CN113548592A - 一种起重机吊臂托架的建造方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种起重机吊臂托架的建造方法，其包括：S1、制作固定式胎架；S2、对原平台结构进行勘验，根据勘验数据设计所述起重机吊臂托架，并建立所述起重机吊臂托架的三维立体模型；S3、根据所述起重机吊臂托架的结构特点，制定整体建造方案；S4、顶部斜面切割；S5、粘贴反光片并吊装定位。本发明通过合理设计制作工艺，针对起重机吊臂托架的托架本体分成两个托架平面进行制作，利用三维立体模型以及三维直角坐标系的建立，能够精准地对所述主体连接管、所述平面连接管以及所述侧面连接管的安装位置进行精确定位，有效提高安装精度，可以有效控制工程质量，避免所述起重机吊臂托架整体变形、精度差的情况发生，杜绝因返工延误修期，为单船修理节省了宝贵的时间。

Description

一种起重机吊臂托架的建造方法

技术领域

本发明涉及船舶制造技术领域，特别是涉及一种起重机吊臂托架的建造方法。

背景技术

我国已经明确提出，到2030年，单位国内生产总值二氧化碳排放将比2005年下降65％以上，非化石能源占一次能源消费比重将达到25％左右，相关机构预测2030年全国电力需求约为10.1万亿KWh，风电、太阳能发电总装机容量将达到12亿千瓦以上。在此背景下，国家将大力发展风电，在风电领域，有很大一部分风电设备安装在近海，需要专业的风电安装平台，目前国内风电安装平台缺口较大，为了缩短建造周期，降低建造成本，大部分业主会租用近几年市场上过剩的钻井平台进行改装，改装中必须有一项加装克林吊或者履带吊等起重机的工程，以满足作业需求。

起重机是海洋作业平台上配置的常用起重工具，是一种海洋平台装卸货物和吊运人员到平台上面的设备，是海洋石油生产中最重要的生产和安全设备之一，其安全可靠性、可维修性、可抗风性及耐腐蚀性要求很高。它具有起重能力大，操纵方便，耐冲击，制动性能好，安全可靠，装卸货效率高与对货物的适应性好等特点。由于海上风浪较大，在非工作状态下，需要利用吊臂臂架对起重机的吊臂进行固定，以防止风浪引起的摇摆对吊臂造成损坏。而由于钻井平台主甲板狭小，机械设备较多，布置吊臂托架时还要避开烟囱等原平台结构，因此托架下脚不同位置会存在高低差，艏尾左右四个方向也会有角度倾斜，根据原船结构设计出来的托架在空间上有可能是扭曲的结构，此类托架建造难度系数较高，如何能在保证精度的前提下保质保量的完成建造显得很重要。

发明内容

基于此，本发明的目的在于，提供一种起重机吊臂托架的建造方法，其具有工艺安排合理、建造精度高的优点。

一种起重机吊臂托架的建造方法，所述起重机吊臂托架包括托架本体以及固定安装于所述托架本体的顶部平台、舾装结构；所述托架本体呈桁架式结构，其包括两个托架平面以及若干侧面连接管；每一所述托架平面包括两个主体连接管以及若干平面连接管，每一所述平面连接管两端分别与两个所述主体连接管固定连接；每一所述侧面连接管两端分别与两个所述托架平台对应一侧的主体连接管固定连接；

所述起重机吊臂托架的建造方法包括以下具体操作步骤：

S1、制作固定式胎架；

S2、对原平台结构进行勘验，根据勘验数据设计所述起重机吊臂托架，并建立所述起重机吊臂托架的三维立体模型；在所得三维立体模型中选择合适的主体连接管作为X轴建立三维直角坐标系，计算并记录每一所述主体连接管与每一所述平面连接管、每一所述侧面连接管固定连接点的三维坐标，以作为建造的基本依据；

S3、根据所述起重机吊臂托架的结构特点，制定整体建造方案，所述固定式胎架上进行所述托架本体的制作，其具体包括：

S31、在步骤S1制作得到的固定式胎架上使用全站仪或激光经纬仪打出平行于水平面的四条基准线，并在所述固定式胎架上沿所述基准线等间隔固定安装若干用于承托所述主体连接管的专用工装卡码；每一所述专用工装卡码具有与所述主体连接管外径相匹配的弧形槽，将所述主体连接管对应放置于所述弧形槽内，在所述固定式胎架的地面画出所述基准线的地样线，以及步骤S2中所述三维直角坐标系X轴和Y轴方向的地样线；安装所述平面连接管，焊接固定后预制得到两个所述托架平面；

