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摘 要 随着大型吊车的普及,大型钢结构采用整体吊装开始变得简便和普及.本文以某电厂专用海运码头人字桅杆起重机的三角架翻转吊装为例,对受限空间内三角架安装过程中体积大、质量大、重心偏离、荷载分布不均等技术难点施工风险和处理办法进行探讨,对于类似工程具有实际参考意义.
关 键 词 码头；大型钢结构；三角架；翻转吊装
中图分类号TH2 文献标识码A 文章编号 1674-6708（2012）77-0141-02
1.概述
某电厂专用海运码头人字桅杆起重机额定起重能力为550t,三角架整体高27m,长18m,宽8m,重114t.三角架由两根前撑杆、两根后拉杆、相应的平联斜撑杆件和顶部的横梁组成,所有部件均为箱型结构,前撑杆截面尺寸为1300mm×1000mm,后拉杆截面为600m×600m,300mm×400mm,前撑杆与箱梁间采用高强螺栓连接,其它部分的连接均为铰接,三角架底部与前后铰座为铰接,铰座与基础预埋钢板焊接.三角架示意如下所示：
2.方案介绍
三角架到货时,设备基础平台及预埋钢板已经完成,卷扬机厂房框架施工已经完成,码头面层正在施工,人字桅杆起重机所有部件均放置在基础平台两侧,三角架安装可以使用的场地有限,在预留出吊车站位和进出通道后,三角架的组装只能在基础平台上进行.平面布置图如下：
根据现场情况,制定翻转吊装方案如下：在横梁顶端均匀设置4个吊耳（翻转时使用两个,平移就位时使用4个）,两根前撑杆端部（A点）使用两根钢丝绳系在右侧码头边沿的拴船柱上拉紧（抵消翻转时向左的力矩）作为缆绳,两台300t汽车吊站在在基础平台两侧,距基础平台中心线为9m,以A点为支点,抬起横梁部位（B点）,逆时针翻转,在翻转约80°时,汽车吊的吊臂向右摆动,拖动三角架向右平移并继续翻转,直至A点到达吊车中心位置,然后汽车吊吊臂向左摆动,使后拉杆缓慢下降,完成整个翻转过程；然后使用两台吊车抬起三角架,平移调整就位.三角移动过程如下图所示：
3.翻转吊装方案实施情况
在三角架翻转到80°后,汽车吊拖动三角架平移过程中, A点突然离地,三角架整体向右晃动,汽车吊司机紧急脱钩,因两台吊车速度有偏差,致使前撑杆一侧先着地并以此作为支点,三角架整体转动,与1台汽车吊吊臂轻度碰撞后侧位停止.这次事件导致1台吊车吊臂受到碰撞,另1台吊车支腿受到撞击,轻微损坏,损失情况鉴定前无法再次使用.
4.原因分析
事件发生后,相关人员调集相关资料分析事件发生原因,发现原方案中三角架重心位置计算失误,重新计算后的重心如三角架示意图所示,推演整个翻转过程,在翻转开始中,重力产生的向左的倾覆力矩由水平设置的缆绳抵消,在翻转到84°时,处于临界状态,此时三角架重心与A点处于同一垂直线上,超过84°后,因重心偏移产生向右的倾覆力矩,只能由前撑杆与地面摩擦力抵消,当摩擦力不足于克服此力矩时,三角架根部不稳,前撑杆开始向右移动,造成事件发生.重新审视原方案,当三角架翻转后,重心不在4个吊点覆盖范围内,吊钩与重心无法不重合,原平移方案也无法实施.
5.方案探讨
完整分析了三角架翻转过程中的受力情况,可采取有针对性的措施,最简单的办法是：在A点增加两根向左的钢丝绳,抵消翻转过84°后的向右的力矩,以卷扬机或手动葫芦调整钢丝绳长度,使三角架稳定地翻转、移动到按照位置.但是这种办法对于指挥协作要求极高,如果出现失误,汽车吊将承受较大的侧向力,处于非常危险的状态.
根据现场情况,可以考虑一种更为稳妥的方案：在两根前撑杆上相应位置分别设置两个吊点,使用1台400t履带吊加超起配重,将三角架吊起平移18m,使前撑杆（A点）到达安装位置,穿入销轴,将横梁放置在辅助驳船上,将前铰座与基础预埋钢板焊接,然后解开前撑杆上的吊点,调整履带吊站位,使用履带吊吊起横梁,摆动吊臂,以A点为轴心,三角架翻转124°,使后拉杆到达安装位置,直接完成翻转安装工作.示意图如下：
每个前铰座的设计工况受力如下表,完全可以承受三角架翻转过程中水平倾覆力矩的要求.
6.结论
综上所述,质量大、形状不规则、质量分布不均匀的大型钢结构在受限空间内翻转吊装时,有几个问题需要特别注意：一是准确计算钢结构重心；二是慎重确定翻转轴线或翻转点；三是选择吊车或吊装工具,履带吊的起重性能和带载行驶能力无疑是比汽车吊更好的选择；四是尽量能够模拟吊装过程,最好是三维模拟,在此基础上细化施工方案.采取哪种方案,使翻转过程安全、平稳地完成,需要综合考虑现场条件才能确定.但在类似情况中,本文提供的方案思路无疑具有一定的参考价值.