吊车吊装附加载荷及载荷系数1.pdf

一 叶 I 石油工程 建设 1 9 9 6 年第4 期 l 吊 车 吊 装 附 加 载 荷 及 载 荷 系 数 7 i 司 曼 查 燕山 石化 建 安公司 窖 蔓 2 5 0 2北 京 市 房 山 区 1 潮 m m 吊装载荷是选择吊车和设计吊装工艺的重要依 稳定后 主吊车继续提升 将设备送到安装位 吊车吊装大型设备多采甩单 双 吊车滑 移法吊装工艺 产生的附加载荷主要有 动载 荷和不均衡载荷 现有的施工规范和有关工程 手册 对 载 荷 系数 的规 定 各 不相 同 见表 1 对动载系数和不均衡系数的概念和取值都未作 详细说明 吊装工程中往往仅凭经验取值 而 缺乏进一步的理论计算依据 毫 1 t青蕞t曩僵寰 执行标准 动羹蒹数 不均蒲系数 S HJ 5 1 5 9 0 1 0 5 1 1 1 1 3 5 太型设备吊装工程蘸工工艺标准 H C 2 0 1 8 3 未作规定 可接所分配的 化工工程建设起重蓝工规范 载荷选择吊车 炼 化建 0 0 1 7 7 起重蓝工技木规范 1 1 1 3 未作规定 化工设备设计全书 塔设备设计 1 2 未作规定 机攘设备安装手册 1 1 1 2 1 3 石油化工吊装工作手册 l 1 1 1 主吊点的往复摆动是很难避免的 设备在摆动 过程中产生动载荷 它直接影响吊车的整体稳 定性 2 2 动载系数 计算公式 辅助吊车橙钩后设备受力简图见图 l 辅 田 1 辅助吊车桩构后设 蔓力筒囝 维普资讯 1 9 9 6年第 4期 吊车 吊装 附加载 荷及 载荷 系数 助 吊车松钩 后设备 只受 两个 力 作 用 重 力 G 和主 吊车提 升 力 设 备 绕 主 吊点摆 动可 视 为物理 单摆 将 设备 简化 为一个 质量 为 位于设备重 心 处的质 点 c 辅 助 吊车 松钩后 质点 c将发生摆动 当质 点 c运动到 最低 点 D 时 重 力 G 所 作 的功 w 为 W r n g S 1一 s i n a 式 中s 一 主 吊点到设 备重心 的距离 a 一设备 仰角 一 重力加速度 质点 c摆动 的初 始速 度为 0 运 动到最低 点时 的速 度为 应用 质点动能定理 可得 0 5 m W 而 根 据动 力学 基本方程 2 F m F A G F A m g 式中F 一 法 向合力 8 一 法 向加速度 n s 解得 F 3 2 s i n a G 1 动载系数的计算公式即为 K 3 2 s i m 2 2 3 分析与结论 式 2 表 明 K 与 设备 的几 何 尺 寸及 主吊点的位置高度无关 只与辅助吊车松钩时 的设备 仰角有关 见表 2 丧 2 动 奠 系敷 与设 备仰 角对应关 系 6 0 l 6 5 7 0 7 5 I 8 0 8 5 l 9 0 K 1 2 6 81 1 1 8 7 1 1 2 l 1 0 6 8 t 1 0 3 0 1 0 0 8 1 0 0 0 为了保证 吊车 的整体稳定性 通 常取倾覆 载荷 的一 定百分 比作 为吊车在该工况下的额定 起重量 这个百分比是通过多年的经验积累取 得 的 中 国 德 国 日本 生 产 的 起 重 机 取 7 5 美 国生 产的 汽 车起 重机 取 8 5 履 带 起重机 取 7 5 0 假设 某 吊车 的倾 覆 载荷 为 1 0 0 t 一定臂长下最大 工作半径时 的额 定起 重 量 为 8 5 t 设 备及 吊索 具重 量 为 8 3 t 此 种工 况下 吊车 十 分 敏 感 若 当设 备 仰 角 仅 为 6 0 时 辅助 吊车突然松钩 设备 立即出现大摆 幅 的摆 动 主 吊车 最 大 负荷 可 达 到 1 0 5 2 t 已 大 于倾 覆载荷 吊车将丧 失整机稳定性 导致 倾翻事故 笔者认为 1 辅 助吊车必须将设备送 到位 通 常设 备仰角达到 8 0 以后 辅助 吊车才能松钩 2 应在吊装方案中计算出辅助吊车松钩 时 的设备仰 角 并计算该工况下 的动载 系数 3 禁止 吊车满负荷作业 设备 自重加 吊 索具重量最多 占额定起重量 的 9 0 3 主 辅吊车不 同步时的不均衡载 荷 3 1 不均衡载荷的产生 辅助 吊车松钩之前 设备 一直处 于双机抬 吊的运 动状 态 由于 主 辅 吊车 的性能 不会完 全 相同及吊车司机操 作中的配 合差 异 所以不 论 吊装施工 怎样经心指挥 