摘　要：近年來，隨著機(jī)械自動化的不斷完善，企業(yè)生產(chǎn)與管理的不斷提高，越來越多的企業(yè)認(rèn)識到物流系統(tǒng)的改善與合理性對企業(yè)提高生產(chǎn)效率、降低成本是非常重要。因此，作為物流系統(tǒng)樞紐的自動化立體倉庫將快速發(fā)展，從而使自動化立體倉庫中起重堆垛設(shè)備的安裝要求不斷提高。為了滿足堆垛機(jī)的安裝要求，本文主要對某鋁業(yè)高架倉內(nèi)堆垛機(jī)軌道的安裝施工進(jìn)行總結(jié)，詳細(xì)地說明軌道的安裝施工工藝，以及多點測量跟蹤法和鋁熱焊接法如何保證軌道的安裝精度和焊接質(zhì)量。本工程采用此項技術(shù)完全滿足國內(nèi)外軌道安裝的精度和質(zhì)量，并為類似工程的施工提供可行性參考。

關(guān)鍵詞：高速無縫軌道；安裝施工；堆垛機(jī)；鋁熱焊；精度高；上下雙軌；錨栓孔洞

1 工程概況

1.1 概述

某鋁業(yè)高架倉是用于存儲不同規(guī)格鋁卷，高架倉總長221.78m，寬17.6m，高41.7m，主要包括鋼結(jié)構(gòu)廠房、高速堆垛機(jī)及其它附屬設(shè)施等，是一個鋁卷物流系統(tǒng)的全自動化立體式倉庫。高架倉內(nèi)部設(shè)置850個鋁卷支座，每個支座最大承載力為10T，是全國結(jié)構(gòu)最大、性能最先近的高架倉。堆垛機(jī)是高架倉中最重要的起重堆垛設(shè)備，可以進(jìn)行三維（x軸、y軸、z軸）空間運動，水平運行速度最高達(dá)300m/min，起升速度高達(dá)120m/min，貨叉伸縮速度達(dá)50m/min。

高架倉內(nèi)設(shè)有兩條堆垛機(jī)地面支承軌道（下軌道）和兩條高空導(dǎo)向軌道（上軌道），分別安裝在高架倉的兩個堆垛機(jī)巷道內(nèi)。軌道一種類型在鋼結(jié)構(gòu)廠房屋頂部位，安裝標(biāo)高為+41.2m，單軌長度為213.5m，主要起導(dǎo)向作用，采用熱扎H型鋼工廠加工現(xiàn)場拼焊方式，被稱為導(dǎo)向軌道；另一種類型在高架倉堆垛機(jī)巷道地面部位，安裝標(biāo)高為-2.1m，單軌長度為207.2m，主要起支承作用，采用專用軌道（QU120）現(xiàn)場拼焊方式，被稱為高速行駛軌道。

堆垛機(jī)上下軌道同步安裝，下軌道安裝調(diào)整優(yōu)先，隨后以下軌道和地面測量基準(zhǔn)為參考基準(zhǔn)調(diào)整上軌道。上下軌道分別由多段軌道對接而成，上軌道每段長為12米，重為0.28噸，總重為10.1噸；下軌道每段長為10米，重為1.2噸，總重為50.5噸。所有軌道均采用人工搬運和小型卷揚機(jī)垂直提升方式進(jìn)行安裝，采用手工電弧焊（上軌道）和鋁熱焊（下軌道）兩種方式對軌道接頭進(jìn)行焊接。安裝和調(diào)整過程中由專業(yè)測量人員進(jìn)行跟蹤監(jiān)測圖1。

圖1  高架堆垛機(jī)軌道分布(鋁業(yè)堆垛機(jī)軌道安裝施工)

1.2 堆垛機(jī)軌道安裝要求

1)    高速行駛軌道均采用專用QU120軌道；

2)    導(dǎo)向軌道均采用熱扎H型鋼拼焊；

3)    軌道的安裝固定形式為栓焊組合；

4)    軌道接頭形式為全熔透焊接（100%UT）；

5)    軌道接頭不允許位于墊板表面；

6)    軌道不允許采用火焰切割方式；

7)    軌道的設(shè)計、施工、檢測采用德國標(biāo)準(zhǔn)；

8)    軌道安裝精度符合設(shè)計要求。

表1  軌道安要精度表

2 堆垛機(jī)軌道安裝工藝

2.1 工藝擬定

本工程堆垛機(jī)軌道屬于高速無縫軌道，其安裝要求較高。為了保證軌道安裝的質(zhì)量，根據(jù)高架倉堆垛機(jī)軌道的設(shè)計及相關(guān)要求，同時分析施工現(xiàn)場的施工條件和作業(yè)環(huán)境，特擬定出符合本工程軌道各階段施工的專項工藝。

