大型造船门式起重机远洋运输与安装技术

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Abstract：Based on the terminal hawser berthing conditions and gantry crane parameters，and combined with oceanshipping capacity，etc.，the paper puts forward three shipping and instalation plans，and through comparison and demon-stration，the plan of segment-based ocean transportion，on-site lifting installation and rolling on shore is adopted.The pa-per details the technique essentials in in-plant general assembly，ocean transportation，on-site lifting installation and rol·ing on shore during plan implementation，which provides reference signifcan ce for instalation of shipbuilding gantry cranesrequirng ocean transportation abroad。

Keywords：gantry crane；ocean shipping；lifting installation；roling on shore进入 21世纪以来 ，随着全球贸易的不断繁荣，造船工业的兴起，造船模式也相继从船台造船转向船坞造船，作为船坞主要配套设备的大型造船用门式起重机 (以下简称龙门吊)的需求也大幅度增加，-些国外的船厂易纷在已经生产的船坞上增加龙门吊。苏格兰 1 000 t龙门吊是上海振华重工 (集团)股份有限公司为英国某军工企业 设 计 制 造 的船 厂龙 门 吊，龙 门 吊轨 距118.87 m，基距27.36 m，最大高度约93 m，自重约2 730 t，整机重心高度约57.3 m，如图 1所示。

由于受到吊装设备、运输船舶的限制，船厂龙门吊传统的总装方式为：工厂结构分段制造，散件运输，现场拼装主梁和刚柔性腿结构，然后采用大型履带式吊装设备，或者采用塔架加钢铰线、液压缸系统提升等方法安装。这类方案安装周期长，土建基础投入大，对用户场地占用时间长，将对用户的生产产生很大影响。由于该龙门吊为英国海军配套设备，用户要求在现场施工的时间尽量缩短，以减少对生产的影响，最好实现坞口安装〖虑到该龙门吊的运输沿途需通过台湾海峡、马六甲海峡、印度洋、好望角等复杂海域，因此，有必要对龙门吊的远洋运输与安装技《起重运输机械》 2013(4)晕 i， ·fIII图 1 苏格兰 1 000 t龙门吊外形图术进行研究。

1 方案论证为了更好地分析项 目远洋运输与安装 的可行性 ，相关专业人员对用户船坞进行 了实地考察，了解用户船坞坞 口前沿的水深、坞 口尺寸 、系缆条件及历史潮汐情况等资料 ，结合运输航线情况和龙门吊参数 ，对运输 和安装方案进行可行性论证 ，并提 出了以下三种运输安装方案进行比眩- 89 - 1.1 采用大型运输船整机运输方案由于苏格 兰 龙 门 吊轨距 1 18.87 m，基距27.36 m，而公司现有大型运输船的甲板长度最长可达 170 ITI，宽度最大可达44 m，采用龙门吊自身的刚、柔腿受力来进行整机运输，如图 2所示，运抵用户码头后整机滚装上岸。该方案优点是：1)利用大型运输船实现整机运输，在生产厂区内可将龙门吊总装完成并完成除大车行走外的所有调试工作，减少现场工作量；2)现场整机滚装上船，卸船时间短，无需大型起重设备，费用低。

但存在以下风险：1)由于龙门吊重心高，侧向迎风面积大，船舶稳性较差，大型运输船整机运输需穿越台湾海峡、南海、马六甲海峡、印度洋、好望角、大西洋等复杂海区，运输风险高，海绑难度大；2)运输沿途需通过苏格兰爱丁堡著名的Firth桥，该桥通航高度限高 49.2 m，而龙门吊整机高度达 93.5 m，整机无法通过。

1.运输船 2.龙门吊图2 整机运输方案图1.2 采用-艘大型浮 吊现场吊装方案龙门吊的大车行走、主梁、刚性腿、柔性腿总成、上小车总成、下小车总成和维修起重机等组件及部分散件等用远洋运输船运输至现场，现场租用-艘大型浮吊分别对刚、柔性腿大车行走和刚、柔性腿进行 吊装，并用缆风绳对刚、柔性腿进行垂直稳定性固定。用单艘大型浮吊吊装主梁，完成主梁与刚、柔性腿的对接装配，如图 3所示；最后用大型浮吊副钩吊装 七小车总成、 小车总成和维修起重机，从而完成整机的总体安装。陔方案的优点是：1)大部件海上运输，降低了运输风险，最大高度约 20 m，可顺利通过 Firth桥；2)仅用-艘大型浮吊吊装，降低了大型浮吊的调遣成本。其缺点是：1)受浮吊起升高度限制，吊装物迎风面积较大，吊装晃动敏感；2)现场无满足吊装条件的大型浮吊，从别处租赁闲难且- 90 - 价格高昂。

