季坤鵬 韓吉超 汪傳龍

摘要：隨著現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)的大規(guī)模實(shí)現(xiàn)，各地大大小小的工業(yè)生產(chǎn)廠房可謂是遍地開花，工業(yè)生產(chǎn)中實(shí)現(xiàn)起重運(yùn)輸?shù)臉蚴狡鹬貦C(jī)在室內(nèi)外工礦企業(yè)、鋼鐵化工、鐵路交通、港口碼頭以及物流周轉(zhuǎn)等場所均得到廣泛的運(yùn)用。如何選擇橋式起重機(jī)可以降低工業(yè)生產(chǎn)廠房的造價，其實(shí)挺值得認(rèn)真探討。

關(guān)鍵詞：工業(yè)生產(chǎn)廠房橋式起重機(jī)造價

中圖分類號：TU723.3文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：

1 引言

隨著現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)的大規(guī)模實(shí)現(xiàn)，各地大大小小的工業(yè)生產(chǎn)廠房可謂是遍地開花，工業(yè)生產(chǎn)中實(shí)現(xiàn)起重運(yùn)輸?shù)臉蚴狡鹬貦C(jī)在室內(nèi)外工礦企業(yè)、鋼鐵化工、鐵路交通、港口碼頭以及物流周轉(zhuǎn)等場所均得到廣泛的運(yùn)用，以下簡稱橋機(jī)。

橋機(jī)是橫架于車間、倉庫和料場上空進(jìn)行物料搬運(yùn)的起重設(shè)備。由于它的兩端坐落在高大的水泥柱或者金屬支架上，形狀似橋，因而成為橋機(jī)。橋機(jī)的橋架沿鋪設(shè)在兩側(cè)高架上的軌道縱向運(yùn)行，可以充分利用橋架下面的空間吊運(yùn)物料，不受地面設(shè)備的阻礙。橋機(jī)是使用范圍最廣、數(shù)量最多的一種起重機(jī)械，其應(yīng)用形式如圖所示。

橋機(jī)在工業(yè)廠房中的應(yīng)用示意圖（后面參數(shù)及公式均引自本圖）

國內(nèi)一般業(yè)主建設(shè)廠房、采購橋機(jī)的常規(guī)做法是這樣的：拿到項(xiàng)目，業(yè)主首先溝通的是工廠設(shè)計(jì)院，把相關(guān)需求提供給工廠設(shè)計(jì)院，然后由工廠設(shè)計(jì)院的設(shè)計(jì)師們?nèi)珯?quán)負(fù)責(zé)，設(shè)計(jì)業(yè)主所需求的工廠廠房，在工廠設(shè)計(jì)院設(shè)計(jì)的過程中必然需要一些橋機(jī)的參數(shù)，這個時候工廠設(shè)計(jì)院的設(shè)計(jì)師就依據(jù)傳統(tǒng)國標(biāo)的橋機(jī)參數(shù)，而且基本上都是按照極值進(jìn)行驗(yàn)算，當(dāng)基本完成工廠廠房設(shè)計(jì)甚至是開始動工的時候業(yè)主開始考慮采購橋機(jī)。

其實(shí)，這個流程的確有點(diǎn)問題，這個問題就出在工廠設(shè)計(jì)院的設(shè)計(jì)師依據(jù)的橋機(jī)參數(shù)上。因?yàn)槟壳皣廨p型、新穎的橋機(jī)逐漸進(jìn)入中國市場，同時國內(nèi)的橋機(jī)企業(yè)也在不斷研發(fā)更加合理、更加經(jīng)濟(jì)的橋機(jī)，逐步取代了中國傳統(tǒng)的那種粗老笨壯的橋機(jī)設(shè)計(jì)形式，除此之外業(yè)主具體的使用要求也沒有在橋機(jī)的設(shè)計(jì)中有所體現(xiàn)，由于這一系列因素的存在也就造成了工廠廠房設(shè)計(jì)的保守、浪費(fèi)。

在這里就重點(diǎn)討論下這個橋機(jī)影響工廠廠房造價的幾點(diǎn)要素。

2 橋機(jī)影響廠房造價的幾點(diǎn)要素

2.1橋機(jī)的運(yùn)行最大輪壓

橋機(jī)的運(yùn)行最大輪壓會對工廠廠房的設(shè)計(jì)及造價產(chǎn)生很大影響，同時這也是關(guān)乎安全的至關(guān)重要的一環(huán)。

