预制块体新型吊具的设计与应用

李彬

（中交一航局第三工程有限公司，辽宁　大连　116001）

预制块体新型吊具的设计与应用

李彬

（中交一航局第三工程有限公司，辽宁大连116001）

重点介绍了使用新型吊具进行预制块体吊装的新工艺。新型吊具的吊钩可自动开启，与传统的预制块体吊装工艺相比，操作方便，通用性强，安全风险低，施工效率高，极大地降低了施工成本。通过在建项目对新型吊具的使用，保障了吊装作业的安全性和高效性。

新型吊具；预制块体；安全高效；推广应用

1　研究背景

预制块体吊装[1]通常采用人工穿销轴的工艺，工序复杂，作业时间长，需用较多人力，存在较大安全隐患，且吊索具通用性差，吊装成本较高。为提高现有起重吊具的安全性和通用性，满足各类预制块体起重吊装生产需求，需要一种通用性强，安全可靠，效率高效的新型吊装工艺。在此背景下，积极进行技改开发，设计新型吊具[2]，通过起重吊具启闭系统[3]控制，可实现吊钩的自动启闭，具备1 000 t以下预制块体吊装能力。

2　新型吊具的设计

2.1新型吊具结构组成

吊具主要有3个组成部分，如图1所示[4]。

1）起重系统：吊钩；主钩及吊索。

2）支撑系统：撑架；限位架。

3）启闭系统：连杆；吊钩悬臂；索具钩及吊索。

图1　新型吊具结构示意图Fig.1　New lifting devicestructure

2.2吊装原理

新型吊具利用吊钩钩齿插入块体预留的吊孔内，实现起重吊具与块体吊点的连接，然后起吊块体，见图2。

图2 沉箱吊装Fig.2　Caisson lifting

吊钩开启由索具钩（或副钩）控制。索具钩（或副钩）向上拉动钢丝绳带动连杆上提，吊钩开启。吊钩钩齿对准块体吊孔位置后，索具钩（或副钩）落钩，连杆下落，利用吊钩和连杆自重吊钩闭合，吊钩钩齿插入块体吊孔内，提升主钩进行起吊。

2.3吊装能力

根据常用预制块体的吊装重量，共设计了两种吊钩，单钩吊重100 t和75 t吊钩。目前，对在建项目已应用了8个100 t吊钩组装吊具和4个75 t吊钩组装吊具两种（具体见表1）。同时，新型吊具可根据不同块体吊装需要，调整撑架尺寸，增加吊钩数量，提高起重能力。

表1　吊具吊装参数表Table 1　Lifting device param eter list

3　新型吊具的应用

3.1吊装操作流程

起重船驻位，下放吊具→索具钩上提，吊钩钩齿张开→主钩下落，吊具落于块体顶部→钩齿对准吊孔，索具钩下落，钩齿进入块体吊孔→起吊块体→定位安装→索具钩上提，吊钩张开，脱离吊孔→主钩上提，吊具与块体分离，完成吊装。

3.2控制重点

新型吊具在吊装过程中，重点控制以下三点：

1）定位控制。吊具在块体上方要定位准确，确保所有吊钩钩齿顺利进入块体吊孔。可通过预先连接在吊具上的两根晃绳来调整吊具定位，避免吊具在下放过程中的摆动。

2）防止脱钩。涉及到水下安装的沉箱等预制块体，在沉箱入水后，主钩应缓慢下落，控制主钩吊重，防止入水后产生的浮力造成脱钩。水下安装过程，主钩应始终保持一定吊力，直至沉箱安放到指定位置。在已经应用的两个项目中，I标段-金龙湾水上旅游项目E西区填海工程430 t沉箱在落底前，主钩吊重保持在80 t（含35 t吊架重量）；大连庄河海事和陆岛码头170 t沉箱，在水下安装结束前主钩吊重控制在30 t（含10 t吊架重量）；通过控制主钩吊重，降低浮力产生的影响，有效的避免了脱钩风险。

3）吊孔位置准确。块体规格和吊点（吊孔）位置决定了吊具的设计尺寸。吊具加工好后，吊钩间距将无法调整。因此，吊孔位置必须预留准确，保证吊钩能准确进入吊孔。已应用的两个项目中，吊孔预留偏差[5]要求控制在10 mm以内，实际应用情况较好，吊钩可顺利进入块体吊孔。

4　应用效果

4.1在建项目使用情况

采用新型吊具施工的I标段-金龙湾水上旅游项目E西区填海工程430 t沉箱吊装与同一水域采用传统工艺进行施工的金龙湾水上旅游项目D区填海工程沉箱吊装对比，效率由原有的平均每日安装沉箱1～2个提升为6～8个。

