120噸浮吊設(shè)計(jì)

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1、~120噸浮吊支架設(shè)計(jì)葉紹其趙鵾鵬摘要：天興洲長江大橋主塔墩基礎(chǔ)采用雙壁吊箱圍堰施工，基礎(chǔ)施工吊裝構(gòu)件多，吊重大，需用大噸位水上吊機(jī)作為起吊設(shè)備。本文介紹了120噸浮吊的設(shè)計(jì)思路和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程。關(guān)鍵字：起重設(shè)備船舶浮吊支架設(shè)計(jì)一、工程概況天興洲長江大橋位于武漢長江二橋下游9.5km處的天興洲分汊江段上。大橋全長4657.1米，共有橋墩139座，上部結(jié)構(gòu)分三種結(jié)構(gòu)形式，南汊主河槽為98+196+504+196+98米雙塔三索面公鐵兩用鋼桁梁斜拉橋，北汊河道為54.2+2×80+54.2米四跨連續(xù)預(yù)應(yīng)力

2、混凝土箱梁，其余橋跨均為40.7米混凝土箱梁。公路橋?yàn)槎嗫邕B續(xù)箱梁，鐵路橋除漢口岸四孔為連續(xù)箱梁外，其余均為簡支箱梁。大橋基礎(chǔ)均為鉆孔灌注樁，主塔墩樁基為φ3.4m柱樁，樁長84m，鋼護(hù)筒直徑為φ3.6m，鋼護(hù)筒最大重量為96噸。二、120噸浮吊用途及使用環(huán)境主要滿足天興洲大橋工程主橋2#、3#墩樁基礎(chǔ)的鋼護(hù)筒吊裝、插打以及鋼筋籠的安裝等需要。天興洲長江大橋位于內(nèi)河B航區(qū)，波浪要素為15m×1.5m（波長×波高）。2#墩的桅桿吊機(jī)位于主航道側(cè)，3#墩的桅桿吊機(jī)處于圍堰和河岸之間，桅桿吊機(jī)通過收放兩側(cè)

3、的錨繩在圍堰長度范圍內(nèi)來回作業(yè)。三、方案比選根據(jù)天興洲大橋2#、3#墩基礎(chǔ)施工的需要，采用兩艘800t的駁船改裝成滿足工程需要的120噸桅桿吊機(jī)，駁船的船長47.0m，船寬12m，型深3.0m,設(shè)計(jì)吃水2.0m，船體穩(wěn)性、總縱強(qiáng)度和局部強(qiáng)度經(jīng)過計(jì)算均能滿足要求，因此，桅桿吊機(jī)的設(shè)計(jì)重點(diǎn)在于兩駁船的連接支架的計(jì)算與設(shè)計(jì)。根據(jù)船體在水中的受力特點(diǎn)，連接支架結(jié)構(gòu)可以采用不同的受力體系進(jìn)行分析，即剛性體系（完全由連接支架承受由吊機(jī)自重、吊重、波浪等荷載產(chǎn)生的彎矩和扭轉(zhuǎn)力矩，不考慮兩駁船發(fā)生相對(duì)位移）和柔性體

4、系（連接支架承受部分彎矩和扭轉(zhuǎn)力矩，同時(shí)允許支架發(fā)生較大的變形，部分外荷載產(chǎn)生的彎矩和扭轉(zhuǎn)力矩通過船體的橫傾和縱傾來抵抗）?，F(xiàn)根據(jù)以上兩種結(jié)構(gòu)體系的特點(diǎn)，對(duì)以下二個(gè)方案進(jìn)行分析比較：方案一、用兩個(gè)寬4米，高2米的抗扭箱將兩駁船聯(lián)結(jié)成一個(gè)剛性體，抗扭箱高出甲板1米，同時(shí)把高出部分延生到兩駁船的整個(gè)船寬。在抗扭箱上設(shè)置桁架，桁寬4米，桁高10米?？古は涞装迮c船舷側(cè)連接部分用圓弧過渡，減小結(jié)構(gòu)的應(yīng)力集中，改善結(jié)構(gòu)受力性能。方案二、采用四個(gè)萬能桿件支架將兩艘駁船（駁船內(nèi)舷間距10m）連成一體共同承受吊機(jī)自重

