室內(nèi)移動式輕便吊車的研制方法

1、室內(nèi)移動式輕便吊車的研制方法目 錄 小 組 簡 介2選 擇 課 題3目 標 設(shè) 定4提出方案并比選5制 定 對 策6工 程 簡 介1對 策 實 施7效 果 檢 查8鞏固措施與標準化9總結(jié)與體會 一、工 程 簡 介 北京市藍色港灣工程位于北京市朝陽區(qū)朝陽公園北側(cè)，主體建筑占地長約385m，寬約164m，總建筑面積約為140,000m2，其中地下部分建筑面積約為80,000m2，地上部分建筑面積約為60,000m2。鋼結(jié)構(gòu)部分主要分布在地下一層、地上一層及二層部分區(qū)域，主要形式為鋼結(jié)構(gòu)夾層，主要構(gòu)件為H型鋼梁。二、小 組 簡 介 1、本小組成立于2006年6月，小組成員主要以公司技術(shù)處人員及現(xiàn)場施

2、工技術(shù)人員為主，活動時間是2006年6月至2006年12月，以下是我們小組人員情況介紹：姓名職務(wù)職稱小組分工袁恒芳副總經(jīng)理工程師 組長，總體安排小組活動。張茍英項目經(jīng)理工程師 副組長，具體安排小組活動實施。邱國峰主任工程師工程師 組員，制定具體方案并實施。周立霞質(zhì)量主管工程師 組員，制定具體方案并實施。陳祥龍工程師助理工程師 組員，制定具體方案并實施。劉 鋒工程師助理工程師 組員，制定具體方案并實施。問題提出1工期緊張： 該工程所有50000平米夾層鋼結(jié)構(gòu)，共約3700根鋼梁，于2006年8月25日開始施工，原計劃07年2月15日前達到 粗裝驗收標準，工期壓力大。三、選 擇 課 題 三、選 擇

3、 課 題 構(gòu)件安裝位置絕大部分在室內(nèi)，混凝土樓板厚度較薄，本工程地上一層室內(nèi)凈空高度基本為，地下一層凈空高度為，鋼梁安裝相對就位高度為4m左右，鋼梁最大重量為，且吊裝設(shè)備均應(yīng)放置在200mm厚的混凝土樓板上，因此，對吊裝設(shè)備的起重能力有一定的要求，對其自重有較嚴格的限制。故汽車吊、叉車等常規(guī)吊裝設(shè)備無法使用。問題提出2施工現(xiàn)狀 方法一：使用吊環(huán)及滑車 在樓板上預(yù)留鋼筋吊環(huán)，通過滑車或倒鏈將主梁提升到位。 因此，為了保證施工工期，我們必須尋找一種合適的吊裝機具解決方案。三、選 擇 課 題 方法二：使用自制門式吊架 采用自制門式吊架作為起吊設(shè)備吊裝構(gòu)件。三、選 擇 課 題 對兩種吊裝機具進行比較三

4、、選 擇 課 題 經(jīng)上表的分析比較，這兩種方法的經(jīng)濟性、吊裝速度、安全性、適用性等各方面指標距現(xiàn)場施工的實際要求還有較大的差距，不能滿足施工進度要求的15根/班組天的安裝速度要求，故自制一臺輕型吊車成為我們唯一的選擇。 針對前兩種方法的分析對比，要求該自制吊車應(yīng)具有較快的提升速度（），自重要小于1500kg，造價合理，能方便的在樓層中移動，且具有較好的安全性。 三、選 擇 課 題 室內(nèi)移動式輕便吊車的研制 選 定 課 題 三、選 擇 課 題 四、設(shè) 定 目 標 目標： 自行研制一種適合在夾層施工中使用的簡易吊車，使得安裝速度由傳統(tǒng)方法的每天每班組6根提高到15根。0246810121416未使

