高速鐵路架橋機(jī)出現(xiàn)的問題及解決措施

劉 哲

（中鐵十九局集團(tuán)第六工程有限公司，江蘇無錫 214000）

0 引言

架橋機(jī)就是將預(yù)制好的箱梁放置到橋墩上去的設(shè)備，是起重機(jī)的一種重要形態(tài)。隨著高速鐵路建設(shè)項(xiàng)目的增多，架橋機(jī)的應(yīng)用愈發(fā)廣泛。TLJ900t 型架橋機(jī)是常見的一種架橋機(jī)，其具有較高的安全性、可靠性，在施工過程中，通過合理的配置，其能較為簡單的完成32 m、24 m、20 m 雙線預(yù)應(yīng)力混凝土整孔箱梁的架設(shè)施工。在TLJ900t 型架橋機(jī)使用過程中，電氣系統(tǒng)故障是其較為常見的故障類型，其會(huì)對(duì)架橋機(jī)的工作性能產(chǎn)生較大影響，分析TLJ900t 型架橋機(jī)故障類型及處理方法。

1 TLJ900t 型架橋機(jī)電氣系統(tǒng)結(jié)構(gòu)組成

作為高速鐵路項(xiàng)目建設(shè)中較為常見的架橋機(jī)，TLJ900t 型架橋機(jī)電氣系統(tǒng)包含動(dòng)力電源系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、繼電器控制系統(tǒng)、液壓控制系統(tǒng)等諸多單元[1]。就動(dòng)力電源系統(tǒng)而言，其采用道依茨柴油發(fā)電機(jī)組提供動(dòng)力支撐，確保供電功率保持在400 kW，同時(shí)，采用三相四線供電模式，使得電壓等級(jí)保持在380 V/220 V 兩種形態(tài)。在控制系統(tǒng)管理中，PLC 系統(tǒng)具有可編程控制管理的功能，其能對(duì)架橋機(jī)機(jī)車走行、吊梁和整機(jī)橫移三區(qū)操作開關(guān)進(jìn)行程序互鎖管理，有效的防止設(shè)備誤操作、違規(guī)作業(yè)等問題的發(fā)生。最后，系統(tǒng)運(yùn)行中，要求繼電器電路控制電壓DC 24 V/執(zhí)行電壓AC 220 V，液壓控制系統(tǒng)電源電壓為DC 24 V。通過這些系統(tǒng)電壓、運(yùn)行的管理，TLJ900t 型架橋機(jī)電氣系統(tǒng)不僅具有路、過流、過壓保護(hù)功能，而且在欠壓保護(hù)、相序與斷相保護(hù)中效果顯著，其能有效提升設(shè)備運(yùn)作性能，滿足高速鐵路建設(shè)需要。

2 高速鐵路架橋機(jī)常見問題

高速鐵路項(xiàng)目建設(shè)中，TLJ900t 型架橋機(jī)多采用雙導(dǎo)梁簡支架設(shè)，同時(shí)進(jìn)行一跨式下導(dǎo)梁移位過孔施工。在具體施工中，該型號(hào)架橋機(jī)常見故障包含整機(jī)不能送電、PLC（可編程控制器）輸出故障、PLC 電源模塊損壞、液壓控制系統(tǒng)電氣故障等諸多類型[2]。

2.1 架橋機(jī)整機(jī)無法送電

高速鐵路建設(shè)中，架橋機(jī)整機(jī)無法送電是較為常見的故障類型，其也會(huì)導(dǎo)致架橋機(jī)無法正常運(yùn)轉(zhuǎn)。架橋機(jī)整機(jī)無法送電故障表現(xiàn)為：①當(dāng)發(fā)電機(jī)正常啟動(dòng)后，架橋機(jī)各操作盤的動(dòng)作開關(guān)仍然處于零位；②司機(jī)室已經(jīng)開啟送電按鈕，然而電氣系統(tǒng)仍未接入電源，此時(shí)主控接觸器KM0 仍處于不吸合狀態(tài)；③操作面板包含較多的指示裝置，在設(shè)備運(yùn)作中，部分指示等持續(xù)不亮，且系統(tǒng)不能持續(xù)送電，這使得主供電源接觸器KM0 不能完成自鎖控制。

2.2 PLC 輸出故障

PLC 系統(tǒng)在架橋機(jī)機(jī)車走行、吊梁和整機(jī)橫移操作中發(fā)揮著重要作用；其包含硬件部分、軟件程序兩個(gè)部分，在實(shí)際運(yùn)作中，通過對(duì)CPU 板、I/O 板（輸入/輸出）、內(nèi)存塊、電源的管理，使得PLC 系統(tǒng)的架橋機(jī)運(yùn)行具有較高的方便性、靈活性、可靠性。受作業(yè)環(huán)境惡劣、設(shè)備工作負(fù)荷大等因素的影響，PLC 系統(tǒng)輸出單元易發(fā)生電氣故障。故障表現(xiàn)為：當(dāng)設(shè)備運(yùn)作時(shí)，PLC 系統(tǒng)有信號(hào)輸入且指示燈顯示正常，系統(tǒng)無輸出信號(hào)，致使對(duì)應(yīng)接觸器無動(dòng)作，影響控制單元實(shí)際控制效果。

