CN110104548B - 一种龙门吊主梁结构建造方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种龙门吊主梁结构建造方法,所述龙门吊主梁结构包括主梁刚性腿段、中间双箱梁段和主梁柔性腿段；其特征在于：具体建造方法如下：S1：主梁的总体拼装工艺；S2：主梁刚性腿段与刚性腿立柱连接的法兰制作加工；S3：主梁刚性腿段结构制作；S4：主梁柔性腿段结构制作；S5：中间双箱梁节段制作；S6：主梁合拢；S7：主梁刚性腿段与主梁柔性腿的拼装；本发明的建造方法的关键一是控制主梁的总长、梁拱、旁弯、承轨顶板平面度和腹板波浪变形量的尺寸要求；通过以直代曲及各种焊接变形控制工艺手段来确保主梁的各项尺寸精度要求；同时采用分片配对加工后再安装的方法，不仅降低了生产成本，还提高了建造效率。

Description

一种龙门吊主梁结构建造方法

技术领域

本发明涉及大型门式起重机领域，尤其涉及一种龙门吊主梁结构建造方法。

背景技术

起重机械是用来对物料进行起重、运输和安装作业的机械，它与我们的生活密切相关，它能减轻体力劳动，提高工作效率，是实现安全生产的传统而重要的辅助机械。而随着船舶和海工修造行业的迅猛发展，对大型门式起重机的需求也日益增多，这些门式起重机主要由主梁、刚性腿和柔性腿构成。

目前，主梁结构在建造过程中遇到以下问题：

1）主梁结构作为龙门吊起重机的关键结构，其梁拱、旁弯、承轨顶板平面度和腹板波浪变形量尺寸控制的好坏，直接影响着龙门吊的稳定性及寿命。

2）刚性腿立柱与主梁刚性腿段连接的法兰尺寸大，但对法兰之间的贴合精度及七百多个螺栓的配对性要求非常高，如果采取法兰整块制作后分别与刚性腿立柱和主梁刚性腿段焊接，再整体加工的方法，对加工设备的要求比较高，产生的加工成本也比较高。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种龙门吊主梁结构建造方法，通过以直代曲及各种焊接变形控制工艺手段来确保主梁的各项尺寸精度要求；同时采用分段配对法兰进行加工后再整体拼装的方法，不仅降低了生产成本，还提高了建造效率。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案为：一种龙门吊主梁结构建造方法，所述龙门吊主梁结构包括主梁刚性腿段、中间双箱梁段和主梁柔性腿段，所述中间双箱梁段划分为若干对称段，所述主梁刚性腿段、中间双箱梁段和主梁柔性腿段在车间进行组装成型或预拼，并转运至总组装场地依次从中间向两侧进行合拢拼装；其创新点在于：具体建造方法如下：

S1：主梁的总体拼装工艺：通过以直代曲的工艺方法，确保主梁拼装后的梁拱值，分段合拢口形成的张口间隙，在腹板下料时加入相应的补偿量予以消除；

S2：主梁刚性腿段与刚性腿立柱连接的法兰制作加工：将主梁刚性腿段与刚性腿立柱连接的上下法兰各分为四块法兰零件，每块法兰零件加放余量下料后进行精加工，然后依次将上下两块法兰零件叠加后开设螺栓孔，并用螺栓固定，最后将法兰零件进行拼接形成法兰整体；

S3：主梁刚性腿段结构制作：依次进行下料、坡口开制、拼板板片制作、小组件制作，形成主梁刚性腿段中组件，整体安装主梁刚性腿段中组件与刚性腿立柱连接的法兰；

S4：主梁柔性腿段结构制作：依次进行下料、坡口开制、拼板板片制作、小组件制作，形成主梁柔性腿段中组件，整体加工柔性铰上铰座垫板的平面；

S5：中间双箱梁节段制作：依次进行下料、坡口开制、拼板板片制作、小组件制作，形成中间箱梁各分段中组件；

S6：主梁合拢：依次进行拼装场地清理、场地划线、胎架布置，然后以中间分段为基准，从中间向两端依次搭载中间箱梁各分段中组件，形成中间双箱梁段；

S7：主梁刚性腿段与主梁柔性腿的拼装：将主梁刚性腿段中组件和主梁柔性腿段中组件分别与中间双箱梁段两端拼接，最后以轨距尺寸为基准修割两端余量；搭载过程要控制主梁的旁弯和承轨顶板的拱度及平面度。

