起重运输与吊装工艺计算书

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河北建筑工程学院

课程设计计算说明书

题目名称:起重运输与吊装工艺 系: 机械工程系 专 业:建筑设备工程技术 班 级: 设备102 学 号： 20１05０4２18 学生姓名: 赵波 指导教师： 张永清

职 称： 教授 ２013年3月1日

目录

一、课程设计任务书1ﻩ

建筑设备工程技术专业《起重运输与吊装工艺》课程设计任务书1ﻩ

二、设计内容4ﻩ

方案一：采用斜桅杆吊装法 ...................................... 4 方案二:采用直立单桅杆整体吊装4ﻩ

方案三:采用屋架吊点吊装 ........................................ 4

三、直立单桅杆吊装方法的设计方案计算与说明5ﻩ 1.二次运输6ﻩ

2准备工作 ............................................................ 6 ⒊正式吊装 ........................................................... ７ ⒋调试8ﻩ

⒌拆卸放倒桅杆8ﻩ

四、直立桅杆的受力分析计算: ........................ ８ ⑴计算载荷8ﻩ

⑵每组滑轮组的受力 ............................................... 8 ⑶卷扬机的选择8ﻩ

五、起重施工安全技术措施如下： .................... 9

六、参考文献 .............................................. 10 七、设计小结1ﻩ０

八、本方案设计的优缺点 .............................................. １0

一、课程设计任务书

建筑设备工程技术专业《起重运输与吊装工艺》课程设计任务书

《起重运输与吊装工艺》课程设计是专业课中一次全面的设计训练，也是本课程的重要教学环节。 一、设计目的

巩固和扩大本专业学业学生所学的基本理论，基本知识和基本技能培养理论联系实际的正确设计思想，训练综合运用已经学过的理论和安装实践知识与分析解决安装工程实际问题的能力。

使学生具有正确的计算、绘图、收集和使用技术资料、标准、和规范的基本技能，并能进行经验估算和处理数据等。 二、设计任务

通用的整体式15０T/30T桥式起重机的吊装方案。 三、工程概况

某机械厂的重型压力车间是一个新建车间，其中150T/3０T桥式起重机是重型压力车间最大的一台起重机。安装在车间总装工段,投产后,用搬来压力机较重的部件。

为安装其余设备提供吊装工具,加快整个车间的安装速度。另外,总装工段其它设备尚未安装，场地空敞,便于吊装工作的展开。因此现阶段将１50Ｔ/30T桥式起重机吊装就位。

厂区道路可通车至车间门外。车间内已接通电源，土建施工基本结束。车间内同一跨的一台50T/1０T起重机已投入使用。(标高12m),车间外露天跨有一台

70T/20Ｔ桥式起重机亦投入使用。

１、起重机的结构与形状

桥式起重机构形状对称,其重心确定按均质对称考虑，起重机总重１48.6４吨,大小钩及钢丝绳重10吨,小车净重36．6吨,起重机由两片大梁、小车和操纵室三部分。操纵室重0．927吨。经过组装后，其结构形式如附图所示。

２、厂房结构数据

轨面以上4.8m，对角长30.44m,轨道标高１8m，两轨道中心距2８m。柱跨距3０m，净距29．1m，柱间距１２m，净距1１.３m,房架间距6ｍ，上弦标高２7.５m,下弦２3.5m。屋架间有水平拉条，一部分有斜拉条。 四、设计内容

(一)、选择三种不同的吊装方案，并画出吊装简图，说明每种吊装议案的主要吊装设备，吊装过程及优缺点。

(二）、从三种方案中选择一种你认为最恰当的方案进行设计计算。 1、具体说明吊装施工步骤,二次运输方法。 ２、准备工作: ⑴选择起吊地点;、

⑵确定桅杆（或起重机）的位置； ⑶确定桅杆高度;