都存在主 辅 吊车 操作速度不同步的现象 从而 引起偏 吊 起 吊 钢丝绳不能垂 直受力 出现 吊钩偏角 使主 辅 吊车对 吊装载荷 的分 配不均衡 3 2 不均衡 系数计算公式 吊车滑移法 吊装设备 受力简图见 图 2 a 圈 2 滑移法吊装设备受力简围 为便于分析 将设备主 辅 吊点和设备重 心简化为三点共线 在 不出现偏 吊的理想状 态 由力矩平衡方程 M 0 M 0得 出 一 维普资讯 石油工程建设 式 中F 一主 吊车受力 F 一辅助 吊车受 力 L一 主 吊点到辅助 吊点 的距离 实际操作 中会 出现两种不 同步工况 下面 分别 讨论 1 工况 一 主 吊车提 升过快或辅助 吊车 前送过慢 见图2 b 由力矩 平衡 方程可以得 到 G S 8 口 b 式 中 F 一 主吊车受 力 F 一辅助 吊车受力 a 一设 备仰角 口 一主 吊钩偏 角 日 一辅助 吊钩偏 角 将 F F e 与 F A F 分别作 比较 可 得 出实际工况 与理 想状 态间的差 异 令 K K 等 该工况 下 主 辅 吊车受力不均衡 系数 的计 算公式 为 K 3 K 4 式 3 4 表明 主 吊车受 力会增 加 辅助 吊车受力反而 会减小 2 工况二 主 吊车提升过慢或辅助 吊车 前送过快 见 图 2 C 同理可以得到该工况下的主 辅吊车受力 不均衡系数计算公式 K 5 K 6 与工况一相反 此 时主 吊车受 力减小 辅 1 9 9 6年第 4期 从不均衡 系数 的计 算 公式 可 以看 出 主 辅 吊车分配载荷不均衡的程度 与吊钩偏 角及当 时的设备仰 角有关 根据 吊车设计规范 吊 钩偏 角应 小于 3 6 按偏 于安 全考虑 取 吊 钩偏 角 为 3 设备 仰 角 与不 均 衡 系数 的对 应 值见表 3 衰 3 不均衡暴撒与设备仰角对应衰c B 和 B 分别为 3 时 T l 工 6 0 6 5 I 7 0 7 5 8 0 K l K L1 0 1 l 1 1 2 8 1 1 7 0 1 2 4 5 1 4 2 5 K l K 9 1 8 9 0 0 0 8 7 5 J 0 8 3 8 0 7 7 2 无论是 主 吊车 还是 辅助 吊车 操作 速度 较快的吊车所分担的载荷将增加 反之 载荷 将减小 设计 吊装工艺应根据辅助 吊车松钩时 的设备仰角计算最大不均衡系数 需要说 明的是 由力平 衡方程有 F 0 和 F 0 因此 当 口 3 时 日并不 等 于 3 感兴 趣的读者 可 自行 推导 口与 0之 间关 系 K 和 K 不会 同时为表 3中之值 我们在此 研究的是用载荷系数表达不均衡载荷引起主 辅 吊车受力增 加可 能达到 的程度 主 辅 吊车 实际受 力计算 可由 F 0和 F 0继续推 导 本文不赘述 3 4 主 吊车提 升与辅助 吊车前送的速度关系 主 辅 吊车虽然 不能作到操作速度 完全 匹 配 但 可以通过 对设备 的运动分析得 出二 者速 度之间的关系 从而 指挥 狲调 主 辅 吊车的配 合以及控制 吊车操作 尽可能 减少 载荷 分配 的 不均衡 将设备的起 吊过程 看作是 刚 体平面 运 动 见 图 3 由刚体运动速度投影定理得 出 口 B 口 A t g a 7 式 中 r 主吊车提 升速度 一 辅 助 吊车抬送速度 根据 正 切 函数 的特 点 当设 备 仰 角 小 于 4 5 时 远大于 此时可适当加快提升速 维普资讯 1 9 9 6年 第 4期 吊车 吊装附 加载 荷及 载荷 系数 度 控制抬送速度 而当设备仰角大于 4 5 以 后 设备 每提升一点 都 需要辅助 吊车随之 向 前抬送很长距离 这时应放慢提升速度 适当 加快 抬送 速度 9 0 一d 田 3 滑擘法吊蓑设鲁运动逮度阿田 4 双吊车吊装时的不均衡载荷 4 1 不均衡载荷 的产生 两 台吊车作为主 吊车共同提升设备称为双 吊车 滑移法 吊装 由于 两台主 吊车的操作速 度 不能完全 同步 而产 生不均 衡载荷 见 图 4 假 设 1 主吊车提升速度较快而使设备倾斜 2 主吊车吊钩随即出现偏角 F 的水平分力又 使得设 备向 2 主 吊车 方 向移动 1 主 吊车 钢 丝绳也开始偏斜 F 和 F m 两个水平分力相 等后 设备在新 的位置取 得暂时的受力平衡 I F 2 椎 G l 圈4 飘吊奉滑罄法吊差设鲁受力示意圈 1 1 和 2 