浅谈桥吊拆解方案

顾菁

（上海振华重工(集团)股份有限公司，上海 200125）

起重机钢结构设计的基本原则是做到技术先进、经济合理、安全适用和确保质量。因此，钢结构设计要解决的根本问题是在结构的可靠性和经济性之间选择一个最佳的平衡。岸边集装箱起重机外形尺寸庞大，作业工况严酷，起制动频繁，冲击大。装卸集装箱要求定位精确，高速高效。主钢结构的大部分构件为箱形截面，部分为管状构件。

钢材在反复荷载、复杂应力、突然加载、冷作及时效硬化、焊接缺陷等条件下容易发生脆断。钢材的破坏形式分为塑性破坏和脆性破坏。静载时材料的力学性能（见图1）。

图1

O→ E：

已知：σP=yP σe=ye σs= ys σb= yB

应力σ不超过σe时，应力与应变成正比，也就是说，OP是直线，P点是保持这种关系的最高点；σP称为比例极限。σe为不产生永久变形的最大应力，称为弹性极限。

刚度：表示材料抵抗弹性变形抗力的大小；

强度：在外力作用下，材料抵抗变形和断裂的能力；

动载时材料的力学性能（见图2）：

图2

动载形式：一是载荷以较高速度施加到零构件上,形成冲击；二是载荷的大小和方向作周期性变化,形成交变载荷。

许多机械零件,如弹簧、轴、齿轮等，在工作时承受交变应力，即使交变应力往往低于曲服强度，但经一定循环次数后便发生断裂。实验证明，金属材料能承受的交变应力σ与断裂前应力循环次数N有如图3规律。

图3

σ-1：疲劳强度。

塑性破坏：钢结构变形是超过屈服点的塑性破坏；

脆性破坏：钢结构裂缝。

近年来，一些码头的老式岸桥进入报废期，尤其是钢结构的一部分或者在某一特定状态达到最大承载能力或出现不适于继续承载的变形，比如，强度破坏、丧失稳定、疲劳破坏、结构倾覆、结构变为机构体系或者构件出现过度的塑性变形等，影响正常使用的局部破坏（比如裂缝）等为承载能力极限状态，一般不可逆。这些钢结构的破坏会导致结构失效，从而导致这些桥吊在功能上都存在着或多或少的问题，安全上也存在不少隐患，进一步会影响码头的工作效率。因此，针对这些情况必须慎重对待，所以桥吊的拆解工作也迫在眉睫。

首先，须考虑对钢结构失效部分进行卸荷转移处理。同时，还须考虑拆解过程中大型起重机钢结构吊装重心这一关键点。

本文针对报废桥吊提供2套拆解方案并作一比较分析，同时，提出了局部优化方案。

1 准备工作

（1）桥吊一般自重在550～650kg，考虑码头承压载荷，核算各拆除部件的尺寸。

（2）对于桥吊上现有的可继续使用的设备进行拆离，如电机、减速箱、电控元件、电缆等。

（3）对设备做好安全检查，保证主电源脱离。

2 方案一 (自上往下拆解)

2.1 准备

（1）选择天气晴朗，风速小于10米/秒的天气施工。

（2）工具设备准备。采用500T浮吊（需满足在40米高处起重能力达到200吨以上）、50T汽车吊、叉车、吊耳、吊装钢丝绳、大型切割设备、焊接设备等。

（3）考虑吊装的重心位置确定安全可靠性。提前在斜撑管与海侧立柱间焊接撑杆，以保持斜撑杆稳定。

（4）拆除前，预先拉设好临时防风和脚手架，保证拆除时的安全。预先在起重机拆除点处搭设临时脚手架，门架结构预先拉设临时缆风绳，做好安全维护。

（5）提前检测吊耳的性能是否符合要求。在前大梁、后大梁、机房以及海陆侧立柱合适位置处焊接吊装吊耳，必要时，在箱体内部添加筋板做加强。

（6）考虑吊装重心位置的选取：调整小车至门框中。

2.2 步骤

（1）浮吊拆下前大梁。先将前大梁扬起，挂在安全钩上；将前拉杆中间段销轴取下，使前拉杆上下段分开；再将前大梁放平，然后，通过浮吊吊住前大梁，拆除俯仰钢丝绳；将前大梁在铰轴处拆下，通过浮吊将前大梁缓缓放到地面枕木或胎架上，待进一步解体。

