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        平潭大橋門式架槽機(jī)的研制與應(yīng)用

        2020-06-27 14:05:30張強(qiáng)
        機(jī)電信息 2020年2期

        摘 要:介紹了一種在鋼桁梁內(nèi)架設(shè)槽型梁的門式架槽機(jī),重點(diǎn)分析了該架槽機(jī)的結(jié)構(gòu)組成與施工工法。該架槽機(jī)可以在狹窄的鋼桁梁內(nèi)吊裝鋪設(shè)槽型梁,并可通過(guò)自身機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)軌道的鋪設(shè)。

        關(guān)鍵詞:鋼桁梁;槽型梁;架槽機(jī)

        0 引言

        新建的福州至平潭鐵路工程平潭海峽公鐵兩用大橋,橋墩SR49-SR64、N06-Z01采用簡(jiǎn)支鋼桁梁結(jié)構(gòu),如圖1所示,大橋?yàn)殡p層結(jié)合梁橋,上層為公路,下層為鐵路。其中,鐵路橋面采用雙幅槽型梁布置,在縱向按節(jié)間長(zhǎng)度進(jìn)行分塊。

        槽型梁主要技術(shù)參數(shù)包括:槽型梁輪廓最大尺寸:長(zhǎng)9.86 m、高1.3 m、寬4.855 m;槽型梁最大重量:62.7 t;單孔槽型梁數(shù)量:2×8塊(2塊/節(jié)段,共8節(jié)段)。

        槽型梁架設(shè)前,上層公路橋面板已經(jīng)鋪設(shè),此時(shí)已不能應(yīng)用浮吊等起重設(shè)備架設(shè)。而常規(guī)喂梁方式中的后方喂梁因?yàn)闆]有提升點(diǎn)也無(wú)法實(shí)現(xiàn)架設(shè)。為了實(shí)現(xiàn)鐵路槽型梁的架設(shè),需要尋求一種新的解決途徑。

        1 門式架槽機(jī)的功能特點(diǎn)及技術(shù)指標(biāo)

        要想順利解決上述問(wèn)題,必須研制出一種吊具可自動(dòng)旋轉(zhuǎn)的門式起重機(jī),使其能夠在相鄰的桁架空間中,從下方將槽型梁提升至橋面,然后將吊具旋轉(zhuǎn)90°,完成左幅或右幅梁的架設(shè)。因空間有限,此架槽機(jī)必須能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)倒軌功能,只有這樣才能實(shí)現(xiàn)槽型梁的架設(shè)。

        以上便是鋼桁梁內(nèi)架槽機(jī)的基本功能特點(diǎn),其主要技術(shù)指標(biāo)如表1所示。

        2 架槽機(jī)的總體組成

        圖2(a)、圖2(b)、圖2(c)分別為架槽機(jī)的總體布局正視圖、側(cè)視圖、俯視圖,圖3為架槽機(jī)在鋼桁梁中的應(yīng)用實(shí)況。

        架槽機(jī)主要包括金屬結(jié)構(gòu)、天車、大車機(jī)構(gòu)、軌道、頂升機(jī)構(gòu)、鏈條驅(qū)動(dòng)裝置、電氣系統(tǒng)、液壓系統(tǒng)和梯子平臺(tái)等部件。

        3 架槽機(jī)的關(guān)鍵技術(shù)設(shè)計(jì)

        3.1? ? 金屬結(jié)構(gòu)

        金屬結(jié)構(gòu)主要由主梁、橫梁和支腿組成,形成一個(gè)穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)。整個(gè)金屬結(jié)構(gòu)都是由Q345B鋼板拼成的箱型構(gòu)件,主梁及橫梁之間、橫梁和支腿之間均采用法蘭連接。金屬結(jié)構(gòu)能滿足相關(guān)規(guī)范的受力要求,構(gòu)件滿足公路運(yùn)輸要求,單件重量不超過(guò)20 t,按需設(shè)置安裝吊耳。

