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GIS设备吊装方法与轨道设计

 论文栏目:轨道设计论文     更新时间:2018/3/8 8:32:52   

摘要:通过对大型设备常用吊装方式及GIS设备吊装方式的综述,选择适当的吊装手段即简易行车吊装。简易行车吊装的设计要点在于悬挂运输轨道的设计,对悬挂运输轨道设计原则及新型轨道设计进行了论述。

关键词:GIS设备吊装,吊装方式,悬挂运输轨道,新型轨道

1大型设备常用吊装方式

常用的设备吊装方法:1)桅杆式起重机由吊臂、立柱、后拉杆、底盘、主起升机构、副起升机构、回转机构、变幅机构、司机室、电气及控制系统等组成。桅杆式起重机的优点是起重量大、安装拆卸方便、受吊装场地限制小。缺点是桅杆式起重机移动困难,需要设置较多的缆绳,常用于施工场地狭窄、构件较重等施工状况下[1]。2)大型设备吊装的常用重型机械有运行式起重机,其中包括轮胎式起重机、履带式起重机等。运动式起重机由上车和下车构成,上车为起重作业部分,设有动臂、起升机构、变幅机构、平衡重和转台等;下车为支承和行走部分。上、下车之间用回转支承连接[2]。在进行设备吊装时可采用单机吊装和多机吊装。运行式起重机具有机动性好、适应性强、准备工作少、操作迅速简便、工作效率和机械利用率高等优点,随着经济的发展与技术的进行,吨位越来越大。但运行式起重机在进行设备吊装时对场地的要求严格,对机械的操作要求高。3)液压顶升装置是由龙门桅杆发展改进的,与龙门桅杆系统相比,起重量大,操作方便、工作平稳、安全可靠,是现代化的起重工具,在特大型设备整体吊装中具有明显的优势。缺点是整个系统及技术的熟练程度,配套设施和技术应用都不够完善[2]。

2GIS设备吊装方式综述

GIS即六氟化硫封闭式组合电器。属户内三相交流高压输电设备。整个GIS分为若干运输单元,在GIS的安装过程中要求平稳缓慢,保证密封圈不受损伤,因此GIS设备的吊装方式的选择非常重要。GIS吊装方式很多,主要有:电动行车、简易行车(人工驱动行走、电动葫芦)、简易行车(人工驱动行走、手动葫芦)、固定吊钩(手动葫芦)等方式[4](见表1)。固定吊钩吊装方式在GIS设备的吊装方式中简单经济,固定吊钩吊装的方式,即在房屋的结构梁上设计吊钩,并在吊钩上安装手动葫芦进行吊装作业。这种吊装方式缺点显著,因为每一个吊钩不一定设置在设备的吊装位置上方,因此需要两个葫芦手动配合或者借助其他外力进行设备吊装定位。这样的吊装方式很难准确定位到设备安装的位置,而且设备的安装平稳性差、安装速度较慢。电动行车吊装GIS设备的方式优点是操作方便、定位准确、在厂房中行车的活动范围大而且吊装的速度较快。缺点是行车的价格高昂,而且行车属于特种设备,需要专门的设计行车的轨道,需要专业的人员进行安装调试工作且调试工作繁杂,在行车的使用过程中需要进行大量的维护工作保证行车的安全运行,此行车设备的安装运行维护都需要花费大量的资金。简易行车设备的做法,需要在设备吊装位置的结构梁上设置悬挂运输轨道,通过葫芦将设备吊起,然后沿着轨道的方向运输,将设备吊运至需要安装的位置。简易行车价格便宜,安装简单、维护简单。因此对简易行车的悬挂运输轨道进行设计。综上所述,简易行车更适合GIS设备的吊装。

