基于SPMT的门座起重机整机搬迁工艺陈 林 岑 立 广州文船重工有限公司 摘 要：通过组合使用SPMT(自行式模块运输车)，对门座起重机的短距离搬迁采取整机搬迁的方式，避免了传统搬迁方式分段拆解再组装的繁琐工序，搬迁过程平稳顺利，缩短了搬迁时间，节省了搬迁费用，经济效益显著。 关键词：模块运输车； 门座起重机； 整机搬迁 1 引言传统门座起重机(以下简称门机)的搬迁，根据现场条件基本可分为2类:在码头边的门机，可采用大型浮吊进行整机吊装搬迁或分2段拆解吊装搬迁；利用汽车吊、履带吊等大型起吊设备，将门机分部件拆解，通过汽车、船舶转运至目的地后再进行组装。上述2类搬迁方式，对于搬迁距离短、搬迁周期紧张的项目，经济效益较差[1]。 针对码头、船厂内的门机短距离转场搬迁，利用SPMT(自行式模块运输车)实现整机搬迁，可极大地简化搬迁程序，降低搬迁费用，缩减搬迁时间，保证门机尽快投入生产。本文针对南方某大型造船企业的45 t门机厂内搬迁需求，阐述了基于SPMT自行式模块运输车的整机搬迁工艺。 2 项目概况该船厂计划将45 t门机从1#修船坞旁迁移至5#码头旁，距离约200 m；其中门机自重约800 t，总高度为110 m(最小幅度时)，重心高度约32.57 m。该门机的迁移方案拟采用2台(1PPU+16×2轴线)模块车软并车工况的SPMT车组对门机进行装载，然后沿着厂内规划好的道路运输至预定位置，并配合完成门机的卸车及安装就位等。 其中，门机的行走轮需临时通过点焊固定(迁移完毕后拆除)；门机支腿横梁与运输支承横梁的接触处局部加固(以保证承载所需的抗弯等需求)；由于门机的重心较高，且因受场地限制，装运车组拟在门机里侧布置，门机支腿的左右两侧各焊接2个临时支腿，作为起重机转运过程中防倾倒的支承；厂内规划好的运输道路需按相关的要求进行修整以满足施工需求，门机装运前，需按实际的路压要求进行路试[2]。 根据现场勘查的实况，选定了门机装卸车的最优规划区域，如图1所示。其中，运输道路(及装卸车区域的)路面的耐压能力需不小于11 t/m2；运输道路直道路面的宽度不小于12 m，无障碍宽度不小于18 m，弯道路面的宽度不小于16 m；以道路中心为基准的转弯半径不小于44.6 m，无障碍区域外侧半径不小于56 m，里侧半径不大于32 m；运输通过区域高度112 m范围内需保证无障碍；运输路面的纵向坡度控制在2%以内，横向坡度控制在1%以内。 施工机具及相关参数见表1。  图1 门机装卸车最优规划区域 表1 施工机具及相关参数  序号名称数量单位规格要求备注1吊机1台50t机具布置2SPMT32轴线配备2台PPU等装载运输 3 作业程序内容3.1 准备工作 对门机支腿横梁与支承横梁接触处进行受力性能的相关验算并进行相应的加固，直至满足装车承载要求为止(见图2)。  图2 加固件及抗倾覆支腿 通过临时烧焊，将门机的所有行走轮子固结成一体(门机迁移到位后切除)。作业区域需提前做好相关划线工作，如横梁、SPMT摆放的定位线等。SPMT根据施工需要进行拼接、调试以满足施工要求。 3.2 起重机装车运输 如图3所示，按相关控制尺寸进行车组的软并车及支承纵梁等的布置。  图3 SPMT车组的组拼及支承纵梁等的布置 根据相应的划线标识，将门机停靠到位，通过多模式转向将车组摆放到位，让车组的承载中心对准起重机的重心，纵横向偏差控制在±10 mm以内。通过50 t吊机等辅助机具进行支承横梁的摆放(见图4)。检查并确认车组等机具摆放到位后，通过SPMT的升降功能将起重机顶升至其轮子刚好脱离路轨，检查并计算4点支承压力表读数的区别，若差别大于10%，则需对SPMT进行卸载，并通过SPMT的微动功能进行车组位置的微调，直至压力表读数之间的差别小于10%，确保起重机的重心对准车组的承载中心，偏差控制在±10 mm以内。  图4 门机装车 检查并确认一切无误后，施工负责指挥控板专员操控SPMT驮着起重机沿着预定运输路线进行运输，行走约63.1 m后开始进入弯道，通过“八字”转向模式及结合小幅度(悬挂最大转向角度不超过15°)打转向行走通过弯道。通过弯道区域后，直行约11.2 m进入预定卸车区域，通过“八字”及“斜行”模式小幅度调节让起重机的中心线对准其行走轨道的中心，偏差控制在±10 mm以内。 3.3 起重机卸车安装就位 检查并确认起重机的姿态摆放无误。操控SPMT进行车组板面高度的下降，直至防倾覆支腿底部离地约30 mm。施工负责指挥焊工对防护支腿等进行切割撤离及所有行走轮子固结件的拆除。检查并确认一切无误后，施工负责指挥控板专员操控SPMT进行起重机姿态的精调整，让各支腿下方的轮子对准路轨。 起重机的姿态调整完成后，施工负责指挥控板专员操控SPMT进行车组板面高度的下降直至轮子承受起重机80%(通过SPMT支承压力表读数进行折算)的重量，静置20 min，检查并确认轮子、路轨等无异常后，继续下降车板至起重机的全部重量由轮子承受为止。