S32、选择其中一所述托架平面作为基面，在其所在胎架区域搭建工装门字架，随后将另一所述托架平面吊装固定于所述工装门字架上使其位于所述基面上方，并根据步骤S2中所得的三维坐标数据对其进行定位；

S33、根据步骤S2中所得的三维坐标数据安装所述侧面连接管，焊接固定后制得所述托架本体；

S4、对位于所述托架本体顶部的所述主体连接管进行端部斜面切割，在所得斜面上安装顶部平台，并在所述托架本体上安装舾装结构；

S5、在所述起重机吊臂托架上特定位置粘贴反光片，将其吊装至原平台结构上并进行初步定位，随后使用全站仪根根据初步定位后的托架本体重新建立三维直角坐标系，测量反光片所处位置的坐标，并将其与设计理论值进行对比，根据差值辅助精准定位，即得所述起重机吊臂托架。

本发明实施例所述起重机吊臂托架的建造方法，其通过合理设计制作工艺，针对起重机吊臂托架的托架本体分成两个托架平面进行制作，利用三维立体模型以及三维直角坐标系的建立，能够精准地对所述主体连接管、所述平面连接管以及所述侧面连接管的安装位置进行精确定位，另外，利用所述工装门字架的使用，能够精确控制两个所述托架平面之间的位置关系，所述固定式胎架以及所述工装门字架分别对两个托架平面进行固定，稳定性良好，能够有效提高所述侧面连接管的安装精度，可以有效控制制得所述起重机吊臂托架的质量，避免所述起重机吊臂托架整体变形、精度差的情况发生，杜绝因返工延误修期，为单船修理节省了宝贵的时间缩短周期，规避法律风险，且该建造模式也可以相应的减少施工人员，提高经济效益。

进一步地，步骤S1中固定式胎架的制作包括以下具体操作步骤：

S11、地面处理：在平整的地面呈阵列式设置若干预埋件，并在相邻的预埋件之间扎设钢筋固定，随后在所述预埋件和所述钢筋上倾倒水泥并整平；

S12、在所述固定件上竖直焊接固定立柱，安装横向连接件以及纵向连接件，所述横向连接件与所述纵向连接件均与所述立柱端部焊接固定，且所述横向连接件在水平面上沿横向设置，所述纵向连接在水平面上沿纵向设置；

S13、使用激光经纬仪检测固定式胎架的平面度，保证其平面度误差不超过2mm。

进一步地，所述工装门字架的数目至少为2，其沿所述主体连接管的长度方向设置，其包括纵梁、横梁以及放置架；所述纵梁的数目至少为2，其竖直设置于所述固定式胎架所在的地面；所述横梁与两侧所述纵梁的端部固定焊接，所述横梁上固定设置有至少两个葫芦；所述放置架的数目至少为2，其相对地固定焊接于两侧的纵梁；步骤S32中另一所述托架平面的两所述主体连接管吊装放置于所述放置架上，所述葫芦与所述主体连接管连接。