⑷地基的处理与铺设枕木； ⑸小车位置的确定； ⑹选桅杆; ⑺竖桅杆; ⑻小车吊装; ⑼捆大车梁;

⑽布置卷扬机及安装导向轨道; ⑾试吊。 3、正式吊装。 ４、调试。 5、拆除桅杆。

(三)、吊装受力的分析。 1、计算载荷 P=Ｋ1K2（Ｑ＋q) 2、每组滑轮组的受力。 3、卷扬机的选择。 (四）、安全技术措施。 （五）、参考资料。 (六)、设计小结。

（七)、本方案设计的优缺点。 五、设计要求及时间安排

1、时间:一周上交时间:周五下午３:0０—4：０0前交各班课代表。课代表整理排序后,于当日4：30交任课老师。

２、设计要求：①说明书1份。(可用黑色水笔书写工整或打印成）封底、封面要按照课程设计计算书的格式书写。

②三种方案的吊装简图和二次运输结构简图画在2号图纸上（一张）,吊装就位立面图画在3号图上，均用CAD绘图。

3、说明:①设计中充分体现个性化,充分利用所学知识,并主动到图书馆查阅相关资料。进行设计不许互相抄袭。一旦有抄袭现象,均为设计不合格。 ②凡计算说明书打印或用CAD绘图者均加分。

③将计算书和设计图纸的电子版交给各班的课代表刻成光盘，交给任课老师。 ④凡未按时交图者,晚一天扣一挡。（以５分制计分) 六、参考书目

1.《起重吊装技术手册》 杨文渊编 人民交通出版社

2．《起重运输设备选用手册》 起重运输设备选用手册编写组 机械工业出版社

３.《起重与运输》 上海电力建设公司 水利电力出版社 4.《起重机课程设计》 北京钢铁学院 陈道南、盛汉中主编 冶金工业出版社

5.《起重机安装与维修》 陈敢泽编 河北科学技术出版社 6．《工程起重机》 顾迪民主编 中国建筑工业出版社

７.《重型设备吊装工艺与计算》杨文柱编 中国建筑工业出版社 1９9３年 8.《起重技术》 余智奇编 四川科学技术出版社 1995年 9.《起重机械与吊装》 华玉洁主编 化学工业出版社 2006年

