《工程船舶施工技术》第四章起重船PPT

中交第四航务局工程局有限公司2012年6月13至16日工程船舶施工技术非自航船员培训课程：主讲：卢建明工程管理部主要内容第二章打桩船第一章工程船舶概述第三章砂桩船第四章起重船第四章起重船第五章挖泥船第六章混凝土搅拌船第七章软体排铺设船第八章半潜驳第九章整平船第十章甲板驳工程船舶施工技术第四章起重船第四章起重船起重船是港口工程施工的主要船舶之一，主要用于水上起重安装作业。起重船也越来越向大型化、多功能方向发展。第四章起重船起重船主要内容起重船的类型起重船的性能参数起重设备吊重试验的要求起重船安装的一般工艺特殊构件的安装技术大型物件起重安装技术起重船施工安全措施和安装质量控制起重船的类型1◆按机动性能分类◆按起重设备分类◆按动力装置分类第四章起重船◆按机动性能分类起重船的类型①自航起重船该起重船配置辅助推进装置，能在较大施工范围内自行移动作业，具有机动灵活、移动迅速的特点。但长途航行仍需拖轮拖航。②非自航起重船非自航起重船无辅助推进装置，不能大范围自行移动，调动船舶需借助拖轮进行拖带，机动性较差。◆按起重设备分类起重船的类型①固定式起重船固定式起重船是指起重臂架用轴销联结、固定于船艏甲板上，不可左右转动的起重船；但可以通过臂架变幅达到调整作业跨距的目的。特点：臂架结构相对稳固，起重机构整体上对制造能力要求相对较低，造价也较低，因而一般港口工程大型起重船多采用这种形式。◆按起重设备分类起重船的类型②旋转式起重船整台起重机安置在船的甲板上，起重机可以在回转平台上全周旋转，吊杆也可以变幅。特点：在港口工程的起重作业中，可以提高吊运、装载、安装构件的灵活性和工作效率。除了起重作业外，还可改作挖泥船、吊打式打桩船等。◆按船舶动力分类起重船的类型①柴油发电机动力起重船起重船主机为柴油发电机组，利用电动绞车进行起重作业或移船作业。②柴油机液压动力起重船起重船以柴油机带动液压泵站，再通过液压传动系统驱动起重绞车和移船绞车等进行作业，具有安全可靠、无级变速，吊运平稳等特点。起重船普遍采用这种形式。起重船的性能参数2◆起重量（吊重）◆跨距及其与起重量的相互关系◆吊高第四章起重船起重船的性能参数起重船的性能参数起重船的性能：包括船体航行性能、臂杆型式和动力设备性能、起重性能等。起重性能：吊重、跨距、吊高三项指标是主要指标。◆起重量（吊重）：起重船的性能参数一般是指起重船在作业工况下所能吊起的最大重量，也称起重船的安全工作负荷。●单主钩的起重船，吊重是该起重船单主钩的最大起重量；●二个以上主钩起重船，吊重则区分为单主钩起吊、双主钩或多主钩联合起吊等作业工况下的最大起重量。●起重船的臂架一般都可以变幅，而臂架处于各种角度时，起重能力变化很大，其吊重、跨距、吊高的三者关系以起重性能曲线标示。◆跨距及其与起重量的相互关系起重船的性能参数跨距：一般是指起重船在作业工况下的有效跨距，即由吊钩垂线至船舷的水平距离。空载跨距：起吊负载前，吊钩垂线至船舷的水平距离。◆跨距与起重量的相互关系起重船的性能参数●对于臂架变幅的起重船，吊重泛指最大起重能力，其标示的跨距也应指最大吊重时的允许的最大跨距。●臂架处于一定角度（跨距）时的允许起重量，可以查找起重性能曲线。●旋转式起重船，以“作业半径”来说明工作范围，相应的跨距，应减去旋转吊机中心至船舷的距离。●在旋转作业时，因船体稳性原因，相同起重量所允许的最大工作半径可能不相同。◆跨距与起重量的相互关系起重船的性能参数起重船的吊重与跨距两者之间存在着近似的反比例关系，即若要增加吊重就得减少跨距；反之，若要增大跨距，就只能减少吊重。假设条件：当忽略船体吃水变化、臂杆自重影响和变幅机构受力变化等各种因素，吊重与跨距的近似关系式：M＝F×SM—力矩；F—力，即起重船的吊重；S—力臂，起重船的跨距。◆吊高吊高：一般指从起重船甲板平面至吊钩下端的垂直距离。也可从水面算起。●船舶图纸可能以甲板平面为基准标示吊高，而实际起重作业以水面为基准计算吊高较实用。