目前工廠廠房的設(shè)計(jì)過程是工廠設(shè)計(jì)院的設(shè)計(jì)師根據(jù)橋機(jī)起重量和自重計(jì)算出橋機(jī)的運(yùn)行最大輪壓，而設(shè)計(jì)工廠廠房的工程師一般將橋機(jī)的運(yùn)行最大輪壓作為吊車梁、廠房立柱和基礎(chǔ)的主要設(shè)計(jì)載荷。雖然工廠設(shè)計(jì)院的工程師也希望施加在吊車梁軌道上的輪壓小一些為好，但是設(shè)計(jì)師在設(shè)計(jì)時總是傾向保守，并常常按照橋機(jī)的小車吊運(yùn)最大額定載荷且處于極限位置，即最靠近主梁端部的位置時來計(jì)算橋機(jī)的運(yùn)行最大輪壓，這時候的輪壓就可能非常大，實(shí)際上大多數(shù)的橋機(jī)在吊運(yùn)最大額定載荷時小車一般不會運(yùn)行到極限位置。誠然，輪壓一旦給出，即使工廠廠房的造價再高，業(yè)主也只能滿足要求。以往設(shè)計(jì)師們在橋機(jī)的輪壓是如何確定以及是否合理的問題上，幾乎沒有進(jìn)行商量和討論，都認(rèn)為是理所當(dāng)然。而事實(shí)上這個問題有商榷的余地，只要對橋機(jī)的輪壓進(jìn)行合理的控制，就可以大幅度減少廠房的造價，并且仍然能保證橋機(jī)的正常運(yùn)行。

最明顯的例子是火力發(fā)電廠用于吊運(yùn)發(fā)電機(jī)定子的橋機(jī)，由于發(fā)電機(jī)定子的安裝位置常位于工廠廠房的中軸線附近，所以小車根本不需要也不可能被調(diào)運(yùn)到遠(yuǎn)離中軸線的極限位置。如果按照小車處于極限位置時計(jì)算出的橋機(jī)運(yùn)行最大輪壓實(shí)際上遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于真實(shí)的輪壓，按照這個輪壓設(shè)計(jì)建造的廠房會因?yàn)楦辉?qiáng)度過多而造成無謂的浪費(fèi)。

以鋼結(jié)構(gòu)工廠廠房為例，大部分的投資在鋼柱、吊車梁、屋面梁、基礎(chǔ)等主體構(gòu)件用鋼量上。起重機(jī)的輪壓越大，廠房用鋼量就越大，造價越高；相反用鋼量就越少，造價越低。根據(jù)以往的經(jīng)驗(yàn)，橋機(jī)運(yùn)行最大輪壓每增加10％，廠房的吊車梁、柱子和基礎(chǔ)的造價將增加5％～7％。如果考慮到實(shí)際的輪壓比設(shè)計(jì)輪壓少100kN，則廠房的造價甚至可以節(jié)約上百萬元。

如某機(jī)床廠的重型車間原有100t×30m橋機(jī)由于起重量的不足要更換成125t×30m ，而廠房吊車梁可承受的最大輪壓是480 kN，而更換橋機(jī)后依據(jù)傳統(tǒng)計(jì)算方法計(jì)算出的最大輪壓是580 kN，超出了原有吊車梁和廠房柱子的最大承受能力。由于未采用減小橋機(jī)運(yùn)行最大輪壓的方法，這個車間的吊車梁和柱子只好拆下來加固，然后再重新安裝，損失達(dá)300余萬元。該例與上述火力發(fā)電廠的實(shí)例類似，用戶雖然要求橋機(jī)能吊運(yùn)125t載荷，但只需在跨中某范圍內(nèi)吊運(yùn)重物。如果設(shè)計(jì)時將極少部分需要檢修的大型設(shè)備布置在廠房跨中附近，靠近跨端極限時吊運(yùn)輕小物件。這樣就不必按吊運(yùn)125t到極限位置來計(jì)算輪壓。

以上實(shí)例說明橋機(jī)運(yùn)行的實(shí)際最大輪壓并沒有習(xí)慣計(jì)算出的那么大，也就是說按照現(xiàn)有的橋機(jī)設(shè)計(jì)習(xí)慣設(shè)計(jì)，將會大大高估了橋機(jī)運(yùn)行的最大輪壓，從而增加廠房的造價，造成不必要的浪費(fèi)。