主吊车提升速度同步 设备受力平衡 2 1 主吊车提升较快 F 增大 3 2 主吊车 F 肘的水平分力 使设备平移 F 和 F 雎的水平分 力相等后 设备受力平衡 4 2 不均 衡系数 计算 公式 辅助 吊车松钩 以后 设备在没有偏斜 的理 想状态下 两台主吊车平均分担设备载荷 F l FA 2 G 2 设 备在偏斜状 态下 可由力矩平衡方程 0 M 0 解得 中间推导过程 从略 警 式中D一 两吊点 间横 向距离 H一设备重心至主吊点的纵向距离 一 设备偏斜 角度 一提升较快主吊车的吊钩偏角 设备吊装时 偏斜角度 一般都很小 近 似 有 c o s g l s i n p 0 由图 4中的几何关系 得到 c t g 2 H D 所以提升较快 主 吊车的不 均衡系数计算 公式简化为 Kl c o s t 8 十 1 J 同理可得出提升较慢主吊车 吊钩 偏角为 口 的不均衡系数的简化计算公式 K2 9 4 3 分析 与结论 1 双吊车吊装时的不均衡系数与设备的 偏斜角度有关 见表 4和表 5 两台主 吊车速 度偏差越大 设 备偏斜就越严重 提 升较快主 吊车分担的载荷 随之增 加 反之 载荷减 小 2 不均衡 系数还与 值有关 而 角取 决 于主吊点和设 备重心的位置关 系 两 主吊点 的间距决定于设备的结构尺寸 一般不易调 整 而主吊点至设备重心的距离越大 即 9 越 小 载荷分配不均衡程度也越大 所 以 适 当降低主 吊点 标高 减 小主 吊点至设备重心 的 距离 可 有 效控 制 双 吊车 吊装 时 的不 均衡 载 荷 维普资讯 石油工程建设 1 9 9 6年 第 4期 t i 管道环氧树脂涂层补口与感应加热器宽度 l i 卜 I l t r j 崔 兰 忠王 林 章 中 油 管 道 科 学 研 究 院 荟 逆 兰一一 一一 一 一 二 q 摘要 依据多 年趴事 氧 树脂潦层管道外补口 工艺 装备的 研究 和施5 经 验 分析中 颤感应加 热器在设计应用 中的补 口宽度与感应 加热轴 向温度 蛹 的关系 推 荐整体 式 开合式 无断点开台 式7 种典型感应加热器 可满足 不 同补 口宽度 需要 并适应 管道 接 了的超 声波撅伤 主 题 词查 生 垫温 度 分 布 电 热 器兰 童 垒 翌 舳 T E夕 1 前言 过 程为 喷砂 除锈一焊 口修整一 中频感应 加热 中频感应加热技术在冶炼 焊接 热处理 一喷涂一检 验 环 氧 粉 末 防 腐 管道 外补 口宽 等工业领域中 的应用 已有多年 我 国在埋地管 度 由焊接 探伤检验方法所决定 根据管道 道防腐工程 中应用环氧粉末 来 我院在管体 局企业标准 Q GD 0 1 5 0 9 3 由焊 接 x光 喷涂 内喷 外 喷 内外 同时喷 生产线上采 照相 检验方法决定 的补 口宽度 为 1 0 0 1 0 mm 用 了中频感应加热技术 并 研制 了管体 外补 口 见图 1 成套设备 中频 感应 加热具 有明显的优点 加 热快 生产效 率 高 温 度场 均 匀 容易 控制 便于调节 无 火焰 污染 涂 敷质量高 设备简 单 操作 简便 等 长输 管 道 利 用 环氧 粉末 防腐 在 管 道 焊 接 探伤检验合格后要进行外补口 补口工艺 图 1 管道卦 朴 口区域图 管道 局施工的黄河 黄 浦江穿越工程的管 l l I 1 1 1 I 1 1 1 l I I l l l I I l l I 1 1 1 l l l l l l I 1 裹 4 不均夤系数 K1 与 p 节埘盅衰 l 芦 3 u值 值 l 2 3 4 5 6 4 5 1 0 0 1 J 1 0 2 0 l 1 0 3 9 l 1 0 5 8 l 1 0 7 8 l 1 0 9 8 3 0 l 1 0 0 1 l 1 0 3 3 I 1 9 6 4 I 1 9 9 7 I 1 1 2 9 I 1 1 6 2 1 0 1 0 0 1 l 1 1 0 2 1 2 0 3 1 3 0 4l 1 4 0 6l 1 5 0 9 表 5 不均衡系数 K 2 与 u 对应衰 B 3 u值 口值 1 2 l 3 l 4 l 5 l 8 4 5 1 0 0 1 l 0 9 8 3 l 0 9 6 5 l 0 9 4 8 l 0 9 3 0 o 9 3 3 0 1 0 0 1 l 0 9 7 0 l 0 9 4 0l 0 9 0