进一步的，所述S2中，法兰零件下料后进行平整度检验并矫正，保证法兰零件平整度≤3mm，直线度≤2mm；然后分别将法兰零件送至精工车间进行加工，加工后确保其厚度负偏差≤0.3mm，整体平整度≤0.5mm。

进一步的，所述S2中，分别将上下叠加的法兰零件开制对接双面非对称坡口，然后将两两配对的法兰零件根据地样尺寸进行拼接，焊接时，确保法兰整体的平整度≤0.5mm，直线度≤1mm。

进一步的，所述S5中，根据工厂建造能力及梁拱曲度将主梁中间双箱梁段划分为9~12个对称段制作，分段制作两端加放5mm收缩量；每个分段都卧于倒梯形联合胎架上进行制作。

进一步的，所述S5中，确保箱梁整体旁弯值≤20mm，单分段箱梁扭曲度≤6mm，承轨顶板平面旁倾角≤0.5mm，纵向平整度控制在2/1000mm以内。

进一步的，所述S5中，通过焊接方法的选择、反变形量的预留、坡口尺寸的设定以及装配焊接顺序选择的工艺手段来实现对腹板波浪变形量和主梁中间箱梁的翘曲及旁弯变形的控制；焊接采用自动焊或二氧焊；焊接时将板片置于反变形胎架上；对于中厚板开设非对称坡口；焊接顺序采用先刚后柔的原则，即先形成刚性结构来约束自由焊缝；焊接时采用对称及分段退焊的方法。

本发明的优点在于：

1）主梁结构建造通过以直代曲的工艺手段将主梁划分为若干分段制作然后再进行合拢，既解决了分段模块化建造的便利性，又保证了主梁的整体梁拱尺寸。

2）在主梁结构建造过程中通过焊接方法的选择、反变形量的预留、坡口尺寸的设定和装配焊接顺序选择的工艺手段来实现对腹板波浪变形量和主梁中间箱梁的翘曲及旁弯变形的控制，确保龙门吊使用稳定性及寿命。

3）采用将主梁刚性腿段中组件与刚性腿立柱连接的法兰先分段成对加工，再拼接为整体后与主梁和刚性腿分别焊接的方法，不仅提高了生产效率，而且降低了生产成本。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

图1为本发明的一种龙门吊主梁结构建造方法的主梁分段划分示意图。

图2为本发明的一种龙门吊主梁结构建造方法的主梁和刚腿连接法兰制作图。

图3为本发明的一种龙门吊主梁结构建造方法的法兰焊接示意图。

图4为本发明的一种龙门吊主梁结构建造方法的主梁双箱梁段各分段成型焊接顺序示意图。

具体实施方式

下面的实施例可以使本专业的技术人员更全面地理解本发明，但并不因此将本发明限制在所述的实施例范围之中。

一种本发明的龙门吊主梁结构建造方法，首先龙门吊主梁结构包括主梁刚性腿段、中间双箱梁段2和主梁柔性腿段，其中中间双箱梁段2又分为若干A/B对称小段，所述建造方法为将以上分段一一在车间中组装成型或预拼后，转运至总组装场地依次从中间向两侧进行合拢拼装；所述建造方法的关键一是控制主梁的总长、梁拱、旁弯、承轨顶板平面度和腹板波浪变形量的尺寸要求，以提高龙门吊的稳定性及寿命；关键二是确保主梁刚性腿段1与刚性腿立柱连接的法兰的贴合度及螺栓孔的对位。

主梁结构建造方法具体步骤如下：

S1：主梁的总体拼装工艺:如图1所示，根据设计提供的主梁理论梁拱数据，将主梁依次划分为主梁刚性腿段、中间双箱梁段2及主梁柔性腿段，其中中间双箱梁段2又分为若干A/B对称小段；通过以直代曲的工艺方法，确保主梁拼装后的梁拱值，而分段合拢口形成的张口间隙，在腹板下料时加入相应的补偿量予以消除。主梁结构建造通过“以直代曲”的工艺手段将主梁划分为若干分段制作然后再进行合拢，既解决了分段模块化建造的便利性，又保证了主梁的整体梁拱尺寸。

