Manitowoc4600环梁式起重机在水工框架码头的组装应用

曾小龙

摘  要：往往在一些重件码头中由于吊装设备的不足，再加上周边水路环境因素影响限制了传统浮吊船的使用，则需要选择大型起重机在码头上进行大件货物的装卸船吊装作业。又因部分码头采用水工框架结构使得大型起重机的选用更加受到了限制。文章主要研究了Manitowoc4600环梁式起重机针对重件码头水工框架结构设计的一种组装方式，解决了该起重机在水工框架码头中使用的难题。

关键词：Manitowoc4600环梁式起重机;水工框架结构;组装应用;受力分析

中图分类号：TH21         文献标识码：A 文章编号：2095-2945（2019）33-0163-02

Abstract： Often in some heavy wharf due to the lack of hoisting equipment， coupled with the surrounding waterway environmental factors limit the use of the traditional floating crane， it is necessary to choose a large crane to carry out the hoisting operation of the large cargo on the wharf. Because some wharves adopt hydraulic frame structure， the selection of large cranes is more limited. In this paper， an assembly method of Manitowoc4600 ring beam crane for hydraulic frame structure design of heavy wharf is studied， and the difficult problem of using the crane in hydraulic frame wharf is solved. Keywords： Manitowoc4600 ring beam crane; hydraulic frame structure; assembly application; force analysis

1 概述

相关大件设备需在重件码头上进行装卸船施工作业，然而部分重件码头原有的吊装机械设备无法匹配货物的吊装要求，另外码头水文情况对浮吊船的使用上产生限制;对于大件设备吊装作业周期长、数量不多的情况下选择浮吊船进行吊装作业需增加更多的施工成本。在重件码头上加装一台大型起重机可以满足施工需要，而针对部分码头水工框架结构的情况选用Manitowoc4600环梁式起重机进行施工作业，根据现场水工框架结构的特点设计了一套针对性的组装方式，并通过计算校核及重载试验使得该起重机在水工框架码头的使用能够满足施工要求。

2 Manitowoc4600环梁式起重机组装设计

2.1 方案确定

Manitowoc4600环梁式起重机是在4600S5履带吊的基础上加装环梁轨道进行改造，可以将超起配重及主臂工况沿环梁进行转动，通过环梁将起重机及吊物的整体重量分散于地基上，从而减少起重机的对地压力。根据需要吊装的变压器最重重量为315t，选用54.9m主臂长度和444t后配重的工况进行施工。考虑施工吊装码头的结构形式，码头操作面宽为54m，码头前沿16m内为水工框架结构，后38m为回填土堆砌填压，与水工框架结构通过挡土墙间隔。起重机选择的工况中315t的吊装重量最大吊装幅度为33.5m，因此整个起重机有三分之一在码头水工框架结构上。又因为码头的水工框架结构中的横梁和纵梁设计受力不符合起重机的压力要求，需把起重机的部分重量压载于水工框架的立柱上。

2.2 方案操作

根据起重机的组装要求在码头上布置地基箱，按划线共铺置16个环梁地基箱，并连成一环。在靠近主机位置的2#桩柱及3#桩柱上各布置一块6m路基箱，在6m路基箱中间位置上布置两块长方形支墩。在挡土墙和水工框架立柱上分别布置6条7.2m承载梁，每2条并在一起的7.2m承载梁进行焊接固定。

起重机主机开上路基箱上后，开始组装起重机环梁和其他部件，通过调整起重机的顶升油缸，将起重机的整体重量坐落于承载梁和路基箱上。通过这样设计组装将起重机吊装时的部分重量压载与水工框架的立柱上，不仅缩短了吊装距离，并将起重机的承重集中在水工框架结构承载能力最强的结构上，保证了起重机的使用。

3 方案的技术论证

3.1 水工框架结构立柱受力情况分析

Manitowoc4600环梁式起重机对变压器进行卸船装车时主臂架底部产生局部最大载荷，起重机三分之一的部分利用码头桩柱层中的两根桩柱进行支承以此减少码头框架纵、横梁的受力。起重机在码头桩柱层通过支承梁支承，支承梁通过支墩和路基板进行支垫，起重机正对着泊位吊装时将重量分载至两根桩柱上，以此将吊装时起重机产生的压载传导至桩柱。设主臂架产生的载荷全部由承载梁承载，在此极限状态下的桩柱受力情况进行计算。（实际使用时起重机主臂架产生的载荷由环梁进行分载，实际载荷量小于计算值。）

根据起重机的使用说明情况，起重机起吊最重件变压器（重量為315t）时主臂架压载环梁的载荷约为801t;采用2条7.2m承载梁分载，承载梁重6t;一根桩柱位置上采用1块路基板（重为8.8t）和2块支墩（重约0.5t）进行布置。则起重机吊装时单根桩柱的压载载荷为，根据《柳州阳和码头设计图》所示，桩基采用C30钢筋砼冲孔灌注桩，其设计承载力计算成果单桩的承载能力为33380kN > 4071.9kN（安全），单桩正常使用状态的轴力7793kN > 4071.9kN（安全），则桩柱的承载满足起重机吊装要求。

3.2 承载梁受力情况分析

起重机卸船吊装作业时，起重机主臂架压载环梁对承载梁受力，最外侧的承载梁受力最大，以此梁为例进行计算。外侧承载梁受力区域约为主臂架宽度5.4m。根据图2起重机主臂架受力情况可知，外侧承载梁受到的局部载荷约为臂架底部4个支墩的力，约为126.8×（0.96+1+1+0.96）=497t，承载梁受力情况简化为均布载荷497×9.8/5.4=902kN/m。承载梁布置以支墩支垫，两支墩的间距为6.28m，对整个受力过程简化为简支梁受力分析：

4结束语

根据计算分析，采用水工框架结构立柱对Manitowoc4600环梁式起重机部分重量集中受力可以满足起重机的使用要求，通过这种针对性的安装方案设计避开了码头水工框架结构的薄弱环节，将起重机的组装合理应用到水工框架码头上，解决了大件设备在水工框架码头上的吊装问题。

参考文献：

[1]中华人民共和国行业标准.高桩码头设计与施工规范[S].JTS167-1-2010.

[2]王红梅，何光春.内河架空直立式框架码头的力学性能评价[J].吉林水利，2010（11）：18-22.