进一步地，所述工装门字架还包括有若干斜加强梁，所述斜加强梁一端与所述纵梁固定，并与其形成一夹角，另一端与所述固定式胎架的地面固定。

进一步地，每一所述纵梁至少固定有两个斜加强梁。所述斜加强梁的设置用以加强所述工装门字架的结构稳定性。

进一步地，步骤S4中对所述主体连接管进行端部斜面切割时预留有长度为20-30mm的余量待安装顶部平台时进行修割。

为了更好地理解和实施，下面结合附图详细说明本发明。

附图说明

图1为本发明实施例1所述起重机吊臂托架结构示意图；

图2为本发明实施例1所述托架本体结构示意图；

图3为本发明实施例1所述固定式胎架俯视示意图；

图4为本发明实施例1所述固定式胎架剖视示意图；

图5为本发明实施例1所述托架平面制作过程横向剖视图；

图6为本发明实施例1所述托架平面制作过程俯视示意图；

图7为本发明实施例1所述工装门字架搭建示意图；

图8为本发明实施例1所述工装门字架与所述托架平面位置示意图；

图9为本发明实施例1两个所述托架平面相对位置示意图。

具体实施方式

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

实施例1

本发明实施例1针对现有技术中闲置钻井平台改装风电安装平台项目中平台结构加装克林吊或履带吊等起重机的工程，提供一种起重机吊臂托架的建造方法。具体地，图1为本发明实施例1所述起重机吊臂托架结构示意图，所述起重机吊臂托架包括托架本体10以及固定安装于所述托架本体的顶部平台50、舾装结构(图未示)；请参照图2，图2为本发明实施例 1所述托架本体结构示意图，如图所示，托架本体10呈桁架式结构，其包括两个托架平面以及若干侧面连接管11；每一所述托架平面包括两个主体连接管12以及若干平面连接管13，每一平面连接管13两端分别与两个主体连接管12固定连接；每一侧面连接管11两端分别与两个所述托架平台对应一侧的主体连接管12固定连接。

具体地，在本实施例中，托架本体10包括四个主体连接管12，即1#管、2#管、3#管以及4#管，其中1#管与2#管通过若干平面连接管13固定连接并形成一托架平面1#2#面，3# 管与4#管通过若干平面连接管13固定连接并形成一托架平面3#4#面，1#2#面与3#4#面通过若干侧面连接管11对应固定连接形成托架本体10。

由于钻井平台主甲板狭小，机械设备较多，布置吊臂托架时还要避开烟囱等原平台结构，因此托架下脚不同位置会存在高低差，艏尾左右四个方向也会有角度倾斜，根据原船结构设计出来的托架在空间上有可能是扭曲的结构，即1#管、2#管、3#管以及4#管相互不完全平行， 1#2#面和3#4#面可能是平行也可能是不平行，在本实施例中，1#管与2#管平行，3#管与4# 管平行，1#2#面和3#4#面不平行，两个托架平面之间的距离自托架本体10的底部向顶部逐渐减小。

对此，本发明实施例所述起重机吊臂托架的建造方法包括以下具体操作步骤：

S1、制作固定式胎架20；请参照图3-4，图3为本发明实施例1所述固定式胎架俯视示意图，图4为本发明实施例1所述固定式胎架剖视示意图，其制作具体包括以下操作步骤：

S11、地面处理：在平整的地面呈阵列式设置若干预埋件21，相邻两个预埋件21间隔1m，并在相邻的预埋件21之间扎设钢筋固定，随后在预埋件21和所述钢筋上倾倒水泥并整平；

S12、在所述固定件上竖直焊接固定立柱22，安装横向连接件23以及纵向连接件24，横向连接件23与纵向连接件24均与立柱22端部焊接固定，且横向连接件23在水平面上沿横向设置，所述纵向连接在水平面上沿纵向设置；在本实施例中，立柱22、横向连接件23和纵向连接件24均为L100*100*10的角钢，或者立柱22为使用10mm*200mm的扁铁压制成的角钢；立柱22、横向连接件23与纵向连接件24之间采用烧全焊；

S13、使用激光经纬仪检测固定式胎架的平面度，保证其平面度误差不超过2mm。

S2、对原平台结构进行勘验，根据勘验数据设计所述起重机吊臂托架，并建立所述起重机吊臂托架的三维立体模型；在所得三维立体模型中选择合适的主体连接管12，在本实施例中为选用3#管作为X轴建立三维直角坐标系，并定义其位于托架本体10底部的一端为坐标原点，定义沿托架本体10底部朝向顶部为正方向，如图2所示，计算并记录每一主体连接管 12与每一平面连接管13、每一侧面连接管11固定连接点的三维坐标，以作为建造的基本依据；

S3、根据所述起重机吊臂托架的结构特点，制定整体建造方案，所述固定式胎架上进行托架本体10的制作，其具体包括：

S31、请参照图5-6，图5为本发明实施例1所述托架平面制作过程横向剖视图，图6为本发明实施例1所述托架平面制作过程俯视示意图，在步骤S1制作得到的固定式胎架上使用全站仪或激光经纬仪打出平行于水平面的四条基准线l1，并在所述固定式胎架上沿所述基准线等间隔固定安装若干用于承托主体连接管12的专用工装卡码40；每一所述专用工装卡码具有与主体连接管12外径相匹配的弧形槽，将主体连接管12对应放置于所述弧形槽内，根据步骤S2中所述三维直角坐标系在所述固定式胎架的地面画出基准线的地样线l2以及X轴的、Y轴方向的地样线l3，并安装平面连接管13，焊接固定后预制得到两个所述托架平面；

