浅谈盾构机拆卸及吊装技术论文

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1、浅谈盾构机拆卸及吊装技术论文.freelm土压平衡式盾构机,完成掘进任务后在南段矿山法竖井中进行拆卸解体。因盾构机盾体和刀盘的体积大、重量重、价值高,决定了本次吊装作业的重点是起吊设备和工具的选择,吊耳的分布位置确定以及焊接强度是否满足要求。经过仔细的分析和计算校核后选用了250t履带吊机和90t吊机配合将有关解体部件从井下分件吊出至地面,最后装车运输。1盾构机及工作竖井概况即将拆卸的这台盾构机为土压平衡式盾构机,出厂编号为S-242,盾体外径为6280mm,盾体长度为12075mm(由刀盘至螺旋机尾部),.freel×

2、9m,深度为35m。2主要起吊部件尺寸和重量(见表1)3吊装设备及重要工具验算3.1吊机选择该盾构机尺寸大、重量大。盾构机需要分件吊装,散件的尺寸较大。盾构机总重约500t,经分解后,最大块重约110t。由于现场的施工场地复杂,施工工艺繁多,综合考虑吊机的起吊能力和工作半径,采用250t履带式液压吊机作主力,单独将大型设备吊出井口;用一台90t汽车式液压吊机(或履带吊机)作辅助,配合用250t履带式液压吊机进行翻身、装车工作。因此,选用日本住友LS-368RH5的250t履带式吊机1台,采用锤头式吊杆,配备24m吊杆。“

3、TADANO”90t汽车式吊机1台。3.2选用钢丝绳、卸扣的依据吊装公司根据日本住友LS-368RH5的250t履带式吊机的机械性能表及多年经验,将吊臂安全系数定为2.5。故以下钢丝绳、卸扣的选用时,按安全系数大于2.5作为依据。3.3钢丝绳选用盾构机的前体、中体、后体是4个吊点,刀盘是2个吊点,它们都选用抗拉强度为170kg/mm2,D=65的6×37钢丝绳。螺旋输送机、安装器是2个吊点,拖车是4个吊点,它们都选用抗拉强度为170kg/mm2,D=39的6×37钢丝绳。3.4卸扣选用盾构机的前体、中体、后体和刀盘选用美

4、式弓型2.5寸卸扣;螺旋输送机、安装器采用美式弓型1.5寸卸扣;拖车选用美式弓型1寸卸扣。4重要吊耳的计算及焊接4.1吊耳准备盾体重要部件起吊用的吊耳共14个。吊耳采用16Mn热轧厚钢板气割制成。焊接位置及尺寸见图1。4.2吊耳承载能力计算根据相关资料查知,16Mn热轧厚钢板(δ40mm)的抗拉强度系数为:σb=470MPa,即47kg/mm2。4.2.1刀盘吊耳承载能力(见图2,图3,图4)由刀盘重量:56.7t,刀盘吊耳数量:2个,焊缝面积:S=50mm×300mm=15000mm2,得:每个吊耳的承载能力为:F=σ

5、b×S=705tT=56.7/2,满足要求。其中,刀盘/后体、前中体使用的钢丝绳长度分别为6m,10m;β为两吊耳钢丝绳之间的夹角;T为钢丝绳总承载力;T1为水平方向的分力;M为外力产生的弯矩;M′为吊耳焊缝允许最大弯矩;A—A截面为受力最小截面;O点为受力最不利支点。根据相关资料查知:M=T1×h(h为吊耳高度);M′=1/2×δ2×l×σb(δ为吊耳厚度,l为吊耳长度);可以得出:M=0.38t·m,M′=1.7625t·m,MM′满足要求。4.2.2前、中、后体吊耳承载能力计算通过刀盘吊耳承载能力的计算,同理可以计

6、算前、中、后体吊耳承载能力结果如表2所示。5盾构机的拆卸及吊出1)按照规定位置安装并停放好250t吊车,在250t吊车履带位置下面铺设20mm厚的钢板增加承重面积。90t吊车亦应停放在合适位置待命。2)在盾构机后体内焊接“井”字形钢支撑用以防止后体变形。3)焊接刀盘、前体、中体、后体的吊耳,并作磁粉探伤。4)断开管路、电缆、连接桥及拖车连接。将盾构机油箱里的油放干净,同时对各管口进行封堵保护。5)拆下螺旋输送机并放置于隧道内。6)拆除连接盾构机中、后体的14个铰接油缸及密封件,用250t吊车先将后体与中体分离并将后体吊至

7、地面。7)将安装器与中体分离并吊到地面。8)将刀盘和盾体分离并吊上地面。9)将前体与中体分离并分别吊上地面。10)吊运连接桥及盾构拖车。至此吊装作业全部完成。6结语本次拆卸、吊装作业经过起重设备的比选,吊装工具、索具的校核、验算,重要吊耳焊接质量的检查和焊缝的探伤,以及焊接强度的校验,保证了吊装作业的成功进行。本次施工的成功经验为今后类似的体积庞大、结构复杂设备的拆卸和吊装提供了参考。