1.主梁 2.托索 3.柔性腿 4.浮m 5.刚性腿图3 单浮吊吊装t梁方案网1.3 分段式远洋运输和安装方案考虑到运输的安全性及 Firth桥的通航高度限制等因素，龙门吊在制作拼装时将刚、柔性腿分下两部分进行制作，分段高度使装船后整体高度满足 Firth桥通航要求， 下分段连接位置采用法兰连接，主梁则拼装成整体，然后进行部总装。

发运时，刚柔性腿上分段怪 立在船 板 f：，然后将主梁安装在刚柔性腿上分段t，并将 、下小车放置到主梁上，刚柔性腿下分段 L了大 行走连接好后布置在刚柔性腿上分段两侧，其余部件及装则放置在船上散件发运，如图4所示，发运至现丑在运输船上采刖提升塔架将龙门吊 分段提升至标高，然后将刚、柔性腿下分段横移至刚柔性腿上分段下方许安装连接螺柃，再将维修吊等其余部件安装到位后.最后整机滚装 岸至大车轨道上。该方案优点是：1)于分 两段运输 ，解决了远洋运输和过桥问题，主梁、刚柔性腿上分段、上下小车等组装成整机，在牛产厂内可相对做得比较完整，减少现场 r作量，对朋户生产影响小；2)提升塔架可利川旧的发运塔架改制，无需很大的投入；3)现场整机滚装上船，卸船时间短。但存在以下缺点：1) 于龙门吊分段运输，现场需租借大型吊车安装和拆卸提升塔架；2)船 提升安装，比在陆地 安装存在更大的风险，且费用较高，周期也较长。

综上所述，方案-南于无法通过 Firth桥不可行；方案二虽然运输Jx险很小，但现场需租借大型浮吊安装，浮吊使用费用较高，且rh于个部散件发运，完整性较差；方案l二既解决 了远洋运输《起重运输机械》 2013 (4)2 3 4 5 6 7 8- . - AI- 《 - J、 I、 V瓜 . ， /I拌 [1 ：1.刚性腿下分段 2.刚性腿上分段 3.塔架下分段4.下小车 5.下小车 6.主梁 7.柔性腿上分段8.柔性腿下分段 9.运输船 10.塔架上分段11.顶部塔架、横梁、液压缸图4 分段式运输安装方案图和过桥问题，又可提高整机完整性 ，虽然现场提升存在-定的风险，但通过有效的防范措施可降低风险。通过三个方案 比选，最后选择第三方案为该项目的运输和安装方案。

2 方案实施通过方案论证，苏格兰 1 000 t龙门吊决定采用分段式远洋运输与现场提升安装方案，整个方案分为以下几步逐步实施。

2.1 厂内总装根据船运图纸要求划出龙门吊中心线、刚柔性腿上分段船运底座 中心线、塔架底座安装中心线以及大车轨道中心线，并排装好刚柔性腿底座、塔架底座、大车轨道，将其焊接固定在船体甲板上，底座安装时需区分好位置和方向，并注意与船体筋板对筋。翻身吊装刚性腿上分段及船运法兰支座组件 (法兰支座与刚性腿上分段下部法兰利用螺栓固定)，在吊装旋转适当角度后 ，将司机室及检修平台等部件安装到刚性腿上，然后翻身至垂直状态，放置到预先布置好的船运底座上，调整好刚性腿偏斜角度及中心对齐，拉好固定浪风绳，考虑到主梁安装时需要调整，暂不施焊法兰支座与船运底座之间的焊缝。翻身吊装柔性腿上分段及船运法兰支座组件 (法兰支座与柔性腿上分段下部法兰利用螺栓固定)，翻身至垂直状态后，放置到预先布置好的船运底座上，调整好柔性腿角度及中心对齐，拉好固定浪风绳，考虑到主梁安装时需要调整，暂不施焊法兰支座与船运底座之间的焊缝。利用 4 000 t浮吊配合托梁吊装主梁，主梁吊装到位后，根据刚性腿上的导向支《起重运输机械》 2013 (4)座和主梁柔性侧下翼板上的导向支座和定位支座位置，将主梁与刚柔性腿上分段定位连接，安装好刚腿侧的法兰螺栓，完成柔性铰与主梁之间的焊缝，最后焊接刚、柔性腿上分段法兰支座与船运底座之间的焊缝。上、下小车排装结束后，分别吊装至主梁上，并绑扎牢固～排装好的大车行走机构 (共4组)，分别吊装至预先布置的大车轨道上，并增加车挡和工艺撑进行 固定～刚、柔性腿下分段分别 吊装至刚、柔腿侧大车行走机构上，并与大车行走机构上连接支座定位连接，安装好法兰螺栓，拉好浪风绳固定。吊装布置提升塔架下分段，并与底座固定施焊牢固；吊装维修吊、提升塔架上分段及提升液压缸、钢绞线和其余需现巢装的附属件至甲板上，绑扎牢固后准备发运。