S32、选择其中一所述托架平面作为基面，在本实施例中，选择3#4#面作为基面，在其所在胎架区域搭建工装门字架，具体地，所述工装门字架的数目至少为2，其沿主体连接管 12的长度方向设置，请参照图7-8，图7为本发明实施例1所述工装门字架搭建示意图，图8 为本发明实施例1所述工装门字架与所述托架平面位置示意图，如图所示，所述工装门字架包括纵梁31、横梁32以及放置架33；纵梁31的数目至少为2，其竖直设置于所述固定式胎架所在的地面；横梁32与两侧纵梁31的端部固定焊接，横梁32上固定设置有至少两个葫芦34；放置架33的数目至少为2，其相对地固定焊接于两侧的纵梁31，放置架33的具体所处高度需要根据三维立体模型中1#2#面中特定位置的坐标数据进行调整安装；步骤S32中另一所述托架平面的两主体连接管12吊装放置于放置架33上，葫芦34与主体连接管12连接；作为一种可选实施方式，所述工装门字架还包括有若干斜加强梁35，斜加强梁35一端与纵梁31固定，并与其形成一夹角，另一端与所述固定式胎架的地面固定，进一步优选地，每一纵梁31至少固定有两个斜加强梁35，以加强所述工装门字架的结构稳定性。

请参照图9，图9为本发明实施例1两个所述托架平面相对位置示意图，所述工装门字架搭建完成后将另一所述托架平面，即1#2#面吊装固定于所述工装门字架上使其位于所述基面上方，如图8-9所示，并根据步骤S2中所得的三维坐标数据使用葫芦34对其进行定位；

S33、根据步骤S2中所得的三维坐标数据安装侧面连接管11，焊接固定后制得托架本体 10；

具体地，在本发明实施例中对1#2#面某一位置点进行精确定位时使用钢卷尺配合线锤进行测量，请参照图9，在本实施例的说明中，以位置点A为例，其在三维立体模型中的坐标数据为(Xa，Ya，Za)，其沿各轴的位置定位方法如下：

X轴：沿3#管自X＝0的位置向正方向量取Xa值，并划好标记线；

Y轴：沿3#管在X＝Xa位置处使用线锤吊垂线到地面得到A1点(A1点在X轴的地样线上)，在地面过A1点作地样线的垂线，在垂线上朝相应方向量取Ya值，得到A2点；

Z轴：在A2点配合所述垂线垂直向上量取Za值，即可获得位置点A的精确位置。

S4、对位于托架本体10顶部的主体连接管12进行端部斜面切割，斜面切割时根据所述托架主体顶端的主体连接管12设计斜面沿管长方向的最高点和最近点的坐标值现场手工放样切割，放样时首先根据三维立体模型中的坐标数据，使用以上所述沿各轴的位置定位方法对所述最高点以及最低点进行精确定位，随后在主体连接管12顶端画出端部斜面切割线，并预留有长度为20-30mm的余量待安装顶部平台50时进行修割，随后在所得斜面上安装顶部平台50，并在托架本体10上安装舾装结构；

S5、在所述起重机吊臂托架上特定位置粘贴反光片，将其吊装至原平台结构上并进行初步定位，随后使用全站仪根根据初步定位后的托架本体重新建立三维直角坐标系，测量反光片所处位置的坐标，并将其与设计理论值进行对比，根据差值辅助精准定位，即得所述起重机吊臂托架。

本发明实施例1所述起重机吊臂托架的建造方法，其通过合理设计制作工艺，针对起重机吊臂托架的托架本体分成两个托架平面进行制作，利用三维立体模型以及三维直角坐标系的建立，能够精准地对所述主体连接管、所述平面连接管以及所述侧面连接管的安装位置进行精确定位，另外，利用所述工装门字架的使用，能够精确控制两个所述托架平面之间的位置关系，所述固定式胎架以及所述工装门字架分别对两个托架平面进行固定，稳定性良好，能够有效提高所述侧面连接管的安装精度，可以有效控制制得所述起重机吊臂托架的质量，避免所述起重机吊臂托架整体变形、精度差的情况发生，杜绝因返工延误修期，为单船修理节省了宝贵的时间缩短周期，规避法律风险，且该建造模式也可以相应的减少施工人员，提高经济效益。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种起重机吊臂托架的建造方法，其特征在于：

