鄭展峰

鎮(zhèn)海石化建安工程有限公司 浙江寧波 315207

風(fēng)載對(duì)Dem ag AC-350型起重機(jī)穩(wěn)定性影響探討

鄭展峰

鎮(zhèn)海石化建安工程有限公司 浙江寧波 315207

針對(duì)煉油、石油化工工程建設(shè)行業(yè)，特別是裝置停工檢修或搶修施工中，作業(yè)時(shí)間的緊迫性，通過對(duì)Demag AC-350型350t汽車式起重機(jī)在7級(jí)風(fēng)狀態(tài)下進(jìn)行起重吊裝作業(yè)的穩(wěn)定性驗(yàn)算，提出在風(fēng)力達(dá)6級(jí)或以上時(shí)進(jìn)行吊機(jī)吊裝作業(yè)是否可行的問題探討。

風(fēng)載 AC-350型起重機(jī) 穩(wěn)定性影響

汽車式起重機(jī)因其高度的靈活性在設(shè)備安裝和檢修搶修中被經(jīng)常采用。汽車式起重機(jī)最嚴(yán)重和最容易發(fā)生的事故是“翻車”事故，其根本原因是喪失穩(wěn)定，因此我們對(duì)在風(fēng)力大于10.8m/s的天氣環(huán)境下的施工非常謹(jǐn)慎，基本上是一律停止吊機(jī)吊裝作業(yè)，這樣也直接導(dǎo)致裝置檢修和搶修工作進(jìn)度減慢甚至無法進(jìn)行。以我公司的Demag AC-350型350t汽車式起重機(jī)為例，就不同的吊裝作業(yè)環(huán)境、不同的吊物、不同的吊機(jī)工況下，提出風(fēng)載對(duì)其穩(wěn)定性影響問題的探討。

1 風(fēng)載荷的確定

在煉油、石油化工工程建設(shè)和裝置檢修、搶修作業(yè)時(shí)，起重機(jī)吊裝一般都是露天進(jìn)行作業(yè)，起重臂升起后起重機(jī)的底盤、回轉(zhuǎn)平臺(tái)、配重、臂桿以及吊物本身都將受到風(fēng)力的作用，其大小由風(fēng)壓、起重機(jī)和重物的迎風(fēng)面積以及其它因素確定。

式中

C——風(fēng)載荷的體形系數(shù)；

Kh——風(fēng)載荷的高度修正系數(shù)；

q——風(fēng)壓強(qiáng)度值（N/m2）；

F——起重機(jī)組成部分、各種構(gòu)件或設(shè)備垂直于風(fēng)向的迎風(fēng)面積，（m2）；

1.1 風(fēng)載荷體形系數(shù)C

起重機(jī)組成部分、各種構(gòu)件或設(shè)備不僅受正面風(fēng)的壓力和背面風(fēng)的吸力，而且還有風(fēng)在構(gòu)件表面擦過而產(chǎn)生的摩擦力，風(fēng)載荷體形系數(shù)與擋風(fēng)結(jié)構(gòu)物的表面形狀有關(guān)，其取值如表1。

表1 風(fēng)載體型系數(shù)

1.2 高度修正系數(shù)Kh

根據(jù)《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》GB50009-2001,中石化鎮(zhèn)海煉化分公司所在地域風(fēng)壓高度修正系數(shù)按A類取值，見表2。

表2 風(fēng)壓高度修正系數(shù)Kh

1.3 風(fēng)壓強(qiáng)度值q

在起重機(jī)的臂桿頂端安裝一個(gè)風(fēng)速儀，就能精確測定吊裝區(qū)域吊機(jī)最高點(diǎn)的實(shí)際風(fēng)速，利用風(fēng)速與風(fēng)壓的計(jì)算關(guān)系，就能確定風(fēng)壓強(qiáng)度值q。

式中

q——風(fēng)壓（N/m2）；

v——風(fēng)速（m/s）；

風(fēng)力通常分為12級(jí)，如表3。

表3 風(fēng)級(jí)、風(fēng)速和風(fēng)壓對(duì)照表

1.4 迎風(fēng)面積F

迎風(fēng)面積按起重機(jī)組成部分（機(jī)身、支承腿、臂桿、配重等）和吊裝重物的凈面積在垂直于風(fēng)向平面上的投影來計(jì)算。據(jù)《起重機(jī)設(shè)計(jì)規(guī)范》，起重機(jī)吊運(yùn)物品迎風(fēng)面積的估算值（見表4）。

