桥式起重机影响厂房造价的要素分析.doc

桥式起重机影响厂房造价的几点要素
摘要：随着现代工业生产的大规模实现，各地大大小小的工业生产厂房可谓是遍地开花，工业生产中实现起重运输的桥式起重机在室内外工矿企业、钢铁化工、铁路交通、港口码头以及物流周转等场所均得到广泛的运用。如何选择桥式起重机可以降低工业生产厂房的造价，其实挺值得认真探讨。
关键词：工业生产厂房桥式起重机造价
中图分类号：tu723.3文献标识码：a 文章编号：
1 引言
随着现代工业生产的大规模实现，各地大大小小的工业生产厂房可谓是遍地开花，工业生产中实现起重运输的桥式起重机在室内外工矿企业、钢铁化工、铁路交通、港口码头以及物流周转等场所均得到广泛的运用，以下简称桥机。
桥机是横架于车间、仓库和料场上空进行物料搬运的起重设备。由于它的两端坐落在高大的水泥柱或者金属支架上，形状似桥，因而成为桥机。桥机的桥架沿铺设在两侧高架上的轨道纵向运行，可以充分利用桥架下面的空间吊运物料，不受地面设备的阻碍。桥机是使用范围最广、数量最多的一种起重机械，其应用形式如图所示。
桥机在工业厂房中的应用示意图（后面参数及公式均引自本图）
国内一般业主建设厂房、采购桥机的常规做法是这样的：拿到项目，业主首先沟通的是工厂设计院，把相关需求提供给工厂设计院，然后由工厂设计院的设计师们全权负责，设计业主所需求的工厂厂房，在工厂设计院设计的过程中必然需要一些桥机的参数，这个时候工厂设计院的设计师就依据传统国标的桥机参数，而且基本上都是按照极值进行验算，当基本完成工厂厂房设计甚至是开始动工的时候业主开始考虑采购桥机。
其实，这个流程的确有点问题，这个问题就出在工厂设计院的设计师依据的桥机参数上。因为目前国外轻型、新颖的桥机逐渐进入中国市场，同时国内的桥机企业也在不断研发更加合理、更加经济的桥机，逐步取代了中国传统的那种粗老笨壮的桥机设计形式，除此之外业主具体的使用要求也没有在桥机的设计中有所体现，由于这一系列因素的存在也就造成了工厂厂房设计的保守、浪费。
在这里就重点讨论下这个桥机影响工厂厂房造价的几点要素。
2 桥机影响厂房造价的几点要素
2.1桥机的运行最大轮压
桥机的运行最大轮压会对工厂厂房的设计及造价产生很大影响，同时这也是关乎安全的至关重要的一环。
目前工厂厂房的设计过程是工厂设计院的设计师根据桥机起重量和自重计算出桥机的运行最大轮压，而设计工厂厂房的工程师一般将桥机的运行最大轮压作为吊车梁、厂房立柱和基础的主要设计载荷。虽然工厂设计院的工程师也希望施加在吊车梁轨道上的轮压小一些为好，但是设计师在设计时总是倾向保守，并常常按照桥机的小车吊运最大额定载荷且处于极限位置，即最靠近主梁端部的位置时来计算桥机的运行最大轮压，这时候的轮压就可能非常大，实际上大多数的桥机在吊运最大额定载荷时小车一般不会运行到极限位置。诚然，轮压一旦给出，即使工厂厂房的造价再高，业主也只能满足要求。以往设计师们在桥机的轮压是如何确定以及是否合理的问题上，几乎没有进行商量和讨论，都认为是理所当然。而事实上这个问题有商榷的余地，只要对桥机的轮压进行合理的控制，就可以大幅度减少厂房的造价，并且仍然能保证桥机的正常运行。
最明显的例子是火力发电厂用于吊运发电机定子的桥机，由于发电机定子的安装位置常位于工厂厂房的中轴线附近，所以小车根本不需要也不可能被调运到远离中轴线的极限位置。如果按照小车处于极限位置时计算出的桥机运行最大轮压实际上远远高于真实的轮压，按照这个轮压设计建造的厂房会因为富裕强度过多而造成无谓的浪费。
以钢结构工厂厂房为例，大部分的投资在钢柱、吊车梁、屋面梁、基础等主体构件用钢量上。起重机的轮压越大，厂房用钢量就越大，造价越高；相反用钢量就越少，造价越低。根据以往的经验，桥机运行最大轮压每增加10％，厂房的吊车梁、柱子和基础的造价将增加5％～7％。如果考虑到实际的轮压比设计轮压少100kn，则厂房的造价甚至可以节约上百万元。
