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        平潭大橋門式架槽機的研制與應(yīng)用

        2020-06-27 14:05:30張強
        機電信息 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,重點分析了該架槽機的結(jié)構(gòu)組成與施工工法。該架槽機可以在狹窄的鋼桁梁內(nèi)吊裝鋪設(shè)槽型梁,并可通過自身機構(gòu)實現(xiàn)軌道的鋪設(shè)。

        關(guān)鍵詞:鋼桁梁;槽型梁;架槽機

        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采用簡支鋼桁梁結(jié)構(gòu),如圖1所示,大橋為雙層結(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為沒有提升點也無法實現(xiàn)架設(shè)。為了實現(xiàn)鐵路槽型梁的架設(shè),需要尋求一種新的解決途徑。

        1 門式架槽機的功能特點及技術(shù)指標(biāo)

        要想順利解決上述問題,必須研制出一種吊具可自動旋轉(zhuǎn)的門式起重機,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,此架槽機必須能實現(xiàn)自動倒軌功能,只有這樣才能實現(xiàn)槽型梁的架設(shè)。

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

        2 架槽機的總體組成

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

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

        3 架槽機的關(guān)鍵技術(shù)設(shè)計

        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,形成一個穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)。整個金屬結(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)件滿足公路運輸要求,單件重量不超過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。

        起升卷揚機采用兩臺JM6.5 t卷揚機,由變頻電機驅(qū)動,電機功率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。為了保證起升機構(gòu)絕對安全可靠,制動方式采用雙制動方式。主起升設(shè)有超載限制器,當(dāng)載荷達(dá)90%的額定載荷時報警,超載限制器會發(fā)出報警聲,當(dāng)載荷達(dá)105%的額定載荷時,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)過繞、欠繞等危險現(xiàn)象。鋼絲繩采用國內(nèi)知名品牌,型號為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。動滑輪組中心吊桿設(shè)置兩臺減速電機,用于驅(qū)動吊具旋轉(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,與動滑輪組吊桿連接,能實現(xiàn)360°回轉(zhuǎn)。所有調(diào)整由無線遙控,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)采用兩點吊形式,吊帶為兩根型號為R02320 t-2.5 m的環(huán)眼吊帶;另一側(cè)采用一點吊形式,吊帶為一根型號為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,強度等級為PSB930。

        3.3? ? 大車機構(gòu)

        行走大車共4件,如圖6所示,車輪全部為從動形式,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)動裝置,每側(cè)軌道布置一件。驅(qū)動裝置采用鏈條+鏈輪驅(qū)動形式,驅(qū)動采用三合一減速電機TKAF108-VE5.5-4P型,功率為5.5 kW×2。鏈條驅(qū)動裝置有兩個作用:一是驅(qū)動整機在軌道上行走;二是將軌道向前倒運。

        3.4? ? 頂升機構(gòu)

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

        4 施工步驟

        架槽機架梁及走行過孔施工步驟如下:

        (1)架槽機安裝完成后,準(zhǔn)備架設(shè)左幅槽梁;架槽機吊具旋轉(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,吊具反向旋轉(zhuǎn)90°,并調(diào)整好槽梁的方向,小車運行至設(shè)計位置下放吊具,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)架槽機施工完最后一跨后,走行至圖示位置,啟動豎向頂升裝置,將整機頂起至大車車輪脫離軌道5~10 mm;整機將防風(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。架槽機過孔準(zhǔn)備如圖13所示。

        (7)軌道梁前移兩跨并錨固到位;解除架槽機的防風(fēng)錨固裝置,啟動豎向頂升裝置,將整機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,完成架槽機過孔,如圖15所示;整機進(jìn)入下一個施工循環(huán)。

        5 制造安裝試驗

        完成架槽機的圖紙設(shè)計、審核和審查之后,架槽機在秦皇島天業(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)量檢驗檢測標(biāo)準(zhǔn),在監(jiān)造工程師的監(jiān)督下,用了2個月時間完成了架槽機的廠內(nèi)制造、試拼裝和驗收。在工地現(xiàn)場用了1個月的時間完成了實機的安裝、調(diào)試和試運轉(zhuǎn),最后由特種設(shè)備檢測機構(gòu)進(jìn)行了型式試驗,試驗的主要內(nèi)容是對吊裝槽型梁進(jìn)行全過程監(jiān)測。試驗結(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

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

        [參考文獻(xiàn)]

        [1] 起重機設(shè)計規(guī)范:GB/T 3811—2008[S].

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

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

        收稿日期:2020-01-02

        作者簡介:張強(1981—),男,遼寧朝陽人,工程師,研究方向:機械管理。

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