中文學術期刊聯合征稿平臺文發(fā)網：QQ：278123888論文發(fā)表聯系方式qq：278121888起重機論文門式起重機論文起重機吊裝論談大型龍門起重機主梁段單元結構的制作工藝【摘要】本文介紹了大型龍門起重機主梁段單元結構的制作工藝、測量手段,段單元制作和組裝過程中的注意事項等?！娟P鍵詞】大型龍門起重機；結構；主梁段單元；制作工藝【中圖分類號】TU278.1【文獻標識碼】B【文章編號】1727-5123(2010)03-042-031概述隨著我國現代化建設的深入發(fā)展,造船業(yè)水平也得到了迅速提升。但與世界水平相比,我國要從海洋大國向海洋強國邁進,還需很長的路要走。為適應造船吊裝工藝需要,大型龍門起重機是大型船舶建造不可缺少的裝備,它的建造質量的優(yōu)劣直接影響其使用性能。尤其是它的金屬結構件的制造質量,對門機的安全使用起著至關重要的作用。海洋石油工程(青島)有限公司投資興建的,800噸龍門起重機由我公司承建,我們采取了許多措施,取得了很好的效果,尤其是其中三大結構件的制造質量,得到了業(yè)主和設計單位的高度評價。800噸185米龍門起重機的金屬結構主要由主梁、剛性腿、柔性腿等三大結構件組成,主要采用低合金鋼材料(Q345C)制造。三大結構件情況簡單介紹如下:1.1主梁。主梁采用梯形雙梁結構,總長為194924m,寬度為11960mm,單榀主梁上翼緣板寬為4660mm,下翼緣板寬為3000mm,梁高12m,總重2680t。為了利于減輕自重,翼緣板及腹板在長度和高度方向上采用不同厚度的鋼板。主梁由多段標準段組成。1.2剛性腿。剛性腿采用柱形整體式箱形結構,最大截面為99569811mm,總重為512t。為減輕自重,板厚在高度方向按等強度的原則采用不同厚度的鋼板設計。1.3柔性腿。柔性腿采用人字形圓管結構,由上接頭、兩根鋼管和箱形下橫梁組成,兩根圓管與下橫梁及上接頭采用法蘭聯接。由于主梁段單元的制作工藝具有一定的代表性,對于門機其他結構件(如剛性腿等)的制造有重要的參考作用,本文針對此臺門機三大結構件中的主梁標準段單元的制作過程,談談段單元的制造工藝和質量控制等問題,希望能夠對類似工程起到好的借鑒作用。2技術準備2.1焊接工藝評定。焊接工藝評定是編制焊接工藝的依據,應在鋼箱梁制造開工前完成。評定試驗用的母材應與產品一致,盡可能選用C.S.P含量上限制備試板。試板焊接時,要考慮坡口根部間隙、環(huán)境和約束等極限狀態(tài),以使評定結果具有廣泛的適用性。焊縫力學性能等方面和母材匹配。焊縫的沖擊韌性指標原則上與母材相等,按GB/T15911994標準執(zhí)行。根據本臺門機設計圖紙和龍門吊制造驗收規(guī)則的規(guī)定,編寫焊接工藝評定任務書,呈報監(jiān)理工程師審批。根據批準的焊接工藝評定任務書,模擬實際施工條件,逐項進行焊接工藝評定試驗。針對本臺門機鋼箱梁的接頭形式,初步擬訂焊接工藝評定方案。焊接工藝評定試驗提供最終報告,經監(jiān)理工程師審查、批準生效,并在生產中跟蹤、檢查、補充和完善施工工藝。如生產過程中某焊接工藝產生質量不穩(wěn)定或低于質量要求時應立即終止使用。試驗報告按規(guī)定程序批準后,根據焊接工藝評定試驗報告編寫各種接頭的焊接工藝指導書。焊接工藝指導書經監(jiān)理工程師批準后,根據焊接工藝指導書的內容組織施工。2.2工藝文件的編制。