5、、吊重、浮力、波浪力等各種外力。前后兩支架（支架三）為連接支架，支架跨長34m，桁寬2m，桁高2m；支架一、二為主承重結(jié)構(gòu)，支架總高度12m，桁寬4m，沿兩駁船橫斷面方向分為三跨，兩邊跨凈跨為8m，桁高4m，中跨凈跨為10m，桁高8m，兩支架立柱與船體的連接采用“T”字形節(jié)點(diǎn)板與船體側(cè)板和甲板直接焊接。支架一用于支承桅桿吊機(jī)前支點(diǎn)，支架二為桅桿吊機(jī)的后支點(diǎn)支撐點(diǎn)，支架三為連接支架，起到約束兩駁船在水平面內(nèi)的位移，同時(shí)支架三拼裝完畢后可為支架一、二拼裝提供一個(gè)穩(wěn)定的施工平臺(tái)。~~~~以上兩種方案所需材

6、料及駁船的荷載見下表：表1單位：噸船體抗扭箱桁架起重機(jī)吊重總荷載方案一440664981801201304方案二44003291801201069從上表可看出，在兩方案均能滿足結(jié)構(gòu)受力要求的情況下，采用剛性連接（方案一）比采用柔性連接（方案二）需多用鋼材66噸，萬能桿件169噸。方案一采用兩個(gè)抗扭箱聯(lián)結(jié)兩駁船，抗扭箱的加工工程量大，不易安裝；第二方案取消了抗扭箱，支架立柱于船體之間用“T”節(jié)點(diǎn)板直接連接，結(jié)構(gòu)輕巧，安裝簡便。通過分析比較，方案二從經(jīng)濟(jì)和施工難度上有明顯的優(yōu)勢(shì)，因此，120噸桅桿吊機(jī)采

7、用了方案二作為兩駁船的連接支架。連接支架總體布置圖四、120噸浮吊支架設(shè)計(jì)思路置于水中的船舶是個(gè)自由體系，船舶的穩(wěn)性（橫傾和縱傾）受船體載重分布和浮力的分布控制。因此、作為用兩駁船改裝而成桅桿吊機(jī)的支架設(shè)計(jì)必須分析清楚整個(gè)結(jié)構(gòu)的力學(xué)模型，從實(shí)體到力學(xué)模型的簡化依據(jù)通常就是我們所說的設(shè)計(jì)條件，對(duì)于船舶這樣的特殊受力體需從它的作業(yè)條件概括出設(shè)計(jì)條件。1、WD120桅桿吊機(jī)簡介(1)、組成~~~~WD120桅桿吊機(jī)由吊臂、立柱、斜撐、底盤、錨固系統(tǒng)、主起升機(jī)構(gòu)、副起升機(jī)構(gòu)、回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、變幅機(jī)構(gòu)、司機(jī)室及電氣

8、控制系統(tǒng)等組成。吊機(jī)總功率：209kw，總重為180t。（見圖4）。(2)、主要技術(shù)性能參數(shù)主鉤最大起重量：臂長55m時(shí)80t臂長44m時(shí)120t最大起升高度：吊機(jī)安裝平臺(tái)以上49m（55m臂長狀態(tài)時(shí)，安裝平臺(tái)至鉤底距離）。吊機(jī)安裝平臺(tái)以下22m（鉤底至水面標(biāo)高）變幅角度：35°～78.6°轉(zhuǎn)盤回轉(zhuǎn)范圍：±95°(3)、錨固體系吊機(jī)共有三個(gè)錨固點(diǎn)(見下圖5)，第一點(diǎn)（O點(diǎn)）是直接將立柱支座焊在基礎(chǔ)上，基礎(chǔ)最大支承力為壓力540t；第二、三點(diǎn)（A、B點(diǎn)）分別位于底盤的兩