渣斗门式起重机的发展及关键技术
近年来随着我国城市地上空间开发利用的程度越来越大，可利用的地上空间日益减少，而开发利用广阔的地下隧道交通正越来越得到政府的重视，“十二五”期间城市轨道交通及过江隧道是我国的投资热点。***2016年我国将新建轨道交通线路89条，总建设里程为2500公里，国务院又批复了22个城市的地铁建设规划，总投资达8820.03亿元。我国的城市轨道交通行业步入一个跨越式发展的新阶段，中国已经成为世界***大的城市轨道交通市场。城市快速轨道、过江隧道、南水北调、西气东输等重大工程的进行，使得我国地下隧道工程的建设正得到迅猛的发展，作为重点设备与之配套的渣斗门式起重机也正在成为一个拥有巨大潜力市场的产品。起重机作业工况及典型结构特点根据市场调研，为配合地铁的修建，需要专用的门式起重机用来提升隧道盾构机所挖的渣土，即渣斗门式起重机。它是专为修建地铁隧道，清除地下施工产生的渣土而设计制造的特种设备。渣斗门式起重机主要用于完成吊运竖井（深一般在30~60m）下的渣土及斗车从竖井中吊出***地面及倾倒工作，起重机要通过特定装置与设置在渣斗车两端的偏心轴铰接，利用渣斗自重来实现翻渣。目前，国内市场此类渣斗门机，倾倒渣土有两种方式，一种是将渣斗吊运***设置在支腿下部或地面上的专用倾倒支架上方，下放龙门钩吊具使渣斗两端的偏心轴落在倾倒支架挂钩上，利用渣斗自重实现翻渣，这种形式工作效率较低，翻渣位置固定，缺少灵活性，但小车自重轻，成本低；另一种是直接在起重机小车上设置翻渣挂钩，并根据渣斗实际尺寸及结构特点设计龙门钩专用吊具，吊具通过龙门板钩直接挂在渣斗两端的吊柄上，与渣斗上的吊柄进行铰接。当龙门钩吊具和渣斗向上提升***地面时，液压推杆驱动翻渣挂钩，实现翻渣挂钩与渣斗车的避让动作，渣斗车继续向上提升***翻渣挂钩以上时，翻渣挂钩由液压推杆驱动下放***渣斗两端的偏心轴下，然后下放龙门钩吊具，靠渣斗自重实现空中自动翻渣，这种形式工作效率高，灵活性好，节省人力，但成本较前一种稍高。一般渣斗门机跨度覆盖竖井宽度，在悬臂侧翻渣，根据工况一般为单悬臂，也可双边悬臂。翻渣方向有两种，较常用的一种为垂直于主梁翻渣，另一种为平行于主梁。因同一条地铁线要在不同的地方开挖竖井施工出渣，而每个城市工地的周边条件并不一致，但是不可能每一个工地都要购买一台新的渣斗门机，这就要求渣斗门机应能满足不同工地工况条件施工的需要，因此门机的跨度往往可变为多个跨度或悬臂可拆卸。根据翻渣方向的不同，小车可做成双层，做90°旋转，以实现两个方向的翻渣。这样就增强了起重机适用不同工况的灵活性，以适合不同的跨度，不同的边界条件和翻渣工况，不会造成重新订购新的起重机，节约了成本。在设计过程中，依据以上实际使用工况确定主要技术参数，就使用频繁程度确定整机工作级别为A6；根据国内几个主要渣斗制造厂家提供的渣斗尺寸和容量，可确定吊具下起重量为45t；因起升高度高，小车自重及起重量较大，为减小冲击载荷，降低噪音，整车采用变频控制调速；起升速度要求较快，一般在12m/min以上，小车运行速度一般在30m/min左右，大车运行速度一般在40 m/min左右；起升高度一般为轨道面以下30~60m，主梁底***轨道面9m，渣斗距地面高度约为2.5m左右，这样在实现空中翻身时，避免扬尘或淤泥飞溅，利于渣土的倾倒，跨度和悬臂长度根据施工现场实际情况确定。