按照設計文件和鋼結構制作要求,編制龍門吊制造驗收規(guī)則作為內控標準來指導和控制龍門吊制造全過程,對制造驗收規(guī)范進行分解細化。編制各個工序的工藝文件,用于指導生產,控制施工質量。2.3技術培訓。對參于龍門吊制造的管理、技術人員和工人進行上崗前全員技術培訓、中文學術期刊聯合征稿平臺文發(fā)網：QQ：278123888論文發(fā)表聯系方式qq：278121888質量意識教育、技術交底和應知應會教育,對于主要工種:如焊工、涂裝工、組裝工、劃線工、檢查工等進行特殊培訓和考核,實行持證上崗。其中電焊工按焊接方法、焊接位置分別考試,合格人員發(fā)給合格證書,不得超越證書范圍作業(yè)。3制造工藝3.1總體方案。根據本龍門吊的結構特點,擬采用造橋工藝來制作龍門吊的立體分段,立體分段的平面板單元首先在加工廠制作好,然后在拼裝場地進行整體立體分段拼裝,并完成所有主梁節(jié)段的預拼及起拱,節(jié)段之間的環(huán)焊縫在吊裝現場完成。本臺門機主梁由36個分段組成,為雙梁結構,單邊17個分段,其中標準段34個分段,非標段2個,主梁制作時,采用整體預拼起拱的方式進行,主梁梁段布置圖如圖1所示:圖1主梁梁段布置圖3.2梁段整體拼裝工藝。3.2.1總拼胎架搭設。主體分段豎向尺寸大,對施工帶來諸多不便,本方案采用臥造法。用外胎架進行側面板的定位然后以隔板為內胎進行其它幾個面的面板定位。胎架平面為斜切面,其斜度與腹板形狀匹配。臥裝胎架搭設時要確保胎架有足夠的剛性,防止箱梁在拼裝時變形,胎架搭設時17個梁段的胎架整體搭設,典型分段的胎架斷面示意圖如圖2所示:圖2胎架斷面示意圖3.2.2主梁內側面及外側面劃分。考慮到主梁為雙梁對稱結構,采用側面板朝下的臥裝方式,所有板片對接縫為單V型坡口(反面貼陶瓷襯墊,單面焊雙面成型),其中貼陶瓷襯墊側成型相對較差,因此從工藝及造型上要求所有貼陶瓷襯墊側在主體拼裝成型后不能外露,因此將龍門吊主梁分成內側面和外側面,其中內側面作為拼裝時的底板,外側面作為拼裝時的頂板結構,確保外側面對接縫外觀成型美觀。3.2.3板單元兩拼。為了提高拼裝效率,部分板單元在主箱梁組拼前在線下進行兩拼,兩拼的范圍涉及頂板,為減少焊接變形和火焰修整量,保證板塊平面度,應在拼接焊縫焊接前預置反變形,同時使用預留焊接收縮量的樣板控制焊縫兩側相鄰球扁鋼的中心距。3.2.4組裝側面板。首先在胎架上按照主梁的理論起拱值測量放出底板的邊界線,然后以底板的邊界線為基準定出側面板的理論位置線,按此位置線進行首塊側面板的精確定位。固定后依次對稱組焊其它側板單元,組裝時應按設計寬度精確預留焊接收縮量。3.2.5組裝T型鋼。下側面板焊接檢驗結束后,在側面板上測量放出T型鋼的定位線,然后組焊T型鋼。3.2.6組裝橫隔板。橫隔板支撐整體制造,安裝就位后用花欄螺絲來調整橫隔板的垂直度。3.2.7組裝頂底板。隔板組對后開始焊接,同時頂底板可以同步就位,就位要點是確保頂底板和地面鉛垂。3.2.8封外側面板。頂底板裝配焊接結束后,安裝外側面板,安裝就位后,需要加設臨時支撐。安裝完成外側面板后,依次安裝其他外側面板直至結束。從而完成整個梁段的組拼。3.2.9胎架橫向反變形控制。通過合理的焊接順序來控制焊接變形,在胎架上不再做反變形設置,具體焊接順序按下圖試行,首制段結束后根據實際情況再作調整。圖3焊接順序圖3.2.10拼裝焊接注意事項。梁段焊接順序:為保證梁段的外形和幾何尺寸,防止產生過大的內應力,梁段的焊接應分步進行,并遵循先內后外、先下后上、由中心向兩邊的施焊原則。