二、设计内容

设计项目 一、吊装方案的选择及方案的优缺点 课程设计的设计依据或说明 在桥式起重机运到厂房后,由车间内结构确定吊装方案。可以先吊起整个大梁一端，待大梁全部超过轨面后再就位，也可以平衡起吊至一定的位置后，旋转需要的角度后就位。考虑到起重机总重为148.64t。故首选整体吊装,省力,省时，速度快，减少空中作业,根据条件可以设计如下方案。 设计的结果及单位 方案一:采用斜桅杆吊装法 吊装机具：三根格构式桅杆、辅助绳索、缆风绳、卷扬机、滑轮组、钢丝绳等。 吊装过程：斜立桅杆先将缆风绳系在柱脚上，开始起吊第一扇大车梁,将其缆风绳放在适当的位置上，然后移动桅杆,起吊第二扇大梁,同时调整好缆风绳与辅绳的位置。当第二扇大车梁起吊上位后应与第一扇大车梁之间留出吊小车的空间，再竖起小桅杆配合倾斜大桅杆。合力将小车吊至大车梁上方的适当高度，并用拉索将其固定。这时连接大车梁和端梁,联结完成后，将小车落在大车梁的轨道上。 优点：充分利用现有工具吊装,操作简单,易拆装，大大缩短了工期,降低了成本。 缺点：受钢柱所受载荷能力限制,必须考虑钢柱受力情况。 方案二:采用直立单桅杆整体吊装 吊装机具：桅杆、卷扬机、滑轮组、跑绳、缆风绳等 吊装过程:⑴布置桅杆⑵组装主梁⑶桅杆立在两梁间的轴线上，两拖梁置于起重机底部，滑轮组栓接于拖梁上⑷起吊起重机⑸达轨道高以上一个高度时，旋转起重机就位⑹拆除桅杆吊装系统 优点:减少了吊装机具和工作量,桅杆结构简单,装拆容易，操作方便,适用性强。同时也降低了高空作业量,工程成本较低,利于加快工程进度，经济效益好 缺点:灵活性差，移动较困难，而且要设立缆风绳。 方案三：采用屋架吊点吊装 吊装机具:卷扬机、滑轮组、钢丝绳等。 吊装过程:利用在屋架上增设吊点起吊桥式起重机，使吊点所受的载荷在应许的范围之内与滑轮组配合，由卷扬机牵引起吊桥式起重机.在吊装过程中应仔细观察屋架饶度情况,检查厂房结构,确认稳定可靠。 优点:充分利用现有的吊具吊装,操作简单,易拆装,大大缩短了工期,降低了成本。 缺点:受屋架所受载荷情况限制,应考虑屋架受力情况。 经以上三种方案优缺点的对比,选择的最优方案是方案三采用直立单桅杆整体吊装方法。 三、直立单桅杆吊装方法的设计方案计算与说明 1. 吊装施工过程 大型桥式起重机的吊装就位比较复杂，主要步骤如下： （1） 起重机具 ① 确定桅杆的站位 ② 基础处理 ③ 确定桅杆高度 ④ 确定缆风绳和卷扬机的位置 确定桅杆 2. 吊装施工过程 大型桥式起重机的吊装就位比较复杂,主要步骤如下: （1） 起重机具 ⑤ 确定桅杆的站位 ⑥ 基础处理 ⑦ 确定桅杆高度 ⑧ 确定缆风绳和卷扬机的位置 ⑨ 确定桅杆 （2） 整体吊装 即除操纵室外,将桥架装好，把小车固定在桥架上,待起升到操纵室高度时，再将操纵室固定在主梁上，利用桅杆一次把起重机起吊并安放到轨道上。 ① 桥式起重机组装与调整 小车的安装 桥架的组装 大车运行机构的安装 ② 桥式起重机整体吊装 小车固定 吊点设置 试吊 正式吊装 １.二次运输 起重机由厂方门口运进车间内,可采用滚杠运般法。主要机具有卷扬机.拖排.滚杠.枕木.滑轮组。利用履带吊将大小车分别装上，利用卷扬机拉进车间内。 ⑴计算滚杠数目 mQK1K2 WL其中Q=148．64T K1取1.１ K2取1.1 D选1１.4MＭ L＝１1．4×4=45．6ＭM W=350０D K1——动载系数 K2——超载系数 Ｑ——起重机重量 m148.64101.11.110根 35000.1140.456根据实际则加上6~8根,所以取16根 ⑵滚杠运输的牵引力计算 K1K不(Qq)(f1f2)S DQ=148.６4Ｔ F１=０．05 F2=０.1 Ｋ1=1.2５ K＝1．０５ S＝25.７ＫN 不2准备工作 ⑴选择起吊地点 ①考虑桥式起重机运道吊装地点的道路问题。 ②了解厂方屋架至轨面距离。 ③考虑组立桅杆,安放卷扬机和缆风绳的位置。 ⑵确定桅杆的位置 由于桥式起重机是选择整体吊装故桅杆应放在偏向小车的一边，桅杆重心距离大车重心为L1，设L１＝1.5ｍ。 ⑶确定桅杆的高度 h:桅杆高度m ｈ1:大车轨道标高18m h2:大车轨道面至小车轨道面的高度h2=2.3-0．3=2.０m h３：起重机滑轮组最小极限尺寸２.6m m=10根 Ｓ=２5.7KＮ h１=1８m h２=２m h4:起吊到轨道面上时大车轮至轨道面空隙0.3ｍ h0:桅杆底座的垫板的厚度0.３5m h=18+2+2.６+０.3+0.35+0.6=23.