門式起重機空中拆除方法研究與應用

栗云崗

（中國電建集團河南工程有限公司 鄭州 450001）

門式起重機（簡稱龍門吊）廣泛應用于建筑施工工程。通常在工程初期布置安裝在材料廠和設備組合場，在工程結束后拆除轉移到其他工程。龍門吊在結構上由橋架、門腿、大車運行機構、起重小車和電氣部分等組成，橋架通過兩側支腿支撐在地面軌道上。在建筑工程中4042型龍門吊應用最為廣泛。該類型龍門吊跨度為42 m，額定起重量為40 t，一般情況下，使用額定起重量130 t以上的汽車吊或履帶吊作為輔助吊車進行安裝或拆除。但是在特殊情況下，施工現場沒有足夠的起重機械資源，要根據有限的機械資源，制定出安全可行的安裝或拆除方案。

本文以津巴布韋旺吉電廠三期MDG4042型龍門吊的拆除作為示例進行論述，探討一種在沒有大型輔助起重機械配合的情況下拆除龍門吊的方法。

1 概述

津巴布韋旺吉電廠三期MDG4042型龍門吊總高20 m。主梁（橋架）為鋼板和型鋼拼焊成的箱形桁架梁，共分5段，總長為47.1 m。主梁金屬結構安裝方式采用銷軸及螺栓連接，整機總重79 t。安裝時使用150 t履帶吊和50 t汽車吊作為輔助吊車配合安裝。拆除時現場大型起重機械已經離場，項目所處位置為非洲中部，當地的大型起重機械資源有限，而且費用昂貴[150 t履帶吊每小時320美元（約2 300元人民幣），不含進出場費]?，F場只有3臺50 t汽車吊（三一重工SCC500型）可利用，因此，考慮利用50 t汽車吊安全拆除該龍門吊。

2 問題分析

對該龍門吊的結構和重量進行分析后，對于門腿、行走機構等組件重量和吊裝高度，使用50 t汽車吊都能滿足負荷要求。難度最大的就是橋架的拆除。橋架總長為47.1 m，總重為45 t，高度為20 m。之前都是利用額定起重量130 t以上的吊車，解除橋架與兩側門腿的連接后，將橋架整體吊起，繞開兩側門腿，將橋架放至地面，然后進行解體[1]?，F在使用50 t汽車吊，無法將橋架整體吊下，所以，筆者參照塔式起重機空中解體拆除的方法[2]，考慮采用先將橋架空中解體，再分段拆除的施工方法。這種施工工藝高空作業較多，危險性較大，施工前要經過分析論證，制定詳細的安全措施。

3 可行性分析

橋架拆除前，由兩側支腿支撐橋架重量。在剛性腿側，使用高強螺栓與剛性腿剛性連接，在撓性腿側，通過2個銷軸與撓性腿柔性連接。為了減輕橋架拆除重量，要先拆除小車卷揚機和起升卷揚機。橋架各部件重量見表1，橋架編號從剛性腿側開始計數。

表1 橋架各部件重量表

在橋架拆除前，配置1個鋼支架，放置在橋架中部距剛性腿端頭25.2 m處（此處為橋架第3節端頭結點）。鋼支架和橋架下平面用方木墊實。橋架先空中解體拆除第5節，橋架第5節加上撓性腿側導向滑輪支架重8.456 t，加上吊鉤吊具（含鋼絲繩和卡環），總重為9 t。50 t汽車吊臂長為27.25 m，作業半徑為9 m，額定負荷為14 t，動載系數取為1.2，經過計算[3]負荷率為77.1%。

在解除橋架第5節與第4節的連接后，橋架前4節的重量由鋼支架和剛性腿支撐，相當于把撓性腿內移至鋼支架處。經過計算，此時橋架前4節的總重為（6.472+7+7.217+7.125+3.5+0.23）t=31.544 t。重心計算：（3.5×3+6.472×3+7×11.25+7.217×21.6+7.125×32.1）÷31.544 m≈15.6 m。重心在距剛性腿端頭15.6 m處，在2個支點內部，整體結構穩定，橋架第4節相當于懸臂。此時鋼支架受力最大。剛性腿主要受力點距橋架端頭4.2 m，距橋架重心11.4 m，鋼支架支點距橋架重心9.6 m。則鋼支架理論載荷為31.544÷（9.6+11.4）×11.4 t≈17.124 t?？紤]橋架拆除產生的沖擊和其他因素，附加載荷按20%計算，即動載系數取為1.2。則鋼支架計算載荷為17.124 t×1.2≈20.55 t。在配置鋼支架時，要核算鋼支架的強度和穩定性，承載力不得小于20.55 t。

然后再將橋架第4節空中解體拆除。橋架第4節重7.125 t，加上吊鉤吊具（含鋼絲繩和卡環），總重為7.7 t。50 t汽車吊臂長為27.25 m，作業半徑為9 m，額定負荷為14 t，動載系數取為1.2，負荷率為66%。

剩余部分總重為24.419 t，長度為26.7 m，(3.5×3+6.472×3+7×11.25+7.217×21.6）÷24.419 m≈10.8 m，重心距橋架剛性腿側端頭10.8 m。撓性腿側50 t汽車吊吊點在距剛性腿端頭24.4 m結點處，桿長為27.25 m，作業半徑為8 m，額定負荷為15.8 t，計算負荷為24.419×10.8÷24.4 t≈10.808 t，吊鉤和吊具（含鋼絲繩和卡環）質量為0.56 t。實際負荷為11.368 t，動載系數取1.1（此處無沖擊載荷，只考慮風載），負荷率為11.368×1.1÷15.8≈79.1%。剛性腿側50 t汽車吊吊點在橋架剛性腿側端頭處，桿長為27.25 m，作業半徑為6.5 m，額定負荷為19.5 t，計算負荷為（24.419-10.808） t=13.611 t，吊鉤和吊具（含鋼絲繩和卡環）質量為0.56 t。實際負荷為14.171 t，動載系數取1.1，負荷率為14.171×1.1÷19.5≈79.9%；經過計算，用2臺50 t汽車吊可安全抬吊拆除。