優(yōu)先選用CO2氣保焊方法,同時盡量采用陶質襯墊單面焊雙面成型的焊接工藝。組裝頂板時,必須精確預留橫隔板焊接收縮量,控制箱體高度。在焊接臨時馬板或工藝輔助件時,應避免對母材產生咬邊及弧坑。拆除時,不允許錘擊拆除,應在距母材13mm處用氣割切除,不得中文學術期刊聯合征稿平臺文發(fā)網：QQ：278123888論文發(fā)表聯系方式qq：278121888傷及母材,切除后用砂輪將焊趾處打磨平整。板單元及零部件必須經過全面檢驗合格并經監(jiān)理工程師批準后方可參與梁段組裝,構成各梁段的板單元及零部件應編號并記錄清楚其所在的部位。梁段制造的各階段報驗單應提交監(jiān)理工程師審核認可。3.2.11預拼裝。預拼裝方法:梁段組裝時需要進行整體預拼(不少于4節(jié)),預拼結束經監(jiān)理簽字認可后方可脫胎進入下一道工序,脫胎后預留一段轉入下一輪預拼,確保整個梁段預拼完整性。預拼裝檢查。每輪鋼箱梁整體組焊完成后直接在胎架上進行預拼裝和重點檢查:主梁的起拱線形、扭曲,節(jié)段間端口匹配情況等。根據工藝要求,梁段預拼前應處于自由狀態(tài)。主梁總體線形尺寸檢查。a.線形檢查:通過測量主梁底板節(jié)段接口處的理論坐標來檢查主梁的起拱線形,主梁的旁彎主要通過在側面板取一系列特征點測量其標高來檢查,如下圖所示:b.梁段扭曲檢查:是通過檢查各梁段兩端橫隔板處的左右標高值,判斷各梁段的水平狀態(tài)及扭曲情況。c.內外側面板的標高檢查。根據理論值調整其標高。預拼裝檢查測量要求。a.各梁段的標高、長度等重要尺寸的測量,應避免日照影響,并記錄環(huán)境溫度。b.測量用的鋼帶或標準尺在使用前應與被檢測工件同條件存放,使二者溫度一致,并定期送計量檢測部門檢定。c.測量用水準儀,經偉儀,儀表等一切量具均需經二級計量機構檢定。使用前應校準,并按要求使用。d.操作人員應經專門培訓,持證上崗,并實行定人定儀器操作。3.3起拱工藝。3.3.1起拱高度理論計算。主箱梁在制作過程中,考慮到鋼梁結構自重及負重時會有一定的下撓,因此在節(jié)段預拼裝時需要按照一定曲線進行預拱,以確保結構使用時能夠達到理想的設計狀態(tài)。根據設計要求,主梁起拱高度按圖5所示公式進行計算:根據圖示計算公式(考慮結構自重下撓),可以計算出每個分段上弦在轉折處相對于理論直線的預拱高程為:圖5主梁上拱度計算示意圖3.3.2起拱方法。在對主梁分段近似采用斜直線制作,總組胎架墩采用折線梁拱。具體做法為:首先以主梁的下弦面理論直線為基準線,繪出基準線及分段線的位置,然后根據高程確定出起拱折線,在確定出預起拱折線后,在主梁起始位置及鋼梁兩兩相接的位置安裝曲線成型限制擋塊,限制擋塊制作時在保證成型曲線的同時還需要保證上弦面板的垂直度。因此此限制擋塊需要精確定位,并定期測量和調整,確保線型準確、垂直度可靠。3.3.3主梁起拱線型長度調整方案。主梁在拼裝起拱后其線型由原先的直線變成折線結構,兩兩梁段之間的連接面由原先的直口變?yōu)樾笨?預起拱前后接口的變化如圖6所示:圖6起拱前后兩兩梁段之間的連接經過對上圖分析可知在主梁起拱以后,兩兩梁段之間會出現上弦長度增加,增加長度L只和兩兩梁段之間的折角有關,通過整體放樣后可知,起拱后主梁的上弦的弦長和理論直線的長度發(fā)生變化,其中上弦在185m全長范圍內總長變化為288