表4 吊物的迎風(fēng)面積的估計(jì)值

2 起重機(jī)整機(jī)穩(wěn)定性系數(shù)法驗(yàn)算

汽車式起重機(jī)由4個(gè)支腿著地點(diǎn)形成一個(gè)保持其穩(wěn)定的平面，其支腿可簡化成通過其中心的4個(gè)受力點(diǎn)，用與起重臂同側(cè)的兩支腿中心的連線為計(jì)算力矩的基準(zhǔn)，見圖1中的A線。當(dāng)起重機(jī)的傾翻力矩超出穩(wěn)定力矩的時(shí)候，必然會(huì)喪失穩(wěn)定而傾翻，所以把起重機(jī)的穩(wěn)定力矩與傾翻力矩之比值——穩(wěn)定系數(shù)的大小作為衡量吊機(jī)的穩(wěn)定程度。

我公司Demag AC350型350t汽車式起重機(jī)的外形參數(shù)，如圖1所示。在中石化鎮(zhèn)海煉化分公司10萬t/a硫磺回收裝置吸收塔T-302吊裝中，設(shè)備直徑為3000mm，長度為25.7m，吊裝頂部標(biāo)高為26.2m，吊裝重量43t。吊機(jī)伸出臂桿長度37.7 m，作業(yè)半徑12m，主車配重52t，額定負(fù)荷52t。設(shè)備就位時(shí)，重心離地面為h1=14.2m，吊鉤運(yùn)行速度V=0.25m/s。

假設(shè)按最不利風(fēng)向（風(fēng)從起重臂的背面吹來），起重機(jī)臂桿頂部風(fēng)速15m/s（七級(jí)風(fēng)風(fēng)速為13.9～17.1 m/s），在全部高度范圍內(nèi)不變，吊物在吊機(jī)的側(cè)面就位進(jìn)行計(jì)算。根據(jù)公式，風(fēng)壓強(qiáng)度值q=v2/1.6以及風(fēng)載荷W風(fēng)=∑CKhqF，計(jì)算結(jié)果如表5所示：

表5 風(fēng)載荷計(jì)算值

所有風(fēng)載的傾覆力矩為：

起重機(jī)制動(dòng)時(shí)慣性力產(chǎn)生的傾覆力矩為：

起重機(jī)回轉(zhuǎn)時(shí)，離心力產(chǎn)生的傾覆力矩為：

其中h為吊物重心至臂架頂端的垂直距離，回轉(zhuǎn)速度取0.75R/m in。

根據(jù)計(jì)算結(jié)果，該AC-350型350t汽車式起重機(jī)在15m/s的風(fēng)速下作業(yè)是安全的。

3 結(jié)論

通過以上的演算和討論可以得到以下結(jié)論：

（1）以上吊車穩(wěn)定性計(jì)算基于起重臂在側(cè)向方位、風(fēng)從起重臂的背面吹來以及在吊裝全部高度范圍內(nèi)均按起重機(jī)臂桿頂部風(fēng)速等最不利因素進(jìn)行。

（2）在特殊情況下，如某些煉油化工裝置需要搶修吊裝時(shí)，經(jīng)過對(duì)當(dāng)時(shí)的風(fēng)力、現(xiàn)場作業(yè)環(huán)境等進(jìn)行評(píng)估驗(yàn)算后，在風(fēng)力達(dá)6級(jí)或以上時(shí)進(jìn)行起重吊裝是可行的。比如有些全液壓汽車式起重機(jī)的性能表中有“表中額定起重量不超過傾翻載荷的75%或85%”；“75%的傾翻載荷考慮了7級(jí)風(fēng)即風(fēng)壓為125 N/m2允許達(dá)7級(jí)風(fēng)時(shí)起重機(jī)仍可作業(yè)”等說明，如QY80、LTM 1125等。

（3）在風(fēng)力達(dá)6級(jí)或以上時(shí)，在實(shí)際操作中還應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：在汽車吊外伸支腿沒有完全伸出并墊牢前，嚴(yán)禁起桿、轉(zhuǎn)桿和吊裝作業(yè)；吊裝前必須對(duì)當(dāng)前工況進(jìn)行驗(yàn)算核實(shí)；重物提伸或回轉(zhuǎn)時(shí)速度應(yīng)均勻平穩(wěn)，落下時(shí)應(yīng)低速輕放，不得忽快忽慢或突然制動(dòng)。

1 GB50009-2001，建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范[S].

2 GB3811-2008，起重機(jī)設(shè)計(jì)規(guī)范[S].

3 SH/T3515-2003，大型設(shè)備吊裝工程施工工藝標(biāo)準(zhǔn)[S].

4 GB6067-2010，起重機(jī)械安全規(guī)程[S].

5 SH/T3536-2002，石油化工工程起重施工規(guī)范[S].

TE682

B

1672-9323（2013）01-0045-03

2012-12-28）