轨道梁时,先将桥机移动到该轨道梁的东侧合适位置,手工收放手拉葫芦,水平调整悬臂吊吊点位置,操作悬臂吊起升机构吊起轨道或轨道梁,再手工收放手拉葫芦,使被吊件略远离原位并保证吊件不碰撞其它固定构件,运行桥机大车,安装间预定位置,操作悬臂吊起升机构垂直吊运构件地面,完成拆除构件的吊运作业。轨道梁和轨道构件的安装吊运过程与拆除过程相反。
通过桥机、临时悬臂吊的互相配合,成功地完成了单跨地轨道梁的拆除和安装作业。
2 应用效果
- 在桥机上安装旋臂起重机并应用悬臂吊对轨道、轨道梁等拆装吊运,解决了汽车吊无法进入机组段厂房的难题,实现了旋臂起重机对汽车吊的替代作业。与汽车吊相比,由于悬臂吊的水平调整人员在桥机上操作,距离轨道梁施工人员比较近,构件的微量调整更便捷和易于控制,提高了轨道梁等构件的安装效率和安装精度。
- 具有显著的经济效果。与汽车吊相比,利用悬臂吊拆装1双跨轨道梁的施工作业少节约1天工期,整个工期少可节约19天。此外,旋臂起重机的台班费约占汽车吊的1/3使用悬臂吊作业计63天,如果汽车吊台班费按3200元天(35t,市场价)计算,那么可节约投资13.44万元。