管桁架龙门吊制作工艺及桥架预拱控制

管桁架龙门吊制作工艺及桥架预拱控制沈恒源1程建棠2（1宁波华业钢结构有限公司,浙江宁波3152002浙江大学机械系浙江省杭州市310030）摘要：MDG型40吨龙吊主体采用无缝钢管全桁架结构，桥架主截面为三角形，各段间采用销轴联接，整机设计，结构紧凑，新颖美观，其制作工艺和桥架起拱与传统龙门式起重机制作相比有较大区别，本文根据施工实践就此进行一些理论性的总结和探索。关键词：龙门吊；工装；拱度；控制Tube-trussgantrycranemanufacturingprocessandtheprecambercontrolShenHeng-yuan1ChenJian-tang221NingboHuaYeSteelstructureCo.LTD2ZhejiangUniversityABSTRACT:MDGtypegantrycranewiththemainbodyofseamlesssteeltubetrussstructure,thebodysectionisthetriangle,theconnectionbetweeneachwiththepinshaft,wholedesignlooksacompactstructure,beautifulandnovel,,comparedwiththetraditionalgantrycranemanufacture,itsmaketechnologyandtheprecambercontrolhasmanydifferences,accordingtotheconstructionpractice,thispaperforsometheoreticalsummaryandexploration.KEYWORD:gantrytechnologicalequipmentprecambercontrol1概述我公司承制的MDG40t/42m龙门吊整机采用管桁式结构，（桥架为倒三角管弦结构，销轴连接），具有自重轻、抗风能力强、拆装方便、新颖美观等优点，龙吊跨距42m,自重约84吨。2主要制作工艺2.1工艺特点说明：由于整台起重机的设计采用了全管桁结构：上弦杆为Φ245*12无缝钢管，下弦杆为Φ299*18无缝钢管，各水平、垂直及斜撑也为规格不一的管材。所以必须对杆件进行相贯线切割下料。原准备购买相贯线切割机等专业设备，但终因价格过高而作罢，这迫使制作人员必须根据模拟曲线样板，现场手工放样，这无疑大大增加了工作量。桥架的倒三角形式，虽然大大减轻了整机重量，让外观更加简美，也增大了抗风力，适合沿海地区使用。管架结构，接点多，焊缝集中，焊接变形较大，拱度相对较难控制。但却同时给制作工装的设计带来诸多困难，必须专门设计，予以解决。2.2制作场地的要求鉴于龙吊结构庞大，而且我厂也再无室内工场容纳，露天制作成为唯一的选择。现场要求为一配有10吨龙门吊的长约80米，宽15~20米平坦场地，同时必须满足气、电、水等力能供应，在场地旁边配设焊机防雨棚，工具材料间和现场工作室。现场布置如下图1所示:2.3龙吊桥架的工装设计桥架的截面为一底边约3米，高约2.8米的等腰三角形倒置，为避免增加翻身工序，制作时直接按其实际工作状态的倒三角放置，同时为考虑下弦杆上电动葫芦轨道梁的安装，需要留出适当空间高度，当然也不能过高，以方便桥架的各段拼、焊接。根据桥架的实际分段，布置工装的支承点，现场一共设置了20个，分左右对称布置。由于拼装的顺序是先上弦杆成型，再与下弦杆联接成整体，所以，工装的设计分为上、中、下三个支撑面，上弦杆先在中部支撑面成型后，整体吊升至上支撑面搁置，等待与下弦杆的拼接，这样既便于施工，又相对安全，方便，下支撑面是用来搁置电动葫芦轨道梁的。参见工装布置示意图2、图3。顶端靠模挠腿段十米段十米段刚腿段成品.