岸边集装箱起重机大车连接支座和行走法兰问题浅析

岸边集装箱起重机大车连接支座和行走法兰问题浅析

周建川宋鹏飞周笑笑

上海振华重工（集团）股份有限公司长兴分公司上海201913

摘要：文章主要叙述了岸边集装箱起重机大车连接支座和行走法兰的质量控制、问题分析和预防措施，同时还分享了岸边集装箱起重机大车连接支座和行走法兰的质量管理以及过程控制的经验，对岸边集装箱起重机大车连接支座和行走法兰的现场制作和质量检验有一定的参考价值。

关键词：岸边集装箱起重机；大车连接支座；行走法兰；问题

一、概述

在岸边集装箱起重机众多钢结构构件中，大车连接支座和行走法兰有着承上启下的连体作用，对整机的稳定性、平衡性十分重要。为了满足其贴合面的精度要求，提高划线加工一次合格率，避免或减少返工现象。常用的解决办法有：1、首先是对大车连接支座的贴合面采用机加工来控制，以确保贴合面的精度；2、其次是加强海陆侧下横梁下翼板上行走法兰的平面度进行控制，必须确保行走法兰的平面度≤1mm/2M以内，整体的水平≤2mm以内；3、最后是采取把海陆侧下横梁下翼板上行走法兰的平面度也进行机加工来控制，以确保贴合面的精度。码头常见的岸边集装箱起重机大车连接支座和行走法兰连接形式主要有三种：镂空连接、分离连接、整体连接。镂空连接又分为：机加工和非机加工的大车连接支座；分离连接又分为：整体平面机加工和非机加工大车连接支座、抗震式大车连接支座、两侧机加工槽式嵌入行走法兰、整体平面机加工和非机加工行走法兰；整体连接只有一种为轴孔机加工行走支座。当尺寸存在可控偏差时，镂空连接和分离连接可在匹配时采用螺栓孔进行微调，也可在螺栓孔未配钻前进行匹配调整；整体连接的可采用轴孔预留余量进行划线借正加工。所以确保大车连接支座和行走法兰的平整度及尺寸至关重要，一旦尺寸超出设计要求，平整度超出验收标准，势必会影响产品制作质量和生产进度。

二、匹配划线时存在的问题、原因分析及建议解决措施

岸边集装箱起重机海陆侧下横梁在钢结构件完工后，在车间或是外场摆放区域用起重设备将构件旋转90°水平放置，然后采用经纬测量仪对下平面腹板进行水平测量（注：海侧下横梁以海侧面腹板为基准，陆侧下横梁以陆侧面腹板为基准），确保构件下平面腹板四个基准角测量数据在3mm以内方可匹配。如若有数据偏差较大的基准点则采用千斤顶调整，直至数据满足划线要求，然后在把大车连接支座匹配在下横梁行走法兰上。在匹配和划线的过程中经常出现以下问题：

问题1：大车连接支座与下横梁行走法兰匹配连接后由于尺寸偏差导致两侧自由边错位，无法等边安装；（例如：菲律宾马尼拉项目00015-1#陆侧下横梁自由边错位7mm、美国休斯敦项目2439-2#陆侧下横梁自由边错位5mm）

原因分析：1、数控件下料存在尺寸大小偏差；2、大车连接支座两侧耳板定位尺寸误差；3、下横梁底板拼板与底板划线借正导致腹板偏离的误差；

建议解决措施：1、贴合时应以下横梁行走法兰中心线上敲设的钢印为基准点匹配，不能以自由边为基准匹配；2、提高数控件下料尺寸精度，避免尺寸误差；3、大车连接支座、下横梁底板拼板划线应分中制作，减少制作尺寸误差；

问题2：大车连接支座与下横梁行走法兰匹配连接后连接支座两侧耳板开档尺寸存在偏差，导致轴孔重磅板平面度数据超标；（例如：迪拜T1码头项目00070-1#海侧下横梁端部和根部开档尺寸相差9mm）

原因分析：1、下横梁行走法兰平面垂直度和水平存在制作误差；2、大车连接支座两侧耳板端部和根部尺寸存在正负差；3、大车连接支座两侧耳板安装歪斜不角尺，下横梁钻孔歪斜等导致左右侧行走耳板不同面；

建议解决措施：1、规范数控件下料尺寸，加强下横梁制作行走法兰扭曲度和垂直度控制（需工装，确保下横梁焊接减少变形）；2、预制大车连接支座两侧耳板尺寸需保证统一公差，耳板面与法兰自由边平行；3、预制车间制作大车连接支座时需保证两侧耳板角尺和垂直度；

问题3：大车连接支座与下横梁行走法兰匹配后存在超标的装配间隙；（例如：哥伦比亚项目00076-1#陆侧下横梁匹配后存在间隙5mm）

原因分析：下横梁行走法兰在车间制作时存在焊接变形，用2M检验尺测量属于线性测量，大车连接支座为机加工平面，与行走法兰匹配属于面贴合，由于检验尺测量的局限性和焊后下横梁行走法兰焊接变形、以及下横梁左右侧行走法兰受拱度影响导致两个法兰不同面，或多或少无法满足与机加工贴合面的精度要求；