        為方便整體吊裝,橫梁設(shè)有折疊接頭,折疊式主梁如圖4所示。鋼構(gòu)件易積水處設(shè)置了排水孔以防積水。

        3.2? ? 天車

        天車總成如圖5所示。

        起升卷?yè)P(yáng)機(jī)采用兩臺(tái)JM6.5 t卷?yè)P(yáng)機(jī),由變頻電機(jī)驅(qū)動(dòng),電機(jī)功率15 kW×2。變頻調(diào)速控制,能保證負(fù)載下放和起升的安全操作。為了保證起升機(jī)構(gòu)絕對(duì)安全可靠,制動(dòng)方式采用雙制動(dòng)方式。主起升設(shè)有超載限制器,當(dāng)載荷達(dá)90%的額定載荷時(shí)報(bào)警,超載限制器會(huì)發(fā)出報(bào)警聲,當(dāng)載荷達(dá)105%的額定載荷時(shí),切斷主接觸器電源。

        卷筒軸上裝有起升高度限制器,能準(zhǔn)確控制吊具起升和下降,保證卷筒不出現(xiàn)過(guò)繞、欠繞等危險(xiǎn)現(xiàn)象。鋼絲繩采用國(guó)內(nèi)知名品牌,型號(hào)為6*37S+FC-%c22-1770。滑輪設(shè)置防鋼絲繩跳槽裝置,滑輪組倍率為12。動(dòng)滑輪組中心吊桿設(shè)置兩臺(tái)減速電機(jī),用于驅(qū)動(dòng)吊具旋轉(zhuǎn),旋轉(zhuǎn)速度為0.5 r/min。

        吊具橫梁和縱梁采用Q345B材質(zhì)鋼材制作,與動(dòng)滑輪組吊桿連接,能實(shí)現(xiàn)360°回轉(zhuǎn)。所有調(diào)整由無(wú)線遙控,操作人員可以在拼接梁面范圍內(nèi)的適當(dāng)位置進(jìn)行作業(yè)。

        吊具采用軟吊帶+吊桿連接,適應(yīng)各種不同的槽梁梁型吊裝。

        吊具兩側(cè)的吊帶,一側(cè)采用兩點(diǎn)吊形式,吊帶為兩根型號(hào)為R02320 t-2.5 m的環(huán)眼吊帶;另一側(cè)采用一點(diǎn)吊形式,吊帶為一根型號(hào)為R02-20 t-5.3 m的環(huán)眼吊帶,吊帶安全系數(shù)為6。吊桿為?準(zhǔn)40 mm精軋螺紋鋼,強(qiáng)度等級(jí)為PSB930。

        3.3? ? 大車機(jī)構(gòu)

        行走大車共4件,如圖6所示,車輪全部為從動(dòng)形式,車輪直徑?準(zhǔn)400 mm。

        行走大車為雙軌形式,并設(shè)置有反掛輪和緩沖器,設(shè)置兩件鏈條驅(qū)動(dòng)裝置,每側(cè)軌道布置一件。驅(qū)動(dòng)裝置采用鏈條+鏈輪驅(qū)動(dòng)形式,驅(qū)動(dòng)采用三合一減速電機(jī)TKAF108-VE5.5-4P型,功率為5.5 kW×2。鏈條驅(qū)動(dòng)裝置有兩個(gè)作用:一是驅(qū)動(dòng)整機(jī)在軌道上行走;二是將軌道向前倒運(yùn)。

        3.4? ? 頂升機(jī)構(gòu)

        頂升機(jī)構(gòu)共有4處,如圖7所示,分布在四條支腿下方。在每個(gè)支腿內(nèi)側(cè)設(shè)置一個(gè)頂升油缸,油壓行程300 mm。頂升墊墩距離鋼橋表面間隙為100 mm。視現(xiàn)場(chǎng)情況,在墊墩下方墊上枕木或墊板,整機(jī)頂升200 mm。

        4 施工步驟

        架槽機(jī)架梁及走行過(guò)孔施工步驟如下:

        (1)架槽機(jī)安裝完成后,準(zhǔn)備架設(shè)左幅槽梁;架槽機(jī)吊具旋轉(zhuǎn)90°后,從橋底取梁,如圖8所示。

        (2)下方槽梁至距鋼梁面500 mm左右時(shí),吊具反向旋轉(zhuǎn)90°,并調(diào)整好槽梁的方向,小車運(yùn)行至設(shè)計(jì)位置下放吊具,完成左幅槽梁的架設(shè),如圖9所示。

        (3)架槽機(jī)走行至i-3#和i-2#跨中,取右幅槽梁,調(diào)整方向后,大車走行至i-4#和i-3#跨中,完成右幅槽梁的架設(shè),如圖10所示;重復(fù)上述步驟,完成i-3#至i-1#跨內(nèi)所有槽梁的架設(shè)。

        (4)架槽機(jī)走行至i-1#和i#跨中,取右幅槽梁,將右幅槽梁存放至已架梁面上,如圖11所示。

        (5)按前述步驟架設(shè)最后一跨左幅槽梁;取回存放的右幅槽梁,完成右幅槽梁架設(shè),如圖12所示。

        (6)架槽機(jī)施工完最后一跨后,走行至圖示位置,啟動(dòng)豎向頂升裝置,將整機(jī)頂起至大車車輪脫離軌道5~10 mm;整機(jī)將防風(fēng)錨固裝置安裝到位,解除軌道梁與鋼梁間的連接,保證其處于自由狀態(tài),準(zhǔn)備前移軌道梁。架槽機(jī)過(guò)孔準(zhǔn)備如圖13所示。

        (7)軌道梁前移兩跨并錨固到位;解除架槽機(jī)的防風(fēng)錨固裝置,啟動(dòng)豎向頂升裝置,將整機(jī)下落至大車車輪落在軌道梁上。軌道梁前移如圖14所示。

        (8)重復(fù)步驟六、七,完成架槽機(jī)過(guò)孔,如圖15所示;整機(jī)進(jìn)入下一個(gè)施工循環(huán)。

        5 制造安裝試驗(yàn)

        完成架槽機(jī)的圖紙?jiān)O(shè)計(jì)、審核和審查之后,架槽機(jī)在秦皇島天業(yè)通聯(lián)公司制造廠加工制造。按照專門編制的工藝流程和質(zhì)量檢驗(yàn)檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn),在監(jiān)造工程師的監(jiān)督下,用了2個(gè)月時(shí)間完成了架槽機(jī)的廠內(nèi)制造、試拼裝和驗(yàn)收。在工地現(xiàn)場(chǎng)用了1個(gè)月的時(shí)間完成了實(shí)機(jī)的安裝、調(diào)試和試運(yùn)轉(zhuǎn),最后由特種設(shè)備檢測(cè)機(jī)構(gòu)進(jìn)行了型式試驗(yàn),試驗(yàn)的主要內(nèi)容是對(duì)吊裝槽型梁進(jìn)行全過(guò)程監(jiān)測(cè)。試驗(yàn)結(jié)果合格。目前已順利完成了所有槽型梁的架設(shè)工作。

        6 結(jié)語(yǔ)

        本文介紹的架槽機(jī)遵循了可靠性、實(shí)用性、先進(jìn)性和經(jīng)濟(jì)性的設(shè)計(jì)理念,順利完成了鋼桁梁內(nèi)槽型梁的鋪架施工。隨著我國(guó)建設(shè)工程的不斷增加,這種型式的架槽機(jī)為同行施工提供了借鑒。

        [參考文獻(xiàn)]

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        [2] 鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn):GB 50017—2017[S].

        [3] 通用門式起重機(jī):GB/T 14406—2011[S].

        收稿日期:2020-01-02

        作者簡(jiǎn)介:張強(qiáng)(1981—),男,遼寧朝陽(yáng)人,工程師,研究方向:機(jī)械管理。

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