2.3 PLC 電源模塊損壞

TLJ900t 型架橋PLC 多采用S7-300 機(jī)型；PLC 包含電源模塊、輸入、CPU、存儲(chǔ)、擴(kuò)展接El、輸出、開關(guān)電源等諸多模塊。當(dāng)該系統(tǒng)故障時(shí)，架橋機(jī)的主機(jī)、主接觸器KM0 均會(huì)正常運(yùn)作，然在過孔區(qū)，行車走行、吊梁以及整機(jī)橫移區(qū)操作會(huì)出現(xiàn)無動(dòng)作、無響應(yīng)的問題；其次，檢測控制器電源模塊的輸入端子，當(dāng)電壓處于正常范圍時(shí)，電源模塊仍無法進(jìn)入工作狀態(tài)，整體無響應(yīng)、無運(yùn)作；此外，觀察PLC 電源模塊可知，處于該模塊的面板電源指示燈不會(huì)顯示，影響設(shè)備控制的準(zhǔn)確性。

2.4 液壓系統(tǒng)電氣故障

前吊梁泵站、后吊梁泵站、前支腿泵站、后支腿泵站是架橋機(jī)液壓系統(tǒng)構(gòu)成的4 個(gè)基本單元。在設(shè)備運(yùn)作中，液壓系統(tǒng)會(huì)在交流電機(jī)的支撐下，為整個(gè)系統(tǒng)提供動(dòng)力；并且整個(gè)動(dòng)力的提供與補(bǔ)充通過手柄按鈕進(jìn)行控制，電流形式為直流電。當(dāng)液壓系統(tǒng)發(fā)生電氣故障時(shí)，操作控制手柄，電磁閥執(zhí)行元件等單元會(huì)出現(xiàn)無動(dòng)作現(xiàn)象，此外，液壓系統(tǒng)油路無法導(dǎo)通，油缸也沒有行程，極大的影響架橋機(jī)工作性能的發(fā)揮。

3 速鐵路架橋機(jī)常見故障的解決措施

3.1 架橋機(jī)整機(jī)送電問題處理

架橋機(jī)整機(jī)送電電路和主供電源、急停電源電器原理如圖1 所示。由圖1 可知，（電流走向?yàn)椋篖（220 V）31 號(hào)前支腿左急停按鈕→前支腿右急停按鈕→后支腿左急停按鈕→后支腿右急停按鈕（常閉觸頭）→風(fēng)速儀（常閉觸頭）→17 號(hào)線，接啟動(dòng)按鈕SB0 和零位保護(hù)常閉觸點(diǎn)→1 號(hào)線KA2 繼電器常開觸點(diǎn)→11 號(hào)線接SA3 啟動(dòng)按鈕→12 號(hào)線并聯(lián)KM0 輔助常開觸點(diǎn)→主接觸器線圈KM0L32 號(hào)線，形成閉合回路。）當(dāng)操作人員按下SA3 按鈕時(shí)，主供電接觸器KM0線圈會(huì)得電吸合，并引起KM0 輔助常開觸點(diǎn)吸合，此時(shí)KM0 接觸器處于自鎖狀態(tài)，系統(tǒng)供電得以持續(xù)。而當(dāng)主供電接觸器KM0 線圈處于斷開狀態(tài)時(shí)，系統(tǒng)均不能完成送電服務(wù)，此時(shí)設(shè)備電纜內(nèi)部的導(dǎo)線處于斷路狀態(tài)，系統(tǒng)無法開始進(jìn)行運(yùn)作。分析KM0 線圈斷開原因可知，（首先需排除急停開關(guān)是否因誤碰或損壞形成斷路）控制電纜拉扯擠傷、輔助常開觸點(diǎn)卡阻、觸點(diǎn)問隙有雜物侵入等是造成觸點(diǎn)不能接觸的主要原因，因此在整機(jī)送電問題處理中，先要進(jìn)行常開觸點(diǎn)的有效更換，同時(shí)還應(yīng)就輔助觸點(diǎn)間隙的雜物進(jìn)行有效清理，以此來確保KM0 線圈觸點(diǎn)接觸良好，提升架橋機(jī)整機(jī)送電能力。