2.2橋機(jī)自身高度H3及吊鉤上升極限距離H5

橋機(jī)自身高度H3及吊鉤上升的極限距離H5的大小是比較直觀的影響廠房造價的要素。工廠廠房高度H1一般依照下面的公式確定：

H1 = H2 + H3 + H4

H2 = H5 + H6

式中：

H1——屋架下弦標(biāo)高

H2——橋機(jī)軌頂標(biāo)高

H3——橋機(jī)自身高度（含小車）

H4——橋機(jī)與工廠廠房的上方間隙

H5——橋機(jī)吊鉤上升的極限距離

H6——生產(chǎn)的產(chǎn)品或設(shè)備的最大高度（含吊運(yùn)繩的高度）

國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T-14405《通用橋式起重機(jī)》中4.2.7明確規(guī)定，橋機(jī)與工廠廠房間的間隙尺寸一般應(yīng)符合上方間隙不小于100mm，也就是說圖示中的H4基本是固定的值。由于業(yè)主的工廠生產(chǎn)的最大件產(chǎn)品或設(shè)備所決定的吊鉤起升高度基本是按照實(shí)際尺寸計(jì)算出來的，所以說圖示中的H6基本也是固定的。而H3與H5一般由橋機(jī)自身的設(shè)計(jì)及制作工藝所決定，這兩個要素也是左右工廠廠房高度的決定要素。

3 結(jié)論

近年來，國外輕型、新穎的橋機(jī)逐漸進(jìn)入中國市場，同時國內(nèi)的橋機(jī)企業(yè)也在不斷研發(fā)更加合理、更加經(jīng)濟(jì)的橋機(jī)，這些橋機(jī)產(chǎn)品具有設(shè)計(jì)優(yōu)良、吊鉤起升高度高、運(yùn)行最大輪壓低等優(yōu)點(diǎn)，可以非常直接的降低工廠廠房鋼梁的用鋼量，從而節(jié)省工廠廠房造價。這其中尤以科尼起重機(jī)設(shè)備有限公司、德馬格起重機(jī)械有限公司、山東豐匯設(shè)備技術(shù)有限公司等更為突出，他們研發(fā)生產(chǎn)的橋機(jī)產(chǎn)品自身高度及起吊高度極限均比國內(nèi)傳統(tǒng)企業(yè)產(chǎn)品性能提高20%～30%。如山東豐匯設(shè)備技術(shù)有限公司自主研發(fā)生產(chǎn)的QD300t-28.5m/A5雙梁橋式起重機(jī)自身高度僅為3.9m，橋機(jī)運(yùn)行極限最大輪壓約為470kN，而國內(nèi)同行業(yè)的橋機(jī)企業(yè)所生產(chǎn)的同產(chǎn)品自身高度基本都在5m以上，輪壓也大都在560kN以上。

雖然我們國家地大物博，資源眾多，但是還是強(qiáng)烈建議建設(shè)工廠廠房的業(yè)主，把工廠設(shè)計(jì)院和橋式起重機(jī)的設(shè)計(jì)師們聯(lián)絡(luò)到一起，真正把自己實(shí)際的需求和實(shí)際的使用情況反映給各位設(shè)計(jì)師們，相信他們會設(shè)計(jì)出真正屬于您的產(chǎn)品，讓您直接在起跑線上領(lǐng)先于您的眾多競爭者們。

參考文獻(xiàn)：

[1] GB/T3811-2008．起重機(jī)設(shè)計(jì)規(guī)范[S]．北京：中國標(biāo)準(zhǔn)出版社，2008

[2] GB/T 14405-2011．通用橋式起重機(jī)[Z]．北京：中國標(biāo)準(zhǔn)出版社，2011

[3] 起重機(jī)設(shè)計(jì)手冊[Z]．北京：中國鐵道出版社，1998

作者簡介：

季坤鵬，男，1980年11月出生。2004年7月畢業(yè)于中國礦業(yè)大學(xué)工業(yè)設(shè)計(jì)專業(yè)，現(xiàn)供職于山東豐匯設(shè)備技術(shù)有限公司。

韓吉超，男，1980年09月出生。 2003年7月畢業(yè)于山東大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院機(jī)械設(shè)計(jì)系， 現(xiàn)供職于山東豐匯設(shè)備技術(shù)有限公司。

汪傳龍，男，1985年01月出生。 2011年3月畢業(yè)于沈陽建筑大學(xué)交通與機(jī)械工程學(xué)院， 現(xiàn)供職于山東豐匯設(shè)備技術(shù)有限公司。

注：文章內(nèi)所有公式及圖表請以PDF形式查看。