高 宇 柏佳欢

上海振华重工(集团)股份有限公司长兴分公司

1 引言

振华公司为南京龙潭港集装箱码头设计制造的岸边集装箱起重机(以下简称岸桥)整机高度约56 m，前伸距40 m，后伸距11 m，吊具下起升高度30 m，整机重量约1 035 t。运输过程中受桥梁限高影响，无法整机发运。南京龙潭港集装箱码头前沿常年水深低于12.5 m,码头岸线规划1 400 m，左侧为码头散货卸船作业区域，右侧为4台旧岸桥作业区域，吊装区域约250 m。码头基建已基本完工，全为混凝土地面且已设计施工好系揽桩，但未考虑后期增加岸桥设备预留上岸活动缺口。因此根据码头实际情况及江苏沿海浮吊起重能力，整机吊装上岸无法实施。为不拆除码头基建设备，尽量减少影响码头正常作业时间，最终确定岸桥分为门框、前大梁、后大梁、机房组件4大件吊装上岸。

2 吊装难点分析

根据前期对码头的考察，岸桥分为4大件吊装上岸存在以下4个难点。

(1)岸桥门框从码头正面吊装上岸，门框组件(门框+大车)重约400 t，按照常规方案使用立柱上口法兰总装吊耳吊装，浮吊吊高需大于65 m，浮吊额定参数需满足俯仰角度60°，臂幅50 m，吊装高度65 m等要求[1]，仅振华公司1 600 t和2 200 t浮吊满足要求。但公司内部浮吊作业繁忙，无法前往用户码头作业，只能采取降低吊装点高度的方案，扩大浮吊可选范围。通过对整个门框的前后、高度方向重心进行细致计算和校核，决定将吊耳焊接在立柱与下横梁连接位置，新增吊耳需保证与立柱、下横梁对筋。

(2)岸桥机房位于后大梁尾部，吊装点距离较长，浮吊臂架需避开梯形架。

(3)吊装前大梁时，浮吊左舷靠用户码头吊装，浮吊需与码头平行线旋转一定角度，错开至少3 m的安全距离。

(4)吊装后大梁时，浮吊臂架需避开梯形架。

根据以上现场吊装的4大难点，研究吊装工艺，通过合理摆放运输船和浮吊位置，确保码头和浮吊之间的安全。

3 门框整体吊耳设计校核

门框整体吊装包含的构件有大车行走机构、海陆侧下横梁、海陆侧立柱、门框联系横梁、大车锚定机构以及其他附属件，门框整体吊装吊耳设计校核方案如下。

3.1 吊装载荷分析

门框整体吊装取载荷放大系数1.1倍，计算门框整体吊装载荷G=2 000 kN。双钩4绳吊装，吊耳之间距离为定值时，吊点越高，水平分力越小。取门框跨距24 m，吊点的高度43 m，同侧吊耳的孔距离16.7 m。选用钢丝绳长度44 m，确定单组吊耳最大径向载荷964 kN，单组吊耳最大轴向载荷250 kN。

3.2 吊装应力及变形位移分析

根据前期门框整体吊装受力计算，选用吊耳的主板、重磅板、筋板板厚分别是50 mm、40 mm和20 mm，箱体内对筋筋板板厚16 mm，材质与产品结构的主材料保持一致。使用Inventor建模，设置单组吊耳径向力964 kN及轴向力250 kN。通过应力分析可知，应力集中区域主要分布在吊耳主板和筋板的端部，最大等效应力292 MPa，要求筋板及过焊孔的端部进行包角焊且焊缝做圆弧过渡处理降低集中应变力[2]。焊缝优化后通过模拟应力分布及分析，确定吊耳强度满足吊装使用要求。

4 方案论证

根据用户码头情况，对岸桥运输船布置和四大件吊装上岸顺序进行了方案论证，工艺的合理性直接关系到施工安全、施工成本及施工周期[3-4]。因此，根据现场码头条件，设计了两种方案备选。

方案一为将两大件在驳船上吊装后再整体滚装上岸。在码头前沿驳船顶靠后，浮吊吊装前后大梁组件至门框上完成总装，然后再整机滚装上岸[5-6]。查询南京码头潮水表后发现，总装期间为一年中的低水位，总装后驳船上铺设的轨道与码头高度相差3 m以上，需要在驳船轨道下方加胎架铺平，安全性无从把控，风险较大，方案排除。

方案二拟将四大件吊装上岸，浮吊从码头正面吊装门框、后大梁、机房组件，最后浮吊双钩平行于码头吊装前大梁组件完成总装。浮吊额定参数需满足俯仰角度65°、双主钩400 t×2、臂幅40 m、最大作业半径68 m、吊装高度65 m共5项要求。四大件吊装降低了浮吊的起重吨位要求，使浮吊可选范围扩大，当地一艘1 200 t浮吊完全满足现场吊装要求。且岸桥四大件发运到现场总装，与在基地制作安装的工序相同，不影响岸桥的性能，最终选用了四大件吊装上岸的工艺方案。

