平潭大橋門式架槽機的研制與應(yīng)用

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

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，當載荷達90%的額定載荷時報警，超載限制器會發(fā)出報警聲，當載荷達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)的適當位置進行作業(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)，準備前移軌道梁。架槽機過孔準備如圖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）重復步驟六、七，完成架槽機過孔，如圖15所示;整機進入下一個施工循環(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)量檢驗檢測標準，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)進行了型式試驗，試驗的主要內(nèi)容是對吊裝槽型梁進行全過程監(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]

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

[2] 鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計標準：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。