已完工的大连庄河海事和陆岛码头170 t沉箱安装共计59个，原计划工期75 d。新型吊具投入使用后，块体装船和安装数量均为10个/d，将沉箱安装工期缩短至21 d（含气象影响天数）。

新型吊具的使用在施工进度，安全性，可靠性和安装精度上均取得了良好的效果。

4.2功效分析

下面以安装条件相同的大连庄河港沉箱预制场沉箱吊装（2013年施工）和使用新型吊具施工的大连庄河海事及陆岛码头沉箱吊装为例，进行新型吊装工艺的功效分析和工艺对比，见表2。

表2　新型吊具与人工穿销轴吊装工艺对比Table2　Technology comparison of artificialpenetrate pin shaftand new lifting device

通过对新型吊具和吊装工艺使用情况的总结和功效分析，新型吊具吊装在操作性、安全性、可靠性和通用性及施工进度和吊装效率上有了大幅提升。新型吊具的使用在提高施工进度的同时，降低了起重船、运输方驳等设备及大量施工人员的投入成本，为后续施工创造了有利条件。

5　改进与完善

新型吊具和吊装工艺在以后的应用过程中将重点放在吊具限位措施、吊点设计和制定工艺操作规程三方面进行改进和完善。

1）吊具限位措施：在撑架下部安装4个限位支腿，在沉箱顶部对应位置预埋限位挡，对吊具进行左右定位。支腿长度根据计算确定，用于吊具的上下定位。支腿靠紧沉箱上的限位挡板后，缓慢下落吊具至支腿支撑在沉箱顶部，此时吊钩闭合，吊钩钩齿即可进入相应吊孔内。

2）吊点设计：优化吊点设计，提高预埋精度，减小吊孔尺寸，在吊孔位置采取加强措施，达到设计方和业主方的满意。

3）制定操作规程[6]：针对新型吊具吊装工艺，积累施工经验逐步制定新工艺的操作规程，规范操作方法和工艺纪律。编制行之有效的控制要点和注意事项，突出新型吊具易操作的工艺特点。

6　结语

新型吊具的成功应用，改变了以往陈旧落后的吊装工艺，形成了方便操作，安全高效，通用性强的新工艺，极大地提高了生产效率，降低施工成本。新型起重吊具启闭系统已被国家知识产权局授予实用新型专利，具有广阔的应用空间，今后将在预制块体起重吊装领域大力的推广和应用，实现预制块体起重吊装作业的标准化施工。

[1]JTS167-2—2009，重力式码头设计与施工规范[S]. JTS 167-2—2009，Design and construction code for gravity quay [S].

[2]张宝昌，许文杰，付大伟.半圆体翻转与安装多功能吊具[J].中国港湾建设，2011（2）：59-62. ZHANGBao-chang，XUWen-jie，FUDa-wei.Muti-purpose sling for turn-overofsemi-cylinder and installation[J].China Harbour Engineering，2011(2):59-62.

[3]中交一航局第三工程有限公司，中交第一航务工程局有限公司.起重吊具启闭系统：中国，201521082073.6[P].2016-04-05. No.3 Engineering Co.,Ltd.of CCCC First Harbor Engineering Co., Ltd.,CCCC First Harbor Engineering Co.,Ltd.Lifting device open-close system:China,201521082073.6[P].2016-04-05.

[4]GB/T 3811—2008，起重机设计规范[S]. GB/T 3811—2008,Design rules for cranes[S].

[5]JTS 151—2011，水运工程混凝土结构设计规范[S]. JTS 151—2011,Design code for concrete structures of port and waterway engineering[S].

[6]GB 6067.1—2010，起重机械安全规程[S]. GB 6067.1—2010,Safety rules for liftingapp liances[S].

Design and app lication of new lifting device for precast blocks

LIBin
（No.3Engineering Co.,Ltd.ofCCCCFirstHarbor Engineering Co.,Ltd.,Dalian,Liaoning116001,China）

The new technology for lifting precastblock,which used new lifting device,wasmainly introduced in this paper. The hook could automatically open,which be easier to operate,more universality,lower safety risk,high efficiency and greatly reduce thework cost to compared with traditional precastblock liftingmethod.The application of new lifting device in project under construction can ensure the safety and efficiency of liftingworks.

new lifting device;precastblock;safety and efficiency;application

U655.3

A

2095-7874（2016）10-0044-03

10.7640/zggw js201610010

2016-04-14

2016-07-06

李彬（1982—），男，辽宁大连市人，工程师，港口航道与海岸工程专业。E-mail：LB_85307723@163.com