5、用簡易吊車使用簡易吊車每天每班組鋼梁安裝數(shù)量五、提出方案并比選 1.設(shè)計思路的比選 通過對多種常用移動式吊裝設(shè)備（叉車、輪胎式起重機、履帶式起重機）工作原理的對比分析，發(fā)現(xiàn)履帶式起重機的工作原理最適合作為我們設(shè)計該簡易吊車的原型，進行各個組成系統(tǒng)的設(shè)計。配重 底座吊臂拉桿室內(nèi)移動式輕便吊車主體框架結(jié)構(gòu)系統(tǒng)起重裝置系統(tǒng)纜繩微調(diào)裝置系統(tǒng)防護系統(tǒng)固定支撐系統(tǒng)移動裝置系統(tǒng)2.各系統(tǒng)設(shè)計 根據(jù)我們的使用要求，該簡易吊車應(yīng)具備主體框架結(jié)構(gòu)系統(tǒng)、起重裝置系統(tǒng)、纜繩微調(diào)裝置系統(tǒng)、防護系統(tǒng)、固定裝置系統(tǒng)及移動裝置系統(tǒng)等幾個重要組成部分。在此基礎(chǔ)上，我們設(shè)計出該吊車的雛形。 五、提出方案并比選 五、提出方案并比選

6、 3各系統(tǒng)方案比選： 在整體結(jié)構(gòu)定型的基礎(chǔ)上，我們需要對起重裝置系統(tǒng)、纜繩微調(diào)裝置系統(tǒng)、防護裝置系統(tǒng)三個部分進行分析和進一步的比選，而相對簡單的其余部分可直接進行設(shè)計。五、提出方案并比選 1）起重裝置系統(tǒng)比選： 考慮到最大構(gòu)件重量為，適當考慮動力系數(shù)及安全儲備，則起重裝置的起重量至少要達到5t。故我們提出選擇使用5t手動倒鏈及5t電動倒鏈兩種方案。序號方案內(nèi)容速度安全性可控性局限性經(jīng)濟性方案一使用手動倒鏈0.2m/min較安全精度容易控制工人勞動強度大700元/個方案二使用電動倒鏈約0.66m/min較安全精度較難控制需要隨安裝位置提供電源3200元/個 通過對上面兩種倒鏈的比較，電動倒鏈的價

7、格雖然較高，但是其提升速度快，且能減小工人的勞動強度并節(jié)約人工費用，其精度控制較難的問題則可以通過微調(diào)系統(tǒng)進行彌補，電源接入問題在施工現(xiàn)場也較容易滿足，故選擇電動倒鏈作為解決方案。五、提出方案并比選 2）纜繩微調(diào)裝置系統(tǒng)比選 由于在構(gòu)件提升至就位位置時不可能剛好合適，則需要吊裝機具能對構(gòu)件的位置進行就位前的微調(diào)，因此我們又設(shè)計了該微調(diào)系統(tǒng)的兩種解決方案：序號方案內(nèi)容精度安全性可操作性經(jīng)濟性方案一調(diào)節(jié)吊索長度變幅速度快精度較難控制較安全可行，但電動倒鏈控制有難度不需增加額外設(shè)備方案二調(diào)節(jié)背拉索長度變幅速度慢精度較易控制較安全可行，背拉索倒鏈控制容易需要增加兩個1t手動倒鏈五、提出方案并比選 通過

8、上述比選，調(diào)節(jié)背拉索長度的微調(diào)方法具有相當?shù)膬?yōu)勢，選用此法作為該系統(tǒng)解決方案，具體做法如下： 將2個1t手動倒鏈及纜繩組成纜繩微調(diào)系統(tǒng)，拉結(jié)在吊臂與主體結(jié)構(gòu)之間。通過對倒鏈的收放來改變該纜繩的長度，實現(xiàn)以吊臂底部與底座連接的轉(zhuǎn)動銷軸為支點，吊臂角度的變幅功能，進而實現(xiàn)對構(gòu)件位置的精確微調(diào)。五、提出方案并比選 3）限位裝置系統(tǒng)比選 限位裝置主要為限位鎖系統(tǒng)，由于吊臂的可變角度是經(jīng)過計算得出的，與背拉索強度及配重的重量嚴格進行匹配的，所以在使用過程中要對該角度進行嚴格的控制，若角度過大易導(dǎo)致吊臂后翻，而角度過小則會導(dǎo)致背拉索斷裂或者配重不足使吊車翻倒，造成事故。在進行限位系統(tǒng)設(shè)計時，我們對以下兩種