８5ｍ 选定桅杆的高度为2５m,２0０ｔ格构式桅杆。 ⑷基础的处理 车间地面一般未经过处理，设置桅杆时,需要夯实平整。再铺设枕木,增加地面承压面积，的大小由下式计算:Ｆ=Pz/Ｒ 式中:F-铺设枕木面积 Pz-起吊时对底座的总压力 R－土壤许用力，土地面积取20t／m ⑸小车位置的确定及安装 因为小车总重量为36.6t。故可利用厂方内5０t／１0t的桥式起重机一次性的将小车运进厂房内的两扇大梁上，根据已确定的桅杆的位置,小车重心到桅杆重心的距离为： L１=[L２W２-L3W3]／W1 ⑹确定缆风绳和卷扬机的位置 缆风绳尽可能对称布置，不得穿越电线。不得固定在不可靠的建筑物上,设置导向轮来改变角度。 ⑺竖立桅杆 首先应考虑用运行式起重机来竖立桅杆,省时,方便，设备简单，由此选择用履带式起重机进行桅杆的竖立工作。 ⑻捆大车梁 为防止起吊时捆绳位置产生滑移,在大梁台板上相应处隔开适当尺寸的孔，再在大梁间选有助肋板的部位用枕木撑住以免起吊时大梁向内弯曲,吊装起重量１０0t以上的桥式起重机时可以捆绑4点,捆绑大梁是用8字形捆法,此种捆法在起吊时两梁相互靠拢的分力较大，易使吊车大梁向里变形，因此在梁间必须撑牢。 ⑼布置卷扬机及安装导向轨 ① 卷扬机布置要得当,并保证操作人员和吊装指挥人员联系方便; ② 卷扬机至桅杆底座处的导向滑轮的距离应大于桅杆的高度。当吊装地限制时,其距离也不得小于卷烟机卷筒直径的2倍,并使钢丝绳引入卷筒时接近水平; ③ 卷扬机用地锚或借助于其他的构筑物用钢丝绳固定牢靠,不许扭动。 ⑽试吊 用绳索或链式起重机固定小车，但小车不得触及捆绑大车梁的钢丝绳扣。在大车梁两端各系拖拉绳一根作为吊装就位牵引用，最后再复测桅杆位置，大车轮和轨道就位尺寸等。 2⒊正式吊装 试吊后再仔细检查所有吊具,确认无误后，放可进行正式吊装。当大车梁被吊到车轮超过轨道顶面２00-30０m后，停止起吊，同时向就为方向牵拉事先系在大车梁两端的拖拉绳,令其转过一个角度,使桥h３=2．６ h4=０.3 h0=0.35 h＝23.８５ 式起重机的轮槽对准轨道,再缓缓放下，使之安装就位。 ⒋调试 在吊装就位完毕后,对桥式起重机进行试运转,综合考虑桥式起重机的安装质量及各连接处的连接质量和各运行机构的协调情况等问题,从而经过进一步调整后,并保证各机构正常运行及可靠。 ⒌拆卸放倒桅杆 在桥式起重机就位后就可以拆卸桅杆了，先将桅杆上的滑轮组摘下,拴在桅杆下部做配重用。在吊车小车上挂上一滑轮组,系在桅杆上半部，缆风绳用卷扬机拉起桅杆。另外还用卷扬机拖着桅杆底部上端慢放，下端慢拖，直至放倒在地面上。 四、直立桅杆的受力分析计算: ⑴计算载荷 P＝（Q＋ q）K1K K１——动载系数 K2——超载系数 P=(148.64+１0)×1０×1.１×1．1＝1919.5KＮ P=1919．5KＮ ⑵每组滑轮组的受力ﻩ P１=P/ｎcｏsａ 式中：n-滑轮组数，a-滑轮组重心线与垂线夹角去25度。 Ｐ1=19１9.5/（４×)=５33.２KＮ 滑轮组处绳端拉力S１=P１×a 式中：a-单个滑轮组的荷载系数(表２-37）《机械设备安装手册》 Ｓ1=５３３.2×0.0９4＝50.1２KN P1=533．2KN S1＝５0.12KＮ ⑶卷扬机的选择 由于起吊设备（桥式起重机)的总重量及提升过程所用的滑轮的组数,可选用电动卷扬机的规格是：单卷筒类型,起重能力为2０×1０KN,绳速为1０m／min,电动机功率为5５KW。 五、起重施工安全技术措施如下: ⑴起重机作业做到“五不吊” 1. 手势指挥不清不吊; 2. 重量不明不吊； 3. 超负荷不吊； 4. 看不清不吊； 5. 捆绑不牢或重心不明不吊; ⑵作业时起重臂下严禁站人,重物勿过司机室; ⑶作业场所照明充足,同道畅通； ⑷不准超载作业,不准斜吊,起升卷筒上钢丝绳不准少于三圈； ⑸吊重行驶时平稳起步，慢行慢停,中途不得维修; ⑹起重机作业现场要有畅通的吊装通道,并与附近的设备建筑物保持一定的安全距离,不得发生碰撞; ⑺6级风时停止作业，并卸载把起重臂放在托架上； ⑻凡是参加施工的人员，必须熟悉起吊方法和工程内容，按方案要求进行施工,并严格执行规程规范； ⑼在施工过程中,施工人员必须具体分工，明确职责,在整个吊装过程中,要切记遵守现场秩序,服从命令听指挥； ⑽吊装时,整个现场由总指挥调配,正确执行总指挥的命令; ⑾在吊装过程中，如因事故中断，必须采取措施进行处理,不得使重物悬空作业； ⑿施工场地必须符合操作要求； ⒀待吊装的设备必须符合吊装要求； ⒁在起吊前应先试吊。 六、参考文献