如某机床厂的重型车间原有100t×30m桥机由于起重量的不足要更换成125t×30m ，而厂房吊车梁可承受的最大轮压是480 kn，而更换桥机后依据传统计算方法计算出的最大轮压是580 kn，超出了原有吊车梁和厂房柱子的最大承受能力。由于未采用减小桥机运行最大轮压的方法，这个车间的吊车梁和柱子只好拆下来加固，然后再重新安装，损失达300余万元。该例与上述火力发电厂的实例类似，用户虽然要求桥机能吊运125t载荷，但只需在跨中某范围内吊运重物。如果设计时将极少部分需要检修的大型设备布置在厂房跨中附近，靠近跨端极限时吊运轻小物件。这样就不必按吊运125t到极限位置来计算轮压。
以上实例说明桥机运行的实际最大轮压并没有习惯计算出的那么大，也就是说按照现有的桥机设计习惯设计，将会大大高估了桥机运行的最大轮压，从而增加厂房的造价，造成不必要的浪费。
2.2桥机自身高度h3及吊钩上升极限距离h5
桥机自身高度h3及吊钩上升的极限距离h5的大小是比较直观的影响厂房造价的要素。工厂厂房高度h1一般依照下面的公式确定：
h1 = h2 + h3 + h4
h2 = h5 + h6
式中：
h1——屋架下弦标高
h2——桥机轨顶标高
h3——桥机自身高度（含小车）
h4——桥机与工厂厂房的上方间隙
h5——桥机吊钩上升的极限距离
h6——生产的产品或设备的最大高度（含吊运绳的高度）
国家标准gb/t-14405《通用桥式起重机》中4.2.7明确规定，桥机与工厂厂房间的间隙尺寸一般应符合上方间隙不小于100mm，也就是说图示中的h4基本是固定的值。由于业主的工厂生产的最大件产品或设备所决定的吊钩起升高度基本是按照实际尺寸计算出来的，所以说图示中的h6基本也是固定的。而h3与h5一般由桥机自身的设计及制作工艺所决定，这两个要素也是左右工厂厂房高度的决定要素。
3 结论
近年来，国外轻型、新颖的桥机逐渐进入中国市场，同时国内的桥机企业也在不断研发更加合理、更加经济的桥机，这些桥机产品具有设计优良、吊钩起升高度高、运行最大轮压低等优点，可以非常直接的降低工厂厂房钢梁的用钢量，从而节省工厂厂房造价。这其中尤以科尼起重机设备有限公司、德马格起重机械有限公司、山东丰汇设备技术有限公司等更为突出，他们研发生产的桥机产品自身高度及起吊高度极限均比国内传统企业产品性能提高20%～30%。如山东丰汇设备技术有限公司自主研发生产的qd300t-28.5m/a5双梁桥式起重机自身高度仅为3.9m，桥机运行极限最大轮压约为470kn，而国内同行业的桥机企业所生产的同产品自身高度基本都在5m以上，轮压也大都在560kn以上。
虽然我们国家地大物博，资源众多，但是还是强烈建议建设工厂厂房的业主，把工厂设计院和桥式起重机的设计师们联络到一起，真正把自己实际的需求和实际的使用情况反映给各位设计师们，相信他们会设计出真正属于您的产品，让您直接在起跑线上领先于您的众多竞争者们。
参考文献：
[1] gb/t3811-2008．起重机设计规范[s]．北京：中国标准出版社，2008
[2] gb/t 14405-2011．通用桥式起重机[z]．北京：中国标准出版社，2011
[3] 起重机设计手册[z]．北京：中国铁道出版社，1998
作者简介：
季坤鹏，男，1980年11月出生。2004年7月毕业于中国矿业大学工业设计专业，现供职于山东丰汇设备技术有限公司。
韩吉超，男，1980年09月出生。 2003年7月毕业于山东大学机械工程学院机械设计系， 现供职于山东丰汇设备技术有限公司。
汪传龙，男，1985年01月出生。 2011年3月毕业于沈阳建筑大学交通与机械工程学院， 现供职于山东丰汇设备技术有限公司。
注：文章内所有公式及图表请以pdf形式查看。