5 项目实施

根据方案论证结果，项目实际施工过程中四大组件除吊装干涉的部件外，其他部件全部安装到位。现场总装后仅剩余门框至大梁组件梯子平台贯通、穿俯仰钢丝绳、电缆贯通的高空作业内容。2台岸桥采用2艘驳船运输，共8套散件，在驳船上布置时需根据散件吊装先后顺序和吊装方向摆放。为了使船甲板空间利用最大化，1艘驳船纵向放2台门框，门框大车轨道方向平行于驳船船尾方向，门框下方放置2台机房。另外一艘驳船放2台后大梁并放置高胎架，下方放置2台前大梁。所有胎架及枕木布置在船甲板对筋加强区域。岸桥运抵用户码头后按照吊装前准备、门框组件吊装、后大梁组件吊装、机房吊装、前大梁组件吊装、穿俯仰钢丝绳、吊装前拉杆的顺序进行施工作业。

5.1 门框组件吊装

门框组件总重约400 t,吊装时驳船顶靠用户码头，使船头与船尾平行于码头，门框可直接吊装至码头轨道上，不需要再转方向，节约吊装时间。1 200 t浮吊利用安装的门框整体吊装吊耳，采用正面双钩吊装门框组件，浮吊仰角50°，吊高53 m，起吊落入用户码头轨道(见图1)。

图1 浮吊正面吊装门框组件

5.2 后大梁组件吊装

后大梁总重280 t，采用正面吊装上岸，吊装过程中浮吊臂架需注意避让梯形架(见图2)。采用浮吊副钩单钩吊装后大梁，臂架俯仰角度45°，吊高56 m，单钩额定载荷4 000 kN。后大梁在驳船上并排纵向布置，穿好吊装钢丝绳及拉好浪风钢丝绳后，缓慢起吊后大梁至60 m，注意浮吊臂架与梯形架的距离。缓慢将后大梁陆侧先放置于陆侧立柱连接法兰，通过引销将陆侧上横梁工艺法兰与陆侧立柱法兰孔对齐，安装连接螺栓；再缓慢将后大梁海侧放置于海侧立柱连接法兰，通过引销将海侧上横梁工艺法兰与海侧立柱法兰孔对齐，安装连接螺栓，然后按工艺要求拧紧达到规定扭矩。

图2 浮吊正面吊装后大梁组件

5.3 机器房吊装

机器房总重约200 t，吊装过程中机房和浮吊臂架需避让梯形架，经过作图计算，浮吊与码头夹角约52°，臂长约67 m可以避免浮吊臂架与梯形架干涉。实际吊装采用副钩单钩吊装，臂架俯仰角度45°，吊高62 m，单钩额定载荷4 000 kN(见图3)。使用浮吊缆绳及拖轮调整浮吊与码头角度，缓慢将机器房放置于后大梁机房支座上，用葫芦调整机房与后大梁机房支座螺栓孔对齐，穿引销及安装连接螺栓并按图纸要求拧紧达到规定扭矩。

图3 吊装机器房

5.4 前大梁组件吊装

前大梁总重180 t，采用浮吊双钩吊装，臂架俯仰角度45°，吊高约56 m。浮吊左舷靠用户码头吊装，需与码头平行线旋转一定角度，错开3 m左右的安全距离(见图4)。实际吊装时浮吊采用双钩起吊前大梁至60 m，使前大梁铰点与后大梁铰点对齐，缓慢将前大梁向陆侧移位，使前大梁铰点缓慢插入后大梁铰点，安装大梁两侧铰点轴；再穿前大梁俯仰钢丝绳，松开浮吊陆侧钩头吊装钢丝绳，将海侧钩头抬高3 m，通过引绳与钢丝绳连接，将引绳连接到俯仰卷筒，利用应急电机旋转卷筒完成俯仰钢丝绳穿绳。最后将前大梁扳起后连接前大梁拉杆，完成整机安装。

图4 双钩吊装前大梁组件

6 结语

南京龙潭岸桥码头为内河码头，总装期处于码头的低水位期，阻碍了整机滚装上岸。通过对码头实地考察并根据当地浮吊设备起重能力，最终采用性价比较高的四大件吊装总装方案。实践证明，通过编制合理的吊装工艺，使有限的浮吊设备发挥最大化功能，降低生产成本。南京龙潭岸桥四大件吊装的成功，为后续内河码头无法整机滚装上岸的项目提供了参考。