（2）机房拆解。浮吊钩头通过吊装钢丝绳分别与机房内的4只吊耳连接；割除机房连接底座；将机房吊离后大梁，放到地面枕木面上，待进一步解体。

（3）拆解后大梁。浮吊钩头通过吊装钢丝绳分别与后大梁上的4只吊耳连接；割除上横梁与海陆侧立柱的连接，并将斜撑杆与海侧上横梁销轴拆下，调整左右的平衡；将后大梁吊离立柱，放地面枕木上；(将小车停在靠近浮吊吊钩中心位置)；在小车接触到地面时，先将小车与小车架连接处割断；待小车架与地面接触时，将小车架与后大梁连接处割断并拆下；缓缓将后大梁主体放在枕木或胎架上，待进一步解体。

（4）大梁以下部分拆除。拆除前，预先拉设好临时缆风和临时脚手架，保证拆除时的安全。浮吊钩头通过钢丝绳与左片（或右片）连接；将海陆侧立柱和下横梁连接处割断，将左右片分别吊到枕木上，待进一步解体。

（5）下横梁拆解。利用吊车将下横梁吊住，将下横梁与大车行走机构连接处割断，并将下横梁放到枕木上，待进一步解体。

（6）拆除运输。待起重机构件全部拆除到地面后，利用现场叉车以及吊车把大型结构分解，注意码头对分解的块需满足单块20吨以下，长宽高不大于6×2×2.5m。最后，利用运输设备运离场地。

3 方案二(自下往上拆解)

主要使用设备：汽车吊、叉车、5～50吨吊耳（在主梁中间断、起升机房和后大梁后半段整体吊、俯仰机房、梯形架上安装、门框、小车总成、后大梁前半段、焊接起重吊耳）等。

3.1 移位

（1）桥吊向码头陆侧移动适当距离，遇到行走转向情况需利用原台车以及临时码头面钢板铺设，目的是尽量使大梁从空间位置基本位于码头面内。

（2）在海陆侧下横梁端部架设顶升工装（见图4），使得大车车轮脱离轨道面。

图4 顶升位置

（3）顶起后，将原台车90度转向，并在车轮方向上铺设临时钢板，利用卷扬机(或正面吊)拉力使得桥吊往后场移动，直至前大梁投影区域均在陆地部位。

（4）待桥吊行至拆解区域后，用卡板、挡槽固定（见图5），防止侧移。

图5 用卡板固定，防滑移

3.2 行走机构拆除

在海陆侧下横梁处开通孔，顶升梁通过铲车放入孔内，架设好顶升工装，待顶升至车轮脱离地面，开始拆除台车机构，脱离后用胎架保住。

3.3 前后大梁、小车总成及机房的拆除

（1）小车总成的拆解：整个门框拆除后，小车总成基本着陆于地面，直接用切割设备将其分块解体，铲车协助分离。

（2）大梁仰起、解除拉杆连接、放平大梁、起重千斤绳套入（两台起重设备抬吊）大梁并承重；解除钢丝绳连接（钢丝绳处理：①盘绕回卷筒；②收放至地面）。

（3）割除大梁与铰点连接，大梁落地。

（4）解除起升钢丝绳连接（钢丝绳盘绕回卷筒或者收放至地面）。拆离起升机房和主梁后半段（两者作为一个整体切除）、落地（两台起重设备）。

（5）机房的拆除：利用铲车与吊笼配合，切割作业人员站立于吊笼内，利用汽车吊吊装机房顶端做保险，对机房房体进行一一割除，机房内的设备根据需要利用和回收，吊点示意如图6。