S2：主梁刚性腿段与刚性腿立柱连接的法兰制作加工：如图2所示，将主梁刚性腿段与刚性腿立柱连接的上下法兰4各分为四块法兰零件5，每块法兰零件5加放余量下料后一一送至精工车间进行加工，保证其外形尺寸和平整度，然后依次将上下两块法兰零件5叠加后按图纸尺寸要求开设螺栓孔，并用工艺螺栓固定，最后将法兰零件5进行拼接形成法兰4整体。

在上述步骤中，每块法兰零件5下料后进行平整度检验并矫正，保证每块法兰零件5的平整度≤3mm，直线度≤2mm；满足要求后分别送至精工车间进行加工，法兰零件5的厚度按照图纸要求进行双面加工，加工后确保其厚度负偏差≤0.3mm，整体平整度≤0.5mm。

然后分别将厚度和宽度尺寸均达到要求的法兰零件5上下叠加，再划线配钻螺栓孔，配钻后通过工艺螺栓连接，从而解决了螺栓孔对位的问题。

最后分别将上下叠加的法兰零件5开制对接双面非对称坡口，且不能将坡口开到根部，避免两法兰4焊接到一起，如图3所示，将两两配对的法兰零件5根据地样尺寸进行拼接，焊接时，为了防止法兰4与法兰4之间有间隙或上翘，制作并安装法兰压紧装置6，单面焊接结束后，将法兰4翻身进行另一面焊接，焊接时注意控制法兰4的变形，确保法兰4整体的平整度≤0.5mm，直线度≤1mm，确保法兰4之间的贴合度。

采用将主梁刚性腿段1与刚性腿立柱连接的法兰4先分段成对加工后再拼接为整体，然后分别与主梁刚性腿段1和刚性腿立柱焊接的方法，不仅提高了生产效率，而且降低了生产成本。

S3：主梁刚性腿段结构制作：依次进行下料、坡口开制、拼板板片制作、小组件制作，形成刚性腿段中组件1，整体安装主梁刚性腿段中组件1与刚性腿立柱连接的法兰4。

S4：主梁柔性腿段结构制作：依次进行下料、坡口开制、拼板板片制作、小组件制作，形成柔性腿段中组件3，整体加工柔性铰上铰座垫板的平面。

S5：中间双箱梁段2若干A/B对称小段结构制作：依次进行下料、坡口开制、拼板板片制作、小组件制作，形成中间箱梁各分段中组件。

在上述步骤中，首先根据工厂建造能力及梁拱曲度将主梁中间双箱梁段2划分为9个A/B对称小段制作，各分段制作时两端不加放修割余量，只加放5mm收缩量。

然后每个分段都卧于倒梯形联合胎架上制作成型，通过采用在胎架上制作的方式有利于在独立分段制作时，控制相邻分段预拼后的总体尺寸；同时也避免了梁高带来的高空作业必须要进行大量脚手架的搭设和拆除作业。

而主梁中间箱梁各分段腹板板厚薄，焊接量又大，焊接制作过程中内部不均匀的加热和冷却必然会造成焊接变形；为确保起重机的稳定性，对主梁腹板的波浪变形和承轨顶板的平面度要求比较高；控制箱梁整体旁弯值≤20mm，单分段箱梁扭曲度≤6mm，承轨顶板平面旁倾角≤0.5mm，纵向平整度控制在2/1000mm以内。

在各分段制作过程中，通过焊接方法的选择、反变形量的预留、坡口尺寸的设计和装配焊接顺序的工艺手段来实现控制腹板的波浪变形和主梁中间箱梁的翘曲及旁弯的变形，确保龙门吊使用稳定性及寿命。焊接时尽量选择自动焊和二氧焊，减少手工焊，以控制线能量的输入；腹板尺寸较大，上面安装的加强筋也较多，焊接后会产生一定焊接收缩变形量，焊接时将板片置于反变形胎架上，以抵消焊接引起的变形；对于中厚板开设非对称坡口，以减少反面清根后的焊接热量输入；各分段成型焊接顺序遵循的总体原则是先刚后柔，如图4所示，尽量先形成刚性结构来约束自由焊缝，以便释放更多的焊接应力；焊接时尽量采用对称及分段退焊的方法，可减少焊接热量的集中输入，并有效释放残余应力。

