一种陆上安装大型浮吊臂架技术
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摘 要：大型浮吊安装和维修多年来一直在水上依靠驳船和浮吊进行，提出了一种可以实现浮吊安装和维修直接在码头岸上进行的安装技术，使维修施工简单便利，受海洋气候影响小，可以大范围的提高施工效率，降低施工成本和保证施工安全。
关键词：大型浮吊;安装;维修;技术优化
DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.17.030
1 大型浮吊安装技术现状
大型海洋工程装备，因其超大尺寸、超大重量和特殊的使用工况，使得其装配和维修作业过程十分复杂，拆装操作周期长、控制难度非常大。特别是，大型浮吊的臂架安装工作周期长、效率低、人财物力投入量大、成本高，且安全生产预防难度大。
现有技术中，浮吊安装和维修施工操作过程中，通常采用驳船进行辅助安装，以利用驳船在海水中与浮吊船同步摇摆和晃动，尽可能减少或者降低浮吊船单独晃动所造成的对臂架的惯性冲击，进而造成臂架结构，特别是传动位置的损坏。这种，海上安装作业方式存在诸多的问题和不足。主要表现在：
（1）浮吊船的吨位一般远高于驳船的吨位，周期性的潮起潮落所致二者之间的摆动幅度和被动的运动频率、运动方式存在较大差别等因素，造成这种海上作业的控制难度高、完全受制于气候条件，无法实现全天候作业;（2）由于大型浮吊的臂架安装工程量庞大、工作周期一般为2～3个月，辅助安装用驳船随浮吊船在风浪和腐蚀环境中漂浮2-3个月，其费用高;（3）这种连自身都始终处于不稳定或介稳状态下的辅助安装装备，无法根据安装操作需要，进行合理、灵活的调节;在某些情形下，甚至还可能加剧安装操作难度，诱发安全生产事故;特别是，对于必须依靠人工手动方式进行、工程量巨大的，类似于钢丝绳穿连串接始终处于上下起伏、摇摆不定以及大风环境下的高空施工作业，安全风险因素很高。
2 现有技术改进思路
要从根本上解决上述问题，需要从成本、安全、施工方便性这三个方面进行改进：
（1）要将水上作业转化到岸上作业，既可以降低施工难度，让施工作业受海洋气候影响减小，又可以保障施工安全。（2）随着起重设备不断趋向大型化发展，浮吊臂架安装不能只依靠浮吊。要让码头岸上起重设备也能投入到安装和施工中去，从而降低制造成本。（3）要实现浮吊安装的岸上作业就需要寻找一种可以替代驳船的支撑装置，能够随浮吊船一起受波浪冲击摇摆而摇摆，从而解决海洋波浪及潮汐对浮吊结构的冲击和影响的问题。
3 新式大型浮吊安装技术
大型浮吊安装主要分为臂架吊装、销轴安装、钢丝绳安装三个步骤。其中吊装工作也贯穿销轴安装和钢丝绳安装全过程，钢丝绳安装过程在臂架安装完成之后相对周期比较长。安装技术的改进从以下几个方面进行：
首先就是要利用码头岸边起重设备代替浮吊，实现浮吊臂架的安装及拆卸维护等任务。目前能够应用于该项作业的主要有大吨位的龙门吊、液压提升塔架装置以及大吨位的履带吊等，最适合安装工作的设备主要是龙门吊。
其次是要利用特制的支撑工装来替代驳船的作用。该支撑架工装主要由支撑结构、上部球形铰点、下部滑移块组成;支撑结构用来承载大吨位的压力，球形铰点可以满足支撑面进行上下、左右、前后微量转动，下部滑移块可以让支撑架在水平平面内进行前后、左右微量移动。该支撑架共具有5个运动自由度，能够支撑臂架结构并使浮吊臂架可以随船体在海水潮汐、洋流的冲击下进行自由运动。支撑工装主要由球形铰装置、支撑结构、托梁、保护垫梁、支撑梁、平面滑移装置组成。其中球形铰装置可以支撑的托梁传递的压力，并可以确保托梁可以沿任意方向转动，以适应臂架随船体运动产生的横向摇摆和上下摇摆。保护垫梁作用是保护臂架摇摆运动在一定的安全范围内进行，避免因过度摇摆导致危险事故;支撑梁是将球形铰装置传递的压力，传递到两侧的支撑结构上;支撑结构是整个支撑架结构组成，负责将支撑梁上的压力分散传递到下部的平面滑移装置上，平面滑移装置将支撑结构传递的压力均匀的传递到地基上，由于地基的承载力是有限的，所以所受压力越大对应的支撑结构和下端的平面滑移装置的覆盖面积就相应越大。
再次，是穿轴的改进。大型浮吊的臂架铰点销轴重量接近10t，小型工具设备难以实现安装，实际安装条件受海浪冲击晃动和潮汐周期的影响，让穿轴异常困难，要求高质量，高效率的对位、穿轴，否则潮期一过全功尽弃。穿轴主要进行了三个方面改进，滑移滚道，导向头和动力牵引。滑移滚道是用来支撑销轴并与轴孔对位的工装，可以方面的调整滚道的上下高度，滚道通过4支滚轮支撑销轴。调整销轴对好孔后，可以方面的推动销轴进孔。导向头，是在销轴进孔的一端装一个锥形的导向工装，确保销轴进孔往内推进的时候不会走偏卡死。动力牵引，是在销轴前进的一端头部工装上装置一个牵引吊耳，通过外力拖动销轴穿孔。
最后，是钢丝绳的安装。改进主要在引绳方面，利用引绳的可断可接的特点。实现64倍率的滑轮组引绳32根批量同时、同步由臂架头部滑轮组到人字架上部滑轮组的牵引，再到人字架上将断绳结成整根，高效率完成引绳安装，引绳后面连接工装钢丝绳，再连接产品钢丝绳，用卷扬机进行拖带牵引，完成产品钢丝绳的缠绕安装，通过本项技术改进让上万米的繁琐绕绳过程变得简洁便利。
通过以上几个方面的改进，使大型浮吊的安装由海上驳船转移到码头陆地上进行，吊装设备由浮吊变成轨道龙门吊，施工安全性和操作性大大提高，同时充分利用码头现有设备资源，优化了销轴安装和钢丝绳缠绕的操作过程，不但降低了施工难度，节省了施工周期，而且也大幅度降低制造成本。
4 实用效果及推广前景
青岛海西重机于2012年应用该技术解决了公司为烟台打捞局研制的3600吨浮吊大型臂架安装的技术难题，确保了3600吨浮吊的顺利安装和交付，于2016年在中铁大桥海鸥号3600吨浮式起重机的安装过程中，优化改进方案后应用，为项目优质高效的完成安装工程提供了有力保障。
随着国内外大型龙门吊设备起重吨位越来越大的发展趋势，能够应用这种新式浮吊安装技术的场合也在不断增加。该项技术的推广和应用将会为降低大型浮吊产品制作难度和生产成本作出积极的贡献。
参考文献：
[1]何进飞.大型浮吊臂架光纤光栅实时监测系统研究[D].武汉理工大學，2010.
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