所述起重机吊臂托架包括托架本体以及固定安装于所述托架本体的顶部平台、舾装结构；所述托架本体呈桁架式结构，其包括两个托架平面以及若干侧面连接管；每一所述托架平面包括两个主体连接管以及若干平面连接管，每一所述平面连接管两端分别与两个所述主体连接管固定连接；每一所述侧面连接管两端分别与两个所述托架平台对应一侧的主体连接管固定连接；

所述起重机吊臂托架的建造方法包括以下具体操作步骤：

S1、制作固定式胎架；

S2、对原平台结构进行勘验，根据勘验数据设计所述起重机吊臂托架，并建立三维立体模型；在所得三维立体模型中选择合适的主体连接管作为X轴建立三维直角坐标系，计算并记录每一所述主体连接管与每一所述平面连接管、每一所述侧面连接管固定连接点的三维坐标，以作为建造的基本依据；

S3、根据所述起重机吊臂托架的结构特点，制定整体建造方案，所述固定式胎架上进行所述托架本体的制作，其具体包括：

S31、在步骤S1制作得到的固定式胎架上使用全站仪或激光经纬仪打出平行于水平面的四条基准线，并在所述固定式胎架上沿所述基准线等间隔固定安装若干用于承托所述主体连接管的专用工装卡码；每一所述专用工装卡码具有与所述主体连接管外径相匹配的弧形槽，将所述主体连接管对应放置于所述弧形槽内，在所述固定式胎架的地面画出所述基准线的地样线，以及步骤S2中所述三维直角坐标系X轴和Y轴方向的地样线；安装所述平面连接管，焊接固定后预制得到两个所述托架平面；

S32、选择其中一所述托架平面作为基面，在其所在胎架区域搭建工装门字架，随后将另一所述托架平面吊装固定于所述工装门字架上使其位于所述基面上方，并根据步骤S2中所得的三维坐标数据对其进行定位；

S33、根据步骤S2中所得的三维坐标数据安装所述侧面连接管，焊接固定后制得所述托架本体；

S4、对位于所述托架本体顶部的所述主体连接管进行端部斜面切割，在所得斜面上安装顶部平台，并在所述托架本体上安装舾装结构；

S5、在所述起重机吊臂托架上特定位置粘贴反光片，将其吊装至原平台结构上并进行初步定位，随后使用全站仪根据初步定位后的托架本体重新建立三维直角坐标系，测量反光片所处位置的坐标，并将其与设计理论值进行对比，根据差值辅助精准定位，即得所述起重机吊臂托架。

2.根据权利要求1所述的起重机吊臂托架的建造方法，其特征在于：步骤S1中固定式胎架的制作包括以下具体操作步骤：

S11、地面处理：在平整的地面呈阵列式设置若干预埋件，并在相邻的预埋件之间扎设钢筋固定，随后在所述预埋件和所述钢筋上倾倒水泥并整平；

S12、在所述固定件上竖直焊接固定立柱，安装横向连接件以及纵向连接件，所述横向连接件与所述纵向连接件均与所述立柱端部焊接固定，且所述横向连接件在水平面上沿横向设置，所述纵向连接在水平面上沿纵向设置；

S13、使用激光经纬仪检测固定式胎架的平面度，保证其平面度误差不超过2mm。

3.根据权利要求1所述的起重机吊臂托架的建造方法，其特征在于：所述工装门字架的数目至少为2，其沿所述主体连接管的长度方向设置，其包括纵梁、横梁以及放置架；所述纵梁的数目至少为2，其竖直设置于所述固定式胎架所在的地面；所述横梁与两侧所述纵梁的端部固定焊接，所述横梁上固定设置有至少两个葫芦；所述放置架的数目至少为2，其相对地固定焊接于两侧的纵梁；步骤S32中另一所述托架平面的两所述主体连接管吊装放置于所述放置架上，所述葫芦与所述主体连接管连接。

4.根据权利要求3所述的起重机吊臂托架的建造方法，其特征在于：所述工装门字架还包括有若干斜加强梁，所述斜加强梁一端与所述纵梁固定，并与其形成一夹角，另一端与所述固定式胎架的地面固定。

5.根据权利要求4所述的起重机吊臂托架的建造方法，其特征在于：每一所述纵梁至少固定有两个斜加强梁。

6.根据权利要求1所述的起重机吊臂托架的建造方法，其特征在于：步骤S4中对所述主体连接管进行端部斜面切割时预留有长度为20-30mm的余量待安装顶部平台时进行修割。

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