3简易行车轨道设计原则

1)简易行车轨道材料选用,根据结构的荷载特征、结构形式、连接方式等不同情况对结构的承重钢材进行选用。悬挂运输设备轨道一般采用热轧工字钢,宜选用Q235,Q345钢材;悬挂运输轨道的支撑及吊杆采用热轧角钢、热轧槽钢等型钢制作,宜选用Q235钢材,轨道的连接件通过螺栓与轨道连接,通常采用角钢或钢板制作,宜采用Q235钢材;轨道连接件通过收件螺栓与支撑结构(结构梁)连接,连接件通过受拉螺栓与轨道连接,受拉及受剪螺栓采用C级普通螺栓并采用双螺母紧固,当悬挂起重量超过10t时采用高强螺栓连接。所选用的钢材应满足抗拉强度、伸长率、屈服强度及冷弯性能等钢材的力学性能指标,保证钢材质量。同时要根据工作环境选用合适的钢材,例如轨道工作温度高于0℃时应选用Q235B和Q345B,当温度低于0℃时,应选用Q235C和Q345C。2)轨道设计的基本要求,悬挂运输轨道一般分为直线轨道和弧线轨道两种布置形式,直线轨道根据支承等条件设计分为简支轨道和连续轨道两种。悬挂运输轨道沿全长宜采用统一规格的工字钢。如果悬挂运输轨道同时采用直线轨道及弧线轨道布置时,首先确定直线轨道的工字钢型号,其次对弧线轨道支点的夹角进行调整,保证弧线轨道采用的工字钢型号与直线轨道一致,且满足设计要求。轨道连接件与轨道及支撑结构连接的螺栓,数量每边不宜少于2个,受剪螺栓的直径不宜小于16mm,受拉螺栓的直径不宜小于14mm。受拉螺栓及受剪螺栓的数量和直径应由计算所得。另外,悬挂运输轨道运行装置所需要的工字钢的型号、设备行驶范围、起重量及设备的台数等参数均由专业设计人员提供。按照设计工艺的要求在轨道的特定位置设置车档,应根据吊车及轨道工字钢的型号选用车档采用的材料。

4一种新型轨道梁的设计110kV室内变电站

GIS设备检修及扩建安装时,由于空间狭小,设备在室内吊装运输工作困难。并且,一般的钢结构主梁不能作为吊装运输轨道。在进行钢结构房屋设计中,需要在主次梁节点处进行构造处理增设加劲肋,当钢结构腹板高度过高时需要加设横向加劲肋,加劲肋的设置不利于链动小车的通行。因此,考虑设计一种新型的结构并安装链动小车及手动葫芦进行GIS设备的吊装作业。在结构设计时采用H型钢作为结构的主梁及运行轨道,考虑到横向加劲肋的设置位置及链动小车的运行,在型钢腹板的受拉区设置沿钢梁纵向的通长加劲肋,在型钢上翼缘及纵向加劲肋之间设置横向加劲肋,加劲肋与型钢的上翼缘、腹板及纵向加劲肋通过焊接连接,如图1所示。这种轨道与主梁组合的新型设计方法在进行设计计算时可以分为两部分,即上部主梁部分和下部的轨道部分。上部主梁由上翼缘纵向加劲肋及其之间的腹板组成,该部分的抗弯承载力计算可以遵照GB—50017钢结构设计规范中H型钢梁的计算方法进行抗弯计算;下部轨道由纵向加劲肋、钢梁下翼缘及其之间的腹板组成,小车、葫芦及吊装重物作为荷载进行计算。然后依照悬挂运输轨道设计方法进行设计。即使行车轨道出现局部破坏,梁的承载能力仍然能保证整体结构的安全。由于实际使用过程中,行车轨道与纵向加劲肋共同受拉,因此该设计方法偏于安全。综上所述,在GIS设备的吊装过程中,首先要选择适当的吊装手段。简易行车吊装操作方便、定位速度快、定位准确、活动范围大、吊装速度快,而且价格相对电动行车便宜,安装简单,维护简单维修方便,所以宜采用简易行车进行吊装。其次是对悬挂运输轨道进行优化设计,新型式的轨道梁更有利于吊装轨道的设计。

参考文献:

[1]孙笑萍,谢军.WD120型桅杆式起重机[J].工程机械,2005(2):150-151.

[2]孙爱萍,严永江.大型设备吊装方案优化[J].煤炭技术,2010(11):89-90.

[3]杨敏.混合动力起重机能量控制系统的研究[D].大庆:东北石油大学,2013.

[4]魏成雄.GIS组合电器吊装方式选择[J].葛洲坝集团科技,1999(2):43-45.

作者:景川 杨敏 王文峰 肖波 单位:国网河南省电力公司经济技术研究院

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