2.2 工藝流程見圖2

圖2  工藝流程(鋁業(yè)堆垛機(jī)軌道安裝施工)

3 堆垛機(jī)軌道安裝技術(shù)

3.1 導(dǎo)向軌道施工

3.1.1 軌道吊裝

導(dǎo)向軌道位于高架倉堆垛機(jī)巷道頂部，軌道吊裝時無法采用吊機(jī)作業(yè)。經(jīng)過綜合考濾，采取安裝高空操作平臺和安全生命線，利用卷揚機(jī)和滑輪組合工裝（通用方法）從高架倉一端向另一端進(jìn)行逐根吊裝。

3.1.2 軌道調(diào)整及跟蹤測量

每條軌道吊裝一半后，軌道的調(diào)整及測量從吊裝起點開始遂段多點跟蹤，實現(xiàn)吊裝與調(diào)整同步施工。利用全站儀、經(jīng)緯儀、激光垂直儀、油桶吊墜等工機(jī)具進(jìn)行跟蹤測量，調(diào)整與測量同步進(jìn)行圖3。

圖3  導(dǎo)向軌道測量示意圖(鋁業(yè)堆垛機(jī)軌道安裝施工)

3.2 高速行駛軌道施工

3.2.1 錨栓預(yù)留孔洞復(fù)測

高架倉基礎(chǔ)由土建單位施工，包括所有鋼結(jié)構(gòu)和設(shè)備工程的預(yù)留孔洞和測量基準(zhǔn)。軌道安裝前必須對預(yù)留孔洞的定位、深度和測量基準(zhǔn)進(jìn)行復(fù)測，如有誤差需上報監(jiān)理和業(yè)主進(jìn)行修正。將預(yù)留孔洞的最終復(fù)測數(shù)據(jù)上報監(jiān)理，批準(zhǔn)后對每個孔洞進(jìn)行徹底清理，取出灌漿模板（波紋管），清洗內(nèi)部雜質(zhì)等。

3.2.2 軌道排版放樣

同設(shè)計、業(yè)主、監(jiān)理單位協(xié)商，堆垛機(jī)高速行駛軌道采用長度為12m的QU120專用軌道。由于軌道出廠后會造成變形等缺陷，為了滿足此軌道的安裝要求，根據(jù)每條軌道的總長度、單根軌道的有限長度及錨栓墊板位置等內(nèi)容進(jìn)行電腦放樣，確定出每根軌道的有限長度和每根軌道的安裝位置及編號等詳細(xì)內(nèi)容。

圖4  QU120軌道進(jìn)場檢測(鋁業(yè)堆垛機(jī)軌道安裝施工)

3.2.3 軌道安裝

軌道安裝作業(yè)區(qū)域位于高架倉基坑內(nèi)（標(biāo)高-2.1米），起重設(shè)備無法進(jìn)入施工區(qū)域，因此每根軌道需經(jīng)人工二次轉(zhuǎn)運至安位置。采用小型工裝（液壓推車等）進(jìn)行運輸和調(diào)整。

安裝步驟：

第一步：安裝軌道臨時支承架

利用型鋼焊接簡易支承架，在軌道軸線上兩錨栓位置中間，使用膨脹螺栓固定軌道臨時支承架，并調(diào)整支承的標(biāo)高。每段軌道（焊接前）下表面至少設(shè)置5個臨時支承架，杜絕軌道下?lián)?，保證軌道的直線度。

第二步：組裝錨栓墊板組件

接照安裝順序，將錨栓墊板組件依次組裝，調(diào)整好支承螺母的位置。組裝好的錨栓墊板組件置于每個預(yù)留孔洞內(nèi)。

圖5  錨栓墊板組件組裝

第三步：軌道二次轉(zhuǎn)運

軌道經(jīng)人工二次轉(zhuǎn)運至安裝位置。利用多臺小型液壓推車遂根運送軌道，直接放于軌道支承架表面。

圖6  軌道轉(zhuǎn)運及擺放(鋁業(yè)堆垛機(jī)軌道安裝施工)

第四步：安裝錨栓墊板組件

軌道放于軸線臨時支承架后，將所有錨栓組件與軌道連接，使錨栓初擰后基本位于預(yù)留孔洞中心。

圖7  錨柱墊板與軌道連接

第五步：軌道初調(diào)

利用液壓推車和移動門式鋼架作為工裝，遂點調(diào)整軌道直線度，使每點的偏差均在5mm范圍內(nèi)。

圖8  軌道初調(diào)(鋁業(yè)堆垛機(jī)軌道安裝施工)