半成品.中转区域20MX7M油漆.场地.零部件存放区15MX7M刚.挠腿组合区25MX7M桥架组合拼装区60MX8M材料堆放区15MX15M刚腿预拼区15MX15M10T/24M龙门吊物流通道图1MDG40t/42m龙门吊制作现场布置示意图图2龙门吊制作工装布置平面示意图2.4桥架的分段和制作要点桥架全长54.34米，分为五段：刚性支腿段一节、10米段两节，挠性支腿段一节，悬臂段一节。各段通过相应的接头形式用销轴连接。本龙吊采用销轴铰合连接，公母式接头，在制作中要保证合理间隙，配孔，装上假轴，要求紧配合，若间隙过大，焊接后间隙被吃掉，会影响桥架质量。主梁整体放样，按底样制作主梁各段，按预拱图组立各段，主梁每段两侧对应位置找平，纵向中心线满足标准要求，接头按图定位，加固焊接，解体后，把所有接头焊接完成。主梁各段采用倒三角大组，与实际工况相符，这时换用真轴，整体组装完成后测量其拱度值。预拱值为120mm.大梁组装完成后考虑焊接的收缩，在安装小车轨道方钢时，焊接采用交叉对称施焊，轨道与主弦杆为满焊，并在小车轨道焊接完成后，按实际工况复测其拱度。主梁解体前需要在各部件对应位置，纵向、水平和中心线做好永久标记，水平线、中心线各段两端都应清晰表明，同时对两个10米段也要做区分标记。2.5制作工艺说明按图纸及技术要求对上、下弦杆、水平支撑和垂直撑进行下料切割，切割的尺寸必须留有相应的加工修正余量，建议两头各预留10mm,原则上应有3-5mm的正差值，并作相应的中心线，依据主梁预拱值，对需要弯曲矫形的弦杆先做相应处理，腹杆、斜撑管材的相贯弧切割必须尽可能准确妥帖、平滑美观。主梁各段按图纸及技术要求放样，先制作上平面桁架，修正后，以该桁架为基准，按正三角组对下弦杆，各段焊接完成，修正。切割、制作各零部件；设置合理余量，不规则板采用数控切割机切割。3桥架预拱的起拱和控制为保证龙门式吊机在工作时，有合理的工况，以便减少机械磨损，延长使用寿命，通常对桥架制作时进行预拱度的设计，本吊机的设计要求是空载时，桥架能保有40-60mm的预拱值。主梁拱度理论上为一条抛物线，制作过程中为简化工艺，同时又能满足检验要求，我们采用分段折线起拱，考虑自重、销轴空间隙、焊接收缩等各种因素，决定对42米跨度的上弦杆组装位置（标高3.9m）脚手架搭设位置（标高2..8m）上弦杆预拼位置（标高1.5m）下弦杆、工字钢轨道组装位置（标高0.5m）图3桥身组合工装纵向面示意图桥架设预拱高值为120mm左右,悬臂段上翘35mm左右。根据桥架分段情况，利用各段间的节点调整拱度，具体方法是，在工装设置时，按各段预拱值，用水平仪，打出准确的标高值，以此作为桥架的起拱基准，上弦杆就按这一拱度分段拼接成型，下弦杆可参照上弦杆的拱度以此类推。下图即为MDG40t/42m龙吊制作时的预拱值布设示意图4。4结论虽然我们已经制作过多台63吨以下的各种规格龙门吊，但对于这种全管材桁架结构的还是首次，在制作过程中也确实碰到了不少意想不到的问题和困难，好在经过大家不懈努力都一一解决、克服了。整个制作过程的实践证明，我们的制作工艺是合理和科学的，桥架的总体质量优良，根据实际测得的数据：42米跨度的桥架其对角线误差仅为±3-5mm，预拱度的实测值为80mm左右，在通过各项动、静载性能测试，整机运行后的拱度完全满足40-60mm的设计要求。另外，工装的设计也是比较成功的，既满足了制作的各项要求，又能重复使用，稍作检测和整修就可进行下一台产品的制作，无疑大大节省了人力和物力，符合当今节能减排的现代环保理念。参考资料[1]GB/T14406-2011通用门式起重机[S].[2]GB5905-2011起重机试验规范和程序[S].[3]GB10183-2011桥式和门式起重机制造和轨道安装公差[S].图4桥架起拱值控制示意图