9、方案進行了比較：五、提出方案并比選 兩種解決方法的比較序號方案內(nèi)容安全效果 可操作性經(jīng)濟性方案一 用一前一后兩根鋼絲繩限位仰角上下限 在吊臂仰角增大過程中由于控制最大仰角的鋼絲繩離吊臂下端鉸點過近，對于角度的控制能力將十分有限 兩根鋼絲繩的長度及綁扎有嚴格要求兩種方法的經(jīng)濟性相當方案二 最小仰角用一根鋼絲繩限位 最大仰角用一個剛性支架限位 在吊臂仰角增大過程中，一旦吊臂碰到剛性支架就不能再繼續(xù)增大，能有效控制最大仰角 剛性支架可以做好后焊接在底座上故選擇第二種方案作為防護裝置系統(tǒng)的解決方案。 六、制 定 對 策 依據(jù)方案比選的結(jié)果制定相應(yīng)的對策：序號要素對策目標措施地點時間負責人1吊車結(jié)構(gòu)設(shè)計

10、進行主體部分的結(jié)構(gòu)設(shè)計能滿足功能(起重量為2t)及安全要求1、用有限元軟件建模計算驗算。2、依據(jù)計算結(jié)果進行構(gòu)件截面的選擇。3、各連接節(jié)點設(shè)計驗算。4、繪制加工圖紙。設(shè)計室06.06邱國峰劉鋒2提升系統(tǒng)設(shè)計使用電動倒鏈提升速度達到0.66/min1、分析研究工作時的荷載。2、依據(jù)荷載確定相應(yīng)規(guī)格的電動倒鏈。3、在吊臂頂端懸掛安裝電動倒鏈。項目部設(shè)備采購部門06.06張茍英邱國峰序號要素對策目標措施地點時間負責人3微調(diào)系統(tǒng)設(shè)計通過調(diào)節(jié)背拉索長度進行微調(diào)能微調(diào)構(gòu)件位置，實現(xiàn)構(gòu)件精確定位1、通過計算確定背拉索的受力大小。2、依據(jù)受力大小選擇背拉索鋼絲繩規(guī)格及手動倒鏈規(guī)格。3、安裝背拉索及手動倒鏈。加

11、工廠06.06張茍英邱國峰4限位系統(tǒng)設(shè)計利用鋼絲繩限制最小仰角，利用剛性支架限制最大仰角控制吊臂仰角的變化范圍為6580。1、計算出能滿足配重及工作條件要求的吊臂最大及最小安全仰角角度。2、采用背拉鋼絲繩來控制最小安全仰角。3、采用固定剛性支架控制最大安全仰角。加工廠06.06張茍英邱國峰六、制 定 對 策 序號要素對策目標措施地點時間負責人5固定支撐系統(tǒng)設(shè)計采用外伸支腿減小對混凝土樓面的影響，增加吊車的穩(wěn)定性1、通過計算得出合適的支腿外伸距離。2、設(shè)計并制作支腿。加工廠06.06張茍英邱國峰劉鋒6移動系統(tǒng)設(shè)計安裝4個輪子用來移動使吊車能方便的在樓板上移動1、根據(jù)自制吊車的重量選擇合適規(guī)格的輪

12、子。2、安裝兩個轉(zhuǎn)向輪及兩個定向輪。加工廠06.06張茍英邱國峰7加工及試運行加工廠及現(xiàn)場試吊檢驗吊車是否滿足功能和安全要求試吊2t重鋼梁，檢驗各個系統(tǒng)的運行狀況，改進完善。加工廠現(xiàn)場06.07張茍英邱國峰六、制 定 對 策 七、對 策 實 施 1、吊車結(jié)構(gòu)設(shè)計：通過反復(fù)計算和調(diào)整吊車主體結(jié)構(gòu)尺寸，實現(xiàn)了吊車前支撐對地面的壓力滿足樓板的承壓能力要求，同時配重也能保證吊車的平衡條件的最小值。經(jīng)設(shè)計計算，該自制吊車自重（含配重）為，滿負荷工作時單個支腿的支座反力為，經(jīng)支腿端部分散為面荷載后，僅為，滿足C30混凝土樓板的強度要求。設(shè)計完成后，繪制加工詳圖，進行主體結(jié)構(gòu)的加工制作。 七、對 策 實 施