SPMT车组驶离起重机至指定泊车位，起重机卸车安装就位完成。 4 相关计算4.1 车组装载运输动力性计算 起重机运输通道的路面经过平整等处理后，坡度不大于2%，即坡角α≤1.15°；路面为水泥路面，附着系数φ=0.8，滚动摩擦系数μ=0.025；设SPMT的质量为m1，起重机的质量为m2，支承梁等辅助机具的质量为m3，爬坡阻力为f，附着力为F附，牵引力为F牵，则装载着起重机的SPMT爬坡示意图如图5所示。  图5 爬坡示意图 其中： G=(m1+m2+m3)g； f=G sinα+μG cosα； α≤1.15° 由于该运输工况为2PPU+32轴线集群并车，因此m1=142 t。 支承梁等辅助机具的重量为m3=117 t。 G=(m1+m2+m3)g=(142+800+117)×9.8=10 378.2 kN f=G sinα+μG cosα=G sin1.15°+0.025×G cos1.15°=467.69 kN F附=φG cosα=0.8×12 121.62×cos1.15°=8 300.89 kN 由于SPMT的输出牵引力为1 680 kN，而F附=8 300.89 kN>1 680 kN，所以SPMT的输出牵引力可全部转化为有效牵引力，所以F牵=1 680 kN。 因F牵=1 680 kN>f=467.69 kN，所以SPMT的牵引力满足运输要求。 4.2 路面转弯半径计算 起重机的运输车工况为2台(16轴+1PPU)横向软并车，转向时，采用多模式转向中的“八字”转向模式；考虑到门机的中心较高，采用小幅度打转向的操控方式，但悬挂的最大转向角度控制在不大于15°，转向角度达到15°则所需的转弯半径最小，通过CAD进行相关模拟计算，结果如图6所示。  图6 转弯模拟示意图 结合模拟计算结果，对起重机运输通道提出以下要求：直道路面的宽度不小于12 m，无障碍宽度不小于18 m；弯道路面的宽度不小于16 m，以道路中心为基准的转弯半径不小于44.6 m，无障碍区域外侧半径不小于56 m,里侧半径不大于32 m。 4.3 装运稳定性计算 根据装运方案，车组的理论倾覆角为7°(见图7)。车组出现塌点失控时导致的倾覆角度为4°(见图8)。  图7 理论倾覆角计算 图8 车组塌点导致的倾覆角 由于7/4 =1.75>1.5，故在路面平整、路面耐压足够及天气良好(没有大风)的情况下，门机的装运是稳定的。在门机支腿的左右两侧焊接4个防倾覆支腿，进一步提高了抗倾覆能力。 5 结语此次采用SPMT进行门机整机搬迁，除去前期准备工作，正式搬迁只用1天完成，搬迁过程平稳顺利，对生产的影响小，搬迁后即可投入使用，相比传统搬迁方式，极大地缩短了搬迁时间，节省了搬迁费用。 参 考 文 献： [1] 岑立, 许耀明. 门座式起重机搬迁技术方案的研究[J]. 装备制造技术, 2014(12):135-138. [2] 李小鹏，程显超. 上吊点门机整体搬迁工艺[J]. 港口装卸，2004(3)：10-11. 岑立： 510727，广州市黄埔区文船路1号 Whole Machine Relocation Process of Portal Crane based on SPMT Chen Lin Cen Li Guangzhou Wenchong Shipyard Co., Ltd. Abstract：Through the combination of SPMT (self-propelled modular truck), the whole machine relocation scheme is determined for the short-distance relocation of the portal crane to avoid the sub-dismantling and dismantling cumbersome process of traditional relocation scheme. The whole machine relocation process advances smoothly, which reduces the removal time and further save the relocation costs. From this aspect, the whole machine scheme brings significant economic benefits. Key words：modular truck； portal crane; whole machine relocation 收稿日期：2017-03-08 DOI：10.3963/j.issn.1000-8969.2017.04.015 |
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