《起重机械与吊装》 华玉洁 编著

《起重与运输》 上海电力建设公司 水利电力出版社 《起重机课程设计》 北京钢铁学院 陈道南主编 冶金工业出版社

《起重机安装与维修》 陈敢泽编 河北科学技术出版社 《工程起重机》 顾迪民主编 中国建筑工业出版社

七、设计小结

一周紧张辛苦的课程设计结束了,但这次的课程设计对于我来说有着深刻的意义。这种意义不光是自己能够独立完成了设计任务,更重要的是在这段时间内使自己深刻感受到设计工作的那份艰辛。因为不用上课了，我有充分的时间做设计，进入图书馆查阅资料，融入到自己所学的知识中,每天为自己定下目标，由于思考的时间比较长，有时还会设计到很晚，但是我坚持下来了。通过这次设计,不仅使我们综合那些理论知识来运用到设计和创新中，还提高了自己的实际动手能力和独立思考的能力，并且通过对桥式起重机不同吊装工艺进行分析,最终选择确定直立单桅杆整体吊装方法，不仅圆满地完成了吊装施工任务，更为类似工程施工提供了参考和借鉴,具有广泛的推广价值。感慨颇多，收获颇多,更多的是从中学到很多东西,感谢老师的辛勤指导,也希望老师对于我的设计提出意见。

八、本方案设计的优缺点

优点:桅杆的构造简单,维护方便,能吊装高,大,重的结构和设备，占地面积小，设备的安装时间短,减少了高空作业。地面施工难度小,可以一次性将桥式起重机吊装就位,在吊装过程中，桅杆最大受力发生在设备起吊开始时,是一种比较安全的方法。

缺点：竖立和移动不便,特别是有构筑物障碍的情况下。吊装的过程中产生较大的水平推力,需增设止推索具，基础需加以处理。设备座的局部强度和稳定性必须验算，需符合要求。当吊装的吨位大时不安全,需用规格较大的桅杆，也需要工作人员有较高的技术水平。