13、 2、使用電動倒鏈 依據(jù)使用功能的要求，確定需采用一個5t的電動倒鏈作為提升動力，將電動倒鏈安裝在吊臂頂端。3、使用背拉索進行微調(diào)a、通過計算確定背拉索的受力大小。b、依據(jù)受力大小選擇背拉索鋼絲繩規(guī)格及倒鏈規(guī)格。c、采購2個1t手動倒鏈。d、安裝背拉索及倒鏈。 兩個1t手動倒鏈5t電動倒鏈七、對 策 實 施 4、利用鋼絲繩限制最小仰角，利用剛性支架限制最大仰角 控制最小仰角的鋼絲繩長度為6m，一端綁扎在吊臂頂端偏下的位置，另一端綁扎在吊車尾部配重的位置。 控制最大仰角的剛性支架設(shè)置于吊臂根部。 安裝完畢后經(jīng)測試，限位裝置能使得吊臂仰角在安全范圍內(nèi)變化，到達安全限值時吊臂能被有效約束，仰角不再繼

14、續(xù)增大或減小。最小仰角限制繩最大仰角限制支架七、對 策 實 施 5、采用外伸支腿a、通過計算得出合適的支腿外伸距離。b、依據(jù)荷載及混凝土樓面承載能力對支腿端部進行放大。c、加工制作支腿并安裝支腿6、安裝4個輪子用來移動 在吊車前部安裝兩個轉(zhuǎn)向輪，在后部安裝兩個定向輪。支腿及滾輪七、對 策 實 施 7、加工及試運行7、加工及試運行 通過進一步的深化設(shè)計，并畫出加工詳圖，并依照詳圖進行加工制作，對于加工制作完成的吊車在加工廠進行試吊，然后在施工現(xiàn)場進行試用。加工廠試制自制吊車試用改進與完善 該自制吊車在現(xiàn)場復(fù)雜條件的使用過程中也存在著不足，因此我們針對現(xiàn)場實際情況又對該吊車進行了改進和完善，以便吊

15、車能夠滿足現(xiàn)場多種安裝條件的需要。 改 進 前改 進 后固定長度支撐架可調(diào)長度支撐架支撐架的改進 為使吊車移動過程中更加方便的通過洞口，將吊車底盤上的4個支撐架由固定結(jié)構(gòu)改為可伸縮式。如下圖：七、對 策 實 施 吊車在不工作時其外伸架可以取下或縮進套筒內(nèi)，吊裝作業(yè)時將其伸出并將吊車托起。 七、對 策 實 施 針對現(xiàn)場部分鋼梁相對就位高度較高（達）的問題，我們又通過設(shè)計計算和改造，增加了吊車的吊臂長度和起升高度，并采取一系列措施保證該吊車的適用性。三層鋼梁二層鋼梁增加吊臂長度吊臂背側(cè)增加圓鋼格構(gòu)架，提高剛度使用卷揚機作為提升動力使用滑輪組減小動力需求七、對 策 實 施 八、效 果 檢 查 現(xiàn)場吊裝 簡易吊車現(xiàn)場使用現(xiàn)場吊裝八、效 果 檢 查 鋼梁安裝完成效果 經(jīng)過在工地長時間的施工實踐檢驗，該簡易自制吊車在使用性能、安全性能、工作效率、操作性能等各個方面都能較好的滿足施工的要求，順利完成了QC活動預(yù)期的目標。 主鋼梁安裝速度有明顯提高，速度提高到每天可安裝主梁16根。 由于該簡易吊車的使用，藍色港灣工程鋼梁安裝進度大大提高，為按時完成施