建议解决措施：除下横梁行走法兰平面度制作时必须严格控制在≤1mm/2M以内，水平≤2mm以内，并建议下横梁行走法兰贴合面预留机加工余量，后续平面采用机加工处理，同时，大车连接支座尽可能采用镂空行走支架结构形式；

问题4：大车连接支座两侧耳板轴孔海陆侧面不同心，划线轴孔加工余量不够；（例如：美国新泽西项目2467-2#海侧下横梁中心相差11mm）

原因分析：1、大车连接支座两侧耳板和重磅板安装后尺寸误差；2、下横梁划线时中心线借正导致横梁中心到大车连接支座中心高度影响；3、数控件尺寸误差；

建议解决措施：1、下横梁在车间制作时严格控制其扭曲度和拱度，减少下横梁划线中心借正量；2、预制车间在大车连接支座制作时需要保证轴孔未加工前的同心度；

问题5：大车连接支座与下横梁行走法兰匹配后横梁中心到大车连接支座轴孔中心高度尺寸存在偏差；（例如：南通项目00086-2#陆侧下横梁高度尺寸偏差7mm）

原因分析：1、下横梁制作时左右侧行走法兰位置拱度不一致，划线后横梁高度中心点存在偏差；2、大车连接支座轴孔侧面的重磅板安装存在上下错位；3、大车连接支座与下横梁贴合的法兰平面加工后尺寸存在偏差；

建议解决措施：1、预制车间制作大车连接支座两侧耳板尺寸需保证统一开档尺寸，以免影响下道工序；2、下横梁在车间制作时严格控制左右侧行走法兰位置拱度数据偏差；

三、具体案例分析

澳大利亚墨尔本项目2463-1#海侧下横梁在完工检查时发现整体连接式行走法兰耳板上的重磅板件13内外侧方向装反，图纸要求内侧应安装不需要机加工平面的重磅板，外侧应安装有余量需要机加工平面的重磅板。因制作错误，无法满足机加工和划线以及设计的要求，只有出报告让技术部门协助解决，技术部门给予的处理方案：1、首先在行走法兰耳板上增加槽钢工艺撑，采用连续角焊缝焊接进行固定，以防止后续操作导致开档尺寸产生变化；2、其次将外侧重磅板件13进行碳刨去除，不得伤及母材，去除后打磨平整光滑；3、重新数控下料件13，将重磅板根据现场测量尺寸调节划线安装，并按图纸要求焊接到位；4、将工艺撑留根去除，然后对其焊接处打磨平整光滑，并做100%MT探伤检测；5、最后在保证行走法兰耳板所有尺寸等均符合图纸要求的前提下，按照图纸要求划线和机加工；

四、应对方法与措施

为了预防和减少大车连接支座和行走法兰的尺寸、平整度问题，杜绝和避免后续划线产生的尺寸偏差，应根据现场实际情况，加强各道工序的精度控制。

1、加强和规范下料尺寸与质量

大车连接支座和行走法兰一般使用的钢板厚度为40mm、50mm、60mm等，常用氧乙炔自动切割、半自动切割、仿形切割、等离子数控切割、电光跟踪切割，由于钢板较厚，在火焰切割下料时经常出现切割面歪斜、粗糙和板材受热变形，造成尺寸偏差，影响后续制作的尺寸精度。应从源头加强和规范强数控件下料尺寸与数控质量控制，统一、规范数控件下料尺寸。

2、加强装配尺寸和焊接收缩变形控制

大车连接支座的开档尺寸通常有1250mm和1500mm两种，现场制作需根据耳板板厚和开档尺寸的大小来预留装配尺寸余量和焊接收缩余量。首先把大车连接支座法兰放置在水平操作台上，以法兰中线为基准向两侧划线，1250mm开档的单边各放置2mm装配和焊接收缩余量，1500mm开档的单边各放置3mm装配和焊接收缩余量，然后以划线后的尺寸装配两侧主耳板和中间加强筋板。

焊接前准备工作要到位：①焊接区域应清理干净；②所有焊接作业人员必须持证上岗；③焊接环境的防护；④焊前预热和焊后保温；⑤严格按照WPS焊接规范执行；为了预防焊接收缩变形，两侧主耳板应采用中间可螺旋调整开档尺寸的连杆进行固定。焊接时应先对称焊接内侧焊缝，焊角尺寸不宜太大，满足设计要求即可，以防止热输入过多造成焊接变形。然后对外侧碳刨去除夹渣等缺陷，碳刨时不宜伤及母材，坡口打磨光顺。法兰反变形矫正，矫正温度控制在≤650℃，校正时禁止对钢材进行直接锤击和浇水冷却。

五、结束语

总的来说，大车连接支座和行走法兰在岸边集装箱起重机众多构件中拥有者本身特别的位置，对于岸边集装箱起重机的平衡运作有着十分重要的意思。因此，加强和预防大车连接支座和行走法兰的尺寸精度、行走法兰至关重要。

参考文献：

ANSI/AWSD1.1/D1.1M：2010《钢结构焊接规范》

AISC《钢结构手册》（第9版）

GB3811-2008《起重机设计规范》