經上述計算分析，此方案在理論上是安全可行的。

4 施工步驟

1）拆除吊鉤和小車。將龍門吊?？吭谟媱澆鸪恢?，拆除吊鉤和小車。然后拆除整車電氣線路[4]。

2）布置攬風繩和鋼支架。大車行走機構打緊夾軌器，然后在兩側門腿上布置攬風繩，每個門腿內、外各2根，用手拉葫蘆調整攬風繩松緊均勻[5]。在橋架中部既定位置放置鋼支架。攬風繩及鋼支架布置示意圖如圖1所示。

圖1 攬風繩及鋼支架布置示意圖

3）拆除卷揚機。為了減輕后期橋架拆除時的吊裝重量，需要將能夠拆下的機構盡可能地提前拆除。根據該龍門吊的結構，起升卷揚機和小車卷揚機方便拆卸。首先拆除橋架起升卷揚機和小車卷揚機上方的斜撐，然后用50 t汽車吊將2個卷揚機吊下。

4）拆除小車軌道連接。拆除橋架上方小車軌道連接板和接口處的軌道壓板。

5）拆除橋架第4節、第5節。用50 t汽車吊吊住橋架第5節，拆除橋架第5節與第4節的連接螺栓以及連接板，然后拆除橋架第5節與撓性腿連接銷軸，將橋架第5節吊下。橋架第5節拆除示意圖如圖2所示。

圖2 橋架第5節拆除示意圖

同樣方法拆除橋架第4節與第3節連接螺栓和連接板，將橋架第4節吊下。橋架第4節拆除示意圖如圖3所示。

圖3 橋架第4節拆除示意圖

6）拆除撓性腿。用50 t汽車吊吊住撓性腿上方吊點，松開撓性腿4根攬風繩，拆除撓性腿與行走臺車連接螺栓，將撓性腿吊起放至地面解體[6]。

7）抬吊拆除剩余橋架。用2臺50 t汽車吊將橋架第1節～第3節整體吊住，拆除橋架與剛性腿連接螺栓，然后2臺吊車同時起鉤，使橋架兩端離開接觸面100 mm，然后調整2臺吊車起重臂角度，使橋架避開剛性腿及鋼支架，將橋架放至地面解體。橋架第1節～第3節抬吊拆除示意圖如圖4所示。

圖4 橋架第1節～第3節抬吊拆除示意圖

8）拆除剛性腿。用50 t汽車吊將司機室吊下，然后吊住剛性腿上部4個吊點，松開4根攬風繩，拆除剛性腿與行走臺車連接螺栓，將剛性腿吊起放至地面解體。

9）拆除行走臺車。用50 t汽車吊拆除行走臺車，然后逐片拆除大車軌道。

5 安全措施

1）鋼支架制作前，測量橋架底面距地面的實際距離，合理設計鋼支架的高度，盡量減少鋼支架在受力后的形變量。

2）鋼支架制作前，要計算預計承載力，充分考慮可能存在的附加力，確保鋼支架有足夠的強度和穩定性。

3）鋼支架與地面和橋架的接觸面應該為面接觸，放置前對地基進行處理并檢測地基地耐力，與橋架接觸面用方木墊實，確保鋼支架受力后不會下陷。

4）橋架拆除前，將龍門吊的行走機構夾軌器打緊，必要時將行走輪或行走臺車掩實，防止龍門吊滑動。

5）鋼支架與橋架用鋼絲繩扣鎖緊，防止在橋架拆除中發生滑動。

6）橋架拆除高空作業較多，要提前搭設好腳手架。腳手架搭設時應充分考慮拆除程序，盡可能地搭設在固定部件一側，避免出現腳手架干涉部件拆除的情況。

7）高空解體拆除橋架，要將接口處的連接板全部拆除，避免橋架在吊拆時不能順利分離，產生沖擊載荷。

8）橋架拆除前，需在門腿兩側布置攬風繩，并用手拉葫蘆將攬風繩松緊度調整一致。在解除門腿與橋架連接后，測量門腿垂直度，并調節手拉葫蘆，使門腿保持垂直。

9）橋架拆除時，現場環境較復雜，要提前考慮和驗證吊車的站位、車身回轉、起重臂和橋架的運動軌跡是否與門腿、攬風繩、鋼支架等產生干涉[7]。

10）吊裝作業前，要根據輔助吊車的起重性能表和起升高度性能曲線表，計算輔助吊車的負荷率和起升高度是否滿足要求。

11）吊裝作業前，要對輔助吊車的車況以及吊裝工器具進行檢查，著重檢查各機構的制動安全性，保證輔助吊車和吊裝工器具安全可靠。

12）吊裝過程中，密切關注輔助吊車支腿基礎和鋼支架支腿基礎，發現異常應立即停止施工，及時進行妥善處理。

13）吊裝過程中，要密切關注輔助吊車的負荷情況，禁止超載作業。如果實際負荷超過計算負荷，應立即停止作業，查明原因，及時妥善處理。

6 結論

本方案與常用的拆除方案相比，高空作業較多，危險性較大。但是在機械資源不足的情況下，可以有效地完成龍門吊的拆除，采取上述的安全措施，整個拆除過程是安全可靠的。經濟效益上，鋼支架的制作可以使用施工剩下的邊角料，與租用大噸位的起重機械相比，成本并不高。此方案可作為一種特殊情況下拆除龍門吊的方法。