圖1 主供電源和急停電源電器原理

3.2 PLC 輸出故障處理

TLJ900t 型架橋機(jī)多在露天環(huán)境中作業(yè)，其運(yùn)作環(huán)境惡劣，一方面，復(fù)雜多變的自然環(huán)境對(duì)于設(shè)備硬件具有極大損傷，另一方面，設(shè)備在作業(yè)過程中會(huì)有較大的振動(dòng)，這些因素都對(duì)架橋機(jī)工作的穩(wěn)定性造成一定影響。設(shè)備正常運(yùn)作中，一旦輸入側(cè)檢測到電流信號(hào)，則輸出點(diǎn)位的繼電器會(huì)開始通電，并且繼電器的常開觸點(diǎn)會(huì)保持閉合，此時(shí)輸出點(diǎn)會(huì)與系統(tǒng)零線連接，確保設(shè)備穩(wěn)定運(yùn)行。而當(dāng)熱繼電器驅(qū)動(dòng)電路故障或者繼電器線圈燒毀時(shí)，PLC 輸出電源就會(huì)出現(xiàn)故障問題。對(duì)此，輸出故障處理中，應(yīng)注重以下策略應(yīng)采用同型號(hào)編程控制器替換原有單元，同時(shí)為新單元輸入有效程序，需確保新舊兩個(gè)控制器具有相互匹配的通信協(xié)議和通信地址，同時(shí)在主機(jī)設(shè)置中，還應(yīng)為其配給必要的配電箱，且從機(jī)裝置應(yīng)設(shè)置在機(jī)臂尾部托架主配電柜內(nèi)。

3.3 PLC 電源模塊故障處理

在架橋機(jī)PLC 電源模塊故障處理中，首先應(yīng)使用萬用表來判斷電源輸入端子供電電壓是否屬于正常范圍；此外，可在取下輸入、輸出端子排、打開PLC 系統(tǒng)后，將下層線路板取出，然后對(duì)開關(guān)電源部分電路機(jī)型檢測，觀察各單元是否存在降壓電阻鼓包、電阻表層漆面脫落、電容炸裂溢漿等問題，同時(shí)還應(yīng)就IO模塊燒毀或鼓起、MOS 管炸裂、變壓器線圈短路燒毀等問題進(jìn)行有效探測，實(shí)現(xiàn)PLC 電源模塊故障原因的準(zhǔn)確把控。

當(dāng)PLC 電源模塊故障非外圍供電線路故障引起時(shí)，采用以下方式對(duì)其進(jìn)行故障處理：其一，購買同款可編程控制器，并更換原有控制器。其二，應(yīng)對(duì)搭載電源模塊的下層線路板進(jìn)行處理。通常，多采用同類型的下層線路板進(jìn)行替換。

3.4 液壓系統(tǒng)故障處理

高速鐵路架橋機(jī)液壓系統(tǒng)故障主要是因無電磁力產(chǎn)生而引起的[3]。當(dāng)線圈內(nèi)部有斷匝時(shí)，整個(gè)線圈無法建立閉合的電磁場，系統(tǒng)無電磁力產(chǎn)生。通常，引起系統(tǒng)無電磁力產(chǎn)生的原因包括4個(gè)方面：①開關(guān)電源裝置損壞；②電磁閥供電開關(guān)損壞；③手柄按鈕控制器內(nèi)部觸點(diǎn)燒毀或脫落；④手柄按鈕控制器和電磁閥相連接的多芯電纜存在斷路。針對(duì)這些問題，在故障處理中應(yīng)采取以下措施：首先，針對(duì)電源損壞問題，可采用同型號(hào)開關(guān)電源進(jìn)行更換，確保系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行；其次，就操作臺(tái)電磁閥供電旋鈕開關(guān)的運(yùn)作狀態(tài)進(jìn)行檢查，避免出現(xiàn)接線有松動(dòng)問題，該環(huán)節(jié)中，若存在通斷不正常，可更換同型號(hào)旋鈕開關(guān)；同時(shí)，應(yīng)采用銼刀挫去氧化層，對(duì)手柄按鈕控制器燒毀的觸點(diǎn)進(jìn)行修復(fù)，或更換全新控制器；最后，應(yīng)對(duì)導(dǎo)線狀態(tài)進(jìn)行檢查，發(fā)現(xiàn)斷路位置，進(jìn)行更換檢修；此外，在液壓系統(tǒng)直流電源使用中，應(yīng)做好防雨防潮工作，避免使用過程中電子元件損壞，影響設(shè)備正常運(yùn)轉(zhuǎn)。

4 結(jié)束語

電氣系統(tǒng)故障對(duì)于高速鐵路架橋機(jī)的運(yùn)作具有較大影響。工程建設(shè)中，電氣管理人員只有充分了解架橋機(jī)電氣系統(tǒng)的機(jī)構(gòu)組成，并在熟悉架橋機(jī)常見故障及作用機(jī)理的同時(shí)，針對(duì)性的進(jìn)行故障處理，唯有如此，才能確保架橋機(jī)電氣系統(tǒng)管理的規(guī)范性，繼而在保證架橋機(jī)運(yùn)行安全與穩(wěn)定的同時(shí)，促進(jìn)高速鐵路建設(shè)項(xiàng)目的有序開展。