2.2 远洋运输由于运输船的甲板宽度为 39.35 rn，而龙门吊大车整个宽度达到 44 m，故将龙门吊大车四个角上的最外侧-组小平衡梁及其台车拆除，同时为保证稳定性，在该组大车的大平衡梁和中平衡梁之间塞入刚性垫块。运抵 Firth桥附近时，运输船先压水到最大吃水以减小干舷高度，然后缓慢通过，如图5所示，过桥后再排水调整到设计吃水，然后运抵用户码头，靠泊系缆。

图5 龙门吊运输过 Firth桥图2.3 现场提升安装因提升安装是在运输船上进行，由于空间有限，所以，提升塔架采用的是公司 自行设计的桁架式的塔架，无需布置浪风绳进行稳固，具体分以下几步进行实施 ：1)现场租借-台大型履带吊，先将桁架式塔架上分段吊装至预先布置好的下分段上，采用螺栓进行连接，然后在桁架式塔架上分段顶部平台- 9 - 上布置两节提升专用的标准塔架，标准塔架与桁架式塔架采用法兰螺栓固定，并将标准塔架用浪风绳连接至桁架式塔架顶部，以起到稳定作用。

2)将维修吊等部件吊装至主梁上，安装好法兰螺栓，拉好浪风绳进行固定。

3)调试提升操作系统及塔架液压缸，确保无异常后准备提升，提升时风力不得大于 5级。

4)先进行试提升，将主梁及刚、柔性腿上分段组件提高200 mm时，停止提升，观察24 h检查托梁焊缝 、塔架焊缝及垂直度 、钢绞线和液压缸等无异常后继续提升，如图6所示。直到将主梁组件提升至刚柔性腿上分段下部法兰高度超过下分段上部法兰的高度时，再次停止提升。

图6 龙门吊现场提升安装图5)清理甲板上的物品，并在大车行走平衡梁下布置顶升台车和滚道梁及牵引系统，适 顶起刚、柔性腿下分段，并将其牵引至刚、柔性腿 h分段下方，调整大车轨距符合要求。

6)将主梁组件缓缓下降，对好刚、柔性腿f1间的法兰，安装好固定螺栓，并完成初牛卸载液压缸受力，并测量刚性腿偏斜角度，符合要求后终拧高强度螺栓。

2.4 滚装上岸提升安装就位后，由提升公司负责将陆侧塔架上部拆除，如图 7所示。清理码头面，安装牵引地锚，划钱铺设轨道并 定牢靠，调整运输船对准卸船位置，穿引牵引钢丝绳组和保险钢丝绳组，并调节船舶吃水到卸船所需♀除卸船干涉件，利用运输船上配备的 4台卷扬机和钢丝绳缠绕系统，将龙门吊缓慢平稳地牵引上岸。rf1于龙门吊重心过高，牵引上岸过程巾需及时调整船舶吃水，将船舶横向倾角控制在 0.5。以内，以确保卸船过程的安全平稳。龙门吊上岸后牵引到顶升位置，顶升安装四个角上运输前时拆除行走台车，- 92 - 调整牵引地锚位置，利川附 I 卷扬机将龙f J吊牵引至最终停机位置，并锚l占I以防风1.牵引钢丝绳组 2.保险钢丝绳纰 3.提升塔图7 龙门吊牵引j 岸示意最后，拆除船上提升塔架及牵 I钢丝绳组等1-装件，并装到船上合适位置，并绑扎牢 闷，运输船办理相关手续准备返航3 结束语通过 艺技术创新，克服 r远洋运输船舶稳性不够和沿途 Firth桥通航高度限制等闲难，顺利地运抵用户码头，完成现场运输船 提升安装，并整机滚装上岸，得到 r朋户的高度评价、 龙门吊分段式远洋运输和现场提升安装的技术分别在苏格兰 1 000 t龙门吊和巴 600 t龙吊 fI成功实施，实践证明是切实可行的，Lj传统方案卡Ij比，可有效缩短现巢装周期，减少对川户 产的影响，可广泛适用于国外船厂龙门吊的运输与安装，为公刮开辟龙门吊市场提供新的技术支持 、