●二种基准计算的吊高之间存在着船舶干舷（吃水）的差距。●起重船空载与起吊作业也存在着载重水线的差距。起重船的性能参数◆吊高●非变幅臂架起重船，吊高（甲板面以上）为常数；●变幅起重船，吊高随着变幅角度的改变而变化；起重船的性能参数起重设备3◆主要起重设备的组成和臂架（吊杆）的结构◆附属起重设备◆起重安全设备第四章起重船◆主要起重设备的组成和臂架（吊杆）的结构起重设备起重设备组成：起重机的起升机构、变幅机构、旋转机构、臂杆、门架、后支撑架以及各类固定或可拆卸零部件等。●起重设备大部分为起重金属结构件。●《船舶与海上起重设备设施规范》中划分普通起重机和重型起重机，重型起重机指主钩的安全工作负荷不小于1600kN。◆主要起重设备的组成和臂架（吊杆）的结构起重设备●起重设备结构的受力计算上，应以工作时可能出现的最大负荷情况进行静强度和稳定性计算。●起重臂架的强度计算还包括了拖航调遣和锚泊避风等工况。◆主要起重设备的组成和臂架（吊杆）的结构起重设备●吊杆（起重臂架）结构形式：桁架式、无斜杆式和箱型等三种形式。●特点：无斜杆式结构重量轻，但抗扭性差；桁架式起重臂采用型钢或钢管制造，节点处应力集中，容易疲劳破坏；箱型结构重量较大，但制造简单强度较高。●起重吊杆制造时轴线方向挠度不应超过其长度的1/1000。◆附属起重设备起重设备附属设备组成：包括吊钩、卸扣、滑轮、绞车、钢丝绳索等属具。◆附属起重设备起重设备●滑车：钢索滑轮应为钢制；起重滑车不允许使用开口滑车；起重机动索滑轮与钢丝绳直径之比一般不小于20；静索滑轮不小于8。小型吊杆装置动索滑轮与钢丝绳直径之比一般不小于12.8；静索滑轮不小于8。纤维索不小于6。◆附属起重设备起重设备●绞车：卷筒的直径应不小于钢丝绳直径的20倍；卷筒高于卷筒最外层钢索的凸出边缘高度应不小于钢索直径的4倍；钢丝绳绕上卷筒的偏斜角α，有槽卷筒α≤3°，无槽卷筒，α应为1.5°～2°。◆附属起重设备起重设备●钢丝绳静索用的钢索应镀锌，大型起重机通常用钢丝芯。动索用的钢索应柔软，可用纤维芯（或钢丝芯）。钢丝绳的强度（破断拉力）主要与钢丝抗拉强度、钢丝绳型式及其直径有关。钢丝绳公称抗拉强度等级：1400N/mm2～2200N/mm2，◆附属起重设备起重设备○起重船用钢丝绳的安全系数应满足要求；静索钢丝绳安全系数≥5.0；动索（变幅和起升）钢丝绳安全系数≥6.0◆附属起重设备起重设备○钢丝绳在卷筒放出工作长度后，应留有不少于5圈的减载圈。○钢丝绳检查：每次使用前应进行检查，发现有断丝的钢索每月应至少全面检查一次；规定“钢索在其8倍直径的长度内，发现有10%的钢丝断裂或钢索有过度的磨损、腐蚀及其他显著损坏者，则必须换新。”◆起重安全设备起重设备组成：主要有各种绞车的制动装置、限位、锁紧以及仪器、仪表等。起重船的安全设备主要包括3个部分：①限制荷载的安全装置：主要防止起重机械超负荷使用，根据受力特点可分为起重量限制和起重力矩限制两种形式；②限制工作范围的安全装置：主要作用是控制设备在规定范围内进行起重作业，常有起升高度限制和活动行程限制两种类型；③保证起重机正常工作的安全装置：主要为起重绞车制动器以及各种仪器仪表。吊重试验的要求4◆空载试验◆静负荷试验◆动负荷/作业试验第四章起重船◆空载试验吊重试验的要求●试验项目：在起升机构空载工况下以额定转速进行单独及联合的旋转、变幅及升降；检查内容：检查各限位报警装置的可靠性；试验信号装置的可靠性；检查操纵台仪表。◆静负荷试验吊重试验的要求●试验项目：在设计幅度下，将重物分级加载到起重钩上，吊离地面。重物悬挂时间不少于10min。检查内容：检查试验后起重构件是否有残余变形及其他缺陷。◆动负荷—作业试验吊重试验的要求●试验项目：按额定安全工作负荷100%及110%进行动负荷试验；试验时应自工作负荷的50%起逐步加载至试验负荷；分别试验升降、变速、变幅和旋转的单独和任两个机构的联合动作；试验绞车和起重机的制动装置的可靠性。