第六步：軌道測量點標(biāo)記

每條軌道的上表面需標(biāo)記出多個測量點（軌道兩頭各一個，每隔500mm一個點），所有測量點均位于軌道上表面中軸線上，標(biāo)記點用油漆筆進(jìn)行標(biāo)記。此標(biāo)記點控制軌道上表面的空中位置。

圖9  軌道測量點標(biāo)記

第七步：錨栓孔洞灌漿

檢查每個錨栓和墊板的標(biāo)高調(diào)整合格。開始清理錨栓孔洞內(nèi)雜質(zhì)，用清水濕潤孔臂，通過斜漏斗灌注無收縮混凝土，分多次灌注混凝土，使孔洞灌滿為止，需按時對已灌注的混凝土灑水保養(yǎng)。

第八步：軌道接頭焊接

為了滿足設(shè)計要求，根據(jù)施工現(xiàn)場條件和環(huán)境，QU120軌道接頭均采用鋁熱焊接方法。嚴(yán)格按照工藝要求操作。

1）軌道接頭焊接工藝.

圖10  工藝流程圖

2）軌道接頭焊接施工.

a.焊接前準(zhǔn)備

根據(jù)QU120軌道的相關(guān)尺寸選擇專用砂模和工機(jī)具，按照焊接要求選擇相應(yīng)的焊劑。

b.軌道調(diào)整測量

使用全站儀、經(jīng)緯儀等測量儀器時刻跟蹤軌道調(diào)整點。軌道接頭焊縫應(yīng)嚴(yán)格控制在23mm-27mm之間。

c.軌道接頭準(zhǔn)備

焊接接頭調(diào)整好后，用鋼絲刷或打磨機(jī)清理接頭的端面，去除氧化物；檢查端部尺寸及軌道端頭有無裂縫。

圖11  軌道接頭焊前處理

d.砂模安裝.

砂模安裝前應(yīng)將兩側(cè)的砂模在鋼軌上輕輕摩擦，以使其與軌道結(jié)合緊密。所有影響砂模精確定位的斷面缺陷（如毛刺）必須去除。砂模的中心線與軌道接頭的軸線必須在同一直線上。在砂模的出料口及夾具螺紋處抹上防漏泥。

圖12  砂模安裝

e.軌道接頭加熱.

加熱是一個非常重要的過程，也是鋁熱焊接的重要工藝因素，其作用在于清除砂模中殘留濕氣含量和提高軌道及砂模的溫度。在加熱的過程中應(yīng)記錄軌道的溫度，觀察各縫隙上的防漏泥是否有裂紋或脫脫落。

圖13  焊縫和砂模加熱

f.焊劑點燃反應(yīng)及鋼水澆注.

圖14 焊劑燃燒及澆注

g.砂模拆除及余量切割

在澆注5分鐘后，移走廢渣盤、坩堝、拆除砂模，澆注6分鐘后，將多余的焊料切除。

圖15 焊接余量切割

h.軌道接頭焊后打磨

軌道接頭焊后打磨分為冷熱兩種情況，在不同時間打磨可降底工作強(qiáng)度。打磨時應(yīng)邊打磨邊測量，以免過度打磨造成底接頭。

圖16 軌道焊縫打磨

i.無損檢測

軌道焊接完成后，利用磨機(jī)將焊接處打磨光滑，采用超聲波無損檢測對焊縫進(jìn)行檢測，詳細(xì)檢測和記錄每條軌道焊縫的焊接情況，確保每條焊縫符合焊接要求。

第九步：軌道調(diào)整測量（精調(diào)）

軌道焊接完成，對其進(jìn)行二次調(diào)整（精調(diào)），使軌道的每個標(biāo)記點都符合設(shè)計要求。

圖17  軌道精調(diào)

第十步：錨栓終擰及墊板焊接

利用扭矩扳手對錨栓進(jìn)行終擰，使每個螺母的扭力都符合設(shè)計值。最后將壓板與墊板進(jìn)行三面圍焊。

第十一步：錨栓點二次灌漿

根據(jù)錨栓點混凝土承臺規(guī)格尺寸，在每個錨栓點處利用木條制作簡易木模，將無糾縮混凝土攪拌均勻后倒入木模，按時灑水保養(yǎng)已灌混凝土承臺。

圖18  錨栓點二次灌漿(鋁業(yè)堆垛機(jī)軌道安裝施工)

4 結(jié) 論

本工程完全按照上述軌道安裝技術(shù)進(jìn)行施工，提高了軌道安裝的施工效率，最終使堆垛機(jī)上下軌道的安裝精度和焊接質(zhì)量完全符合設(shè)計要求，一次性通過德國監(jiān)理的驗收。經(jīng)過工程實踐證明，本技術(shù)在類似工程中是一項值得推廣的可行性施工技術(shù)。

圖19 堆垛機(jī)下軌道安裝完成

參考文獻(xiàn)

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