图6 吊点示意

（6）梯形架逐段分离：利用小吨位汽车吊（或正面吊）吊起梯形架，稍离地即可，割除部分拉杆，使得余下拉杆竖直下摆，然后，至下而上开始割除，小型起重设备协助将切割部位分离主体，直至将梯形架全部割除（见图7）。

图7 梯形架吊点示意

（7）俯仰机房拆离落地（见图8）。

图8

3.4 门框结构的拆解

起重设备吊住（保险）桥吊主体，将桥吊立柱逐一切除（可以按每一米一个段落或以操作人员的工作习惯），小型起重设备协助（或5吨叉车）将切割部位分离主体，直至上横梁落地；在切割现场地面敷设防护材料（钢板），以免损坏码头地面。

图9

3.5 将废钢解体至符合回收单位的要求（重量和尺寸）

综上，对比方案一和方案二得出如下结论：

表1

由此，推出局部优化的设想，该理念借用移位工装的桁架式可伸缩岸桥移位梁以及对加高工装采用反设计形式，主要用于门框拆解的优化。

（1）桁架式可伸缩岸桥移位梁：通过将实腹式箱型梁改为桁架梁，通过在桁架梁两端设置由电机驱动的可伸缩式副梁，可以根据不同项目的轨距对整梁的长度进行调节，从而满足使用要求，省去了重复制作的成本。在此处可借用伸缩副梁作为拆解装置的收缩节点，自上而下分段式拆解。

表2

（2）设计拆解工装。岸桥由于整机发运的高度原因，在经过海上桥梁位置时，需要降低自身高度。为针对桥吊在海运途中过桥而设计并提出了桥吊大梁部分链爬提升技术，目的是通过将桥吊上部结构降下一定高度，使桥吊总高低于过桥通航高度。受此启发，在对比了拆解采用的不同形式：链板式液压、钢绞线液压、顶升式液压装置。

桥吊液压同步拆解装置由四节点塔架及稳定结构、辅助结构等组成。通过四节点的收缩缸同步伸缩、送料缸伸缩、顶升销、送料销的插拔及进给缸的进退，来完成同步顶升作业。

各缸的伸缩、插拔、进退等动作均有传感器进行检测，由计算机网络进行控制。当收缩缸、送料缸伸或缩至标定位置时，插销才能插入或拔出。即仅当插拔销状态传感器接收到“全插”（或“全拔”）信号后，销子插拔动作才被确认。

收缩缸行程传感器检测四点的伸缩行程，计算机监控界面通过设定虚拟行程对各点的行程进行控制调节，以此控制各点行程的同步。

主要使用拆解工装步骤：步骤一：四组顶升工装分别架设在门框各个立柱腿，安装方法较行走拆除一致，开孔位置为千斤顶油缸行程最大处，工装架设完毕后，四组千斤顶同时泄压，注意过程中需缓慢下降，直至油缸行程全部降下。泄压完毕后，用保险胎架做保护。步骤二：门框结构的拆除至下而上进行，根据千斤顶油缸行程，将桥吊立柱逐一切除，小型起重设备协助（或5吨叉车）将切割部位分离主体，直至将门框全部割除；在切割现场地面敷设防护材料（钢板），以免损坏码头地面。

4 结语

根据钢材和构件由于各种原因，所产生的变形，无论哪种变形，都是由于钢材各部分存在不同的残余应力。其中，一部分纤维较长，受到周围的压缩，另一部分纤维较短，受到周围的拉伸，造成了钢材的变形。由于钢结构变形导致岸桥强度破坏、丧失稳定、疲劳破坏、结构倾覆、结构变为机构体系或者构件出现过度的塑性变形等，影响其正常使用的局部破坏（比如裂缝）等为承载能力极限状态，所以，桥吊的拆解工作也十分重要。

本文通过一系列针对岸桥各部位的钢结构的拆解，突出地强调了考虑拆解过程中重心转移而采用卸荷转移法的重要性。

在进行钢结构拆解方案的过程中，我们参阅了大量资料，做了相关的计算与应力分析工作。本文简要叙述了岸桥拆解的卸荷施工、卸荷工装以及工艺解决措施和相应的技术方案，可以供相关工程的设计与施工参考。