起重船安装的一般工艺5◆起重船施工前的准备◆起重船的抛锚定位◆吊索的张力计算第四章起重船◆起重船施工前的准备起重船安装的一般工艺①现场查看地形，了解水深、水流和气象变化情况；了解起吊构件的数量、重量、高度和吊距等。察看应急避风锚地和港口；②提出锚位、锚缆长度、“地锚”埋设位置、数量；③召开全船会议，布置施工任务，进行技术和安全交底。◆起重船的抛锚定位起重船安装的一般工艺●起重船抛锚作业，先抛上水锚，后抛下水锚，根据水流、风压依次抛开锚或系带缆。●起重船一般布设4个锚。左右艏锚各1只，左右艉锚2只，成八字或交叉八字；流速较快船艉需抛3只锚。●主锚缆长度一般200m～400m。◆吊索的张力计算起重船安装的一般工艺●一根钢丝绳起吊物件时，钢丝绳所受的张力与吊重相同；●二根以上钢丝绳起吊物体时，每一根钢丝绳上所受到的张力，与吊绳的根数和夹角有关。钢丝绳与水平线所形成的夹角越小，钢丝绳的受力就越大。◆吊索的张力计算起重船安装的一般工艺●计算方式：○多根钢丝绳（长度相等、夹角相同）的计算公式，S=（Q/n）×（1/sinß)S:每根钢丝绳拉力Q：起吊重量n：钢丝绳根数ß：钢丝绳水平夹角◆吊索的张力计算起重船安装的一般工艺特例一：○二根钢丝绳（长度相等、夹角相同）的简化公式S=1/2×W×kF—每根钢丝绳所受的张力；W—所吊物件重量；k—张力增加系数，ßß◆吊索的张力计算起重船安装的一般工艺例题：有一被吊物件重量为20t，吊绳夹角为60°，求每根吊绳上所受的张力。解：当吊绳夹角为60°时，查表k=1.155F=1/2×20×1.155=11.55t答：每根吊绳上所受的张力为11.55t。说明：吊绳夹角为60°时，与水平夹角为（180-60）/2=60°。◆吊索的张力计算起重船安装的一般工艺特例二：○四根钢丝绳（长度相等、夹角相同）的简化公式S=1/4×W×kF—每根钢丝绳所受的张力；W—所吊物件重量；k—张力增加系数（查表取得），◆吊索的张力计算起重船安装的一般工艺○两根吊绳长度不相等的计算公式F1=sinß/（sinɑ+sinß）×W×kF2=sinɑ/（sinɑ+sinß）×W×kF—每根钢丝绳所受的张力；W—所吊物件重量；k—张力增加系数，ɑßF1F2◆吊索的张力计算起重船安装的一般工艺○例：一被吊物件重20t，用两根不同长度吊绳起吊，吊绳与垂线夹角一根为20°，一根为30°，分别求这两根吊绳的张力。解：sin20°=0.342sin30°=0.520°+30°=50°，查表，k=1.103F1=0.5/（0.342+0.5）×20×1.103=13.10tF2=0.342/（0.342+0.5）×20×1.103=8.96t答：与垂线夹角20°的吊绳张力为13.10t；与垂线夹角30°的吊绳张力为8.96t。20°30°F1F2特殊构件的安装技术6◆结构物安装顺序◆相关构件物的安装◆双机抬吊的技术措施◆横吊梁在起重作业中的作用和结构第四章起重船◆双机抬吊的技术措施特殊构件的安装技术双机抬吊：用两艘起重船共同起吊、安装。具体作业方法：①递送法；②一机回转，一机跑吊；③相对旋转法；④同向旋转法。◆双机抬吊的技术措施特殊构件的安装技术双机抬吊的重心及重量分配双机抬吊的关键在于重心位置的确定和每艘起重船承担重量的分配。◆双机抬吊的技术措施特殊构件的安装技术●双机抬吊的注意事项①根据吊装方案的要求，确定本船及其他辅助船舶船位，并做好进点抛锚、定位工作；②确定设备安装现场的平面布置；③了解被吊设备的形状、重量、安装位置、安装高度、安装步骤等安装的具体要求；④确定被吊设备的重心、吊点位置、吊绳、索具选择等。⑤抬吊时应尽可能选用同类型的起重船，并根据起重能力合理分配其荷载。吊装作业中两艘起重船吊钩应保持垂直；两吊钩的升降、运行应保持同步；各吊钩所承受的荷载不得超过额定起重能力。因抬吊时存在各吊钩工作不同步、被吊物重心偏移和运动惯性等因素，对抬吊工况的总起重能力进行核算时，每艘起重船应按原额定起重能力的80%进行控制；⑥每组吊绳（两分支或四分支）