S6:主梁合拢：依次进行拼装场地清理、场地划线、胎架布置，然后以中间分段为基准，从中间向两端依次搭载中间箱梁各分段中组件，从而形成中间双箱梁段2。

S7:主梁刚性腿段与主梁柔性腿的拼装:将主梁刚性腿段中组件1和主梁柔性腿段中组件3分别与中间双箱梁段2两端拼接，最后以轨距尺寸为基准修割两端余量；搭载过程要控制主梁的旁弯和承轨顶板的拱度及平面度。

本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (6)

1.一种龙门吊主梁结构建造方法，所述龙门吊主梁结构包括主梁刚性腿段、中间双箱梁段和主梁柔性腿段，所述中间双箱梁段划分为若干对称段，所述主梁刚性腿段、中间双箱梁段和主梁柔性腿段在车间进行组装成型或预拼，并转运至总组装场地依次从中间向两侧进行合拢拼装；其特征在于：具体建造方法如下：

S1：主梁的总体拼装工艺：通过以直代曲的工艺方法，确保主梁拼装后的梁拱值，分段合拢口形成的张口间隙，在腹板下料时加入相应的补偿量予以消除；

S2：主梁刚性腿段与刚性腿立柱连接的法兰制作加工：将主梁刚性腿段与刚性腿立柱连接的上下法兰各分为四块法兰零件，每块法兰零件加放余量下料后进行精加工，然后依次将上、下相对应的两块法兰零件叠加后开设螺栓孔，并用螺栓固定，最后将法兰零件进行拼接形成法兰整体；

S3：主梁刚性腿段结构制作：依次进行下料、坡口开制、拼板板片制作、小组件制作，形成主梁刚性腿段中组件，整体安装主梁刚性腿段中组件与刚性腿立柱连接的法兰；

S4：主梁柔性腿段结构制作：依次进行下料、坡口开制、拼板板片制作、小组件制作，形成主梁柔性腿段中组件，整体加工柔性铰上铰座垫板的平面；

S5：中间双箱梁节段制作：依次进行下料、坡口开制、拼板板片制作、小组件制作，形成中间箱梁各分段中组件；

S6：主梁合拢：依次进行拼装场地清理、场地划线、胎架布置，然后以中间分段为基准，从中间向两端依次搭载中间箱梁各分段中组件，形成中间双箱梁段；

S7：主梁刚性腿段与主梁柔性腿的拼装：将主梁刚性腿段中组件和主梁柔性腿段中组件分别与中间双箱梁段两端拼接，最后以轨距尺寸为基准修割两端余量；搭载过程要控制主梁的旁弯和承轨顶板的拱度及平面度。

2.根据权利要求1所述的一种龙门吊主梁结构建造方法，其特征在于：所述S2中，法兰零件下料后进行平整度检验并矫正，保证法兰零件平整度≤3mm，直线度≤2mm；然后分别将法兰零件送至精工车间进行加工，加工后确保其厚度负偏差≤0.3mm，整体平整度≤0.5mm。

3.根据权利要求1所述的一种龙门吊主梁结构建造方法，其特征在于：所述S2中，分别将上下叠加的法兰零件开制对接双面非对称坡口，然后将两两配对的法兰零件根据地样尺寸进行拼接，焊接时，确保法兰整体的平整度≤0.5mm，直线度≤1mm。

4.根据权利要求1所述的一种龙门吊主梁结构建造方法，其特征在于：所述S5中，根据工厂建造能力及梁拱曲度将主梁中间双箱梁段划分为9~12个对称段制作，分段制作两端加放5mm收缩量；每个分段都卧于倒梯形联合胎架上进行制作。

5.根据权利要求1所述的一种龙门吊主梁结构建造方法，其特征在于：所述S5中，确保箱梁整体旁弯值≤20mm，单分段箱梁扭曲度≤6mm，承轨顶板平面旁倾角≤0.5mm，纵向平整度控制在2/1000mm以内。

6.根据权利要求1所述的一种龙门吊主梁结构建造方法，其特征在于：所述S5中，通过焊接方法的选择、反变形量的预留、坡口尺寸的设定以及装配焊接顺序选择的工艺手段来实现对腹板波浪变形量和主梁中间箱梁的翘曲及旁弯变形的控制；焊接采用自动焊或二氧焊；焊接时将板片置于反变形胎架上；对于中厚板开设非对称坡口；焊接顺序采用先刚后柔的原则，即先形成刚性结构来约束自由焊缝；焊接时采用对称及分段退焊的方法。

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