獅子洋大橋JLJ1650型主纜緊纜機研發報告

王躍學

摘 要：隨著建筑水平的提高，特大跨徑的橋梁的施工技術水平也得到了有效提高，在進行特大跨徑的橋梁建設時，特大跨徑懸索橋主纜緊纜機設計是特大跨徑橋的梁建設中的重要環節，其設計水平的高低和設計質量的有些直接決定了橋梁的質量和性能以及使用壽命。為了進一步提高特大跨徑懸索橋主纜緊纜機設計的水平和促進我國橋梁事業的發展，加大對特大跨度懸索橋主纜緊纜機設計的分析研究力度不僅意義重大，本文從以下方面進行分析研究。

關鍵詞：獅子洋大橋;主纜緊纜機;研發

1獅子洋大橋-橋梁工況需求

“獅子洋大橋”位于虎門大橋和南沙大橋之間，一頭連廣州南沙，一頭連東莞沙田、虎門。“復合通道”模式，橋分上下兩層，設計標準是雙向8車道100公里時速。

獅子洋大橋采用緊纜機進行緊纜作業。緊纜完成后主纜空隙率要求為，索夾內取18%，索夾外取20%。

2獅子洋大橋-JLJ1650型主纜緊纜機-設計說明

2.1主纜緊纜機概述

主纜緊纜機用于懸索橋主纜緊纜施工，即在主纜架設完成后，通過緊纜作業，將主纜截面緊固為圓形，并達到設定的空隙率。

主纜緊纜機主要由擠緊裝置、行走機構、液壓系統、電控系統 （含操控裝置）與配重塊組成。

擠緊裝置是緊纜機的工作部分，由擠緊反力架、液壓千斤頂及緊固蹄等組成。

行走機構是緊纜機的移位部件。由尼龍行走輪、機架和液壓卷揚機等組成。

液壓系統是主纜緊纜機的動力部分，由液壓泵站及配件組成。液壓泵站是緊纜機機構中為緊纜執行元件千斤頂提供動力的設備。

電控系統。電控系統是以電機提供動力基礎，以傳感器測量結果作為反饋信號，使液壓泵將機械能轉化為壓力，推動液壓油。通過控制各種閥門改變液壓油的流向，從而推動液壓千斤頂做出不同行程的動作，實現緊纜作業。

2.2緊纜機鋼結構的主要材料

2.2.1擠緊裝置

擠緊裝置的反力架由Q345-B低合金高強度結構鋼板焊接組成，材料應滿足《低合金高強度結構鋼》（GB/T 1591-2008）的規范要求。千斤頂由優質合金結構鋼40Cr經機加工組裝而成，材料應符合GB/T3077-1999中40Cr的規定，毛坯應為鍛件，符合YB/T 036.7-1992的要求。每臺千斤頂的主要件應經調質處理，并應逐件按GB/T 4162-2008中B級要求進行超聲波探傷和按JB/T 8468-1996中Ⅱ級要求進行磁粉探傷，同一規格的相同部件應具有互換性。

2.2.2行走機構

行走結構的臺車機架主要由型鋼加工而成。型鋼的力學性能、規格尺寸及允許偏差應符合其產品標準的要求。行走輪由高強度尼龍制作而成。

3獅子洋大橋-JLJ1650型主纜緊纜機-主要創新點

緊纜機進行機、電、液一體化設計，能實現自動控制，手動控制也很方便，在緊纜過程中不會夾壞和夾斷鋼絲，很好地保證擠緊后主纜的空隙率和圓度。整體結構設計合理、可靠耐用，操作人員容易掌握，操作方便。緊纜機操作控制裝置和觸摸屏都具備緊纜操作功能，操作過程中可通過觸摸屏觀察緊纜機千斤頂的控制狀態和工作時動作，以及傳感器反饋的位移和壓力值。具體創新點總結如下：

3.1緊纜圓度高

千斤頂行程控制法進行緊纜，通過控制6臺千斤頂分階段伸長來進行前期調圓和最終緊纜。設置好緊纜機千斤頂的各個階段的位移值，同時設置千斤頂工作時的最高壓力。（當千斤頂的壓力等于或大于設定值時，系統自動停止，同時發出報警提示），任一千斤頂伸缸量達到設定位移值后停下，等所有千斤頂伸缸都達到設定的位移值后停下，所有千斤頂再次開始伸缸，達到設定伸長量后再次停下，然后等齊，如此重復循環工作，直到完成緊纜工作。故緊纜機6臺千斤頂同步性高，可以同時控制，也可以單獨控制，每臺千斤頂配置單獨的壓力和位移傳感器，可隨時監控每臺千斤頂的實時位移和壓力（緊纜作業時，位移為主，壓力為輔）。在緊纜施工中，能更高效和精準的完成了緊纜作業。緊纜圓度高，橫軸和縱軸尺寸能做到基本一致。

3.2設備通用性高

緊纜機采取模塊化設計，僅需改制緊固蹄和行走滾輪，就可實現對該型號緊纜機適應范圍內所有不同大小直徑的主纜進行緊纜施工。

3.3設備操作直觀簡單

緊纜機由機、電、液一體化設計，能實現自動控制及手動控制，同時，控制系統可通過機械按鈕式控制或者觸摸屏控制，可靠性更高。

3.4液壓系統采用高低速設計

液壓系統采用高低速控制方案，空載及回程速度快，通過在觸摸屏上設定系統減速壓力值，使緊纜機擠緊動作快慢可控，加載擠緊時穩定可靠，提高了緊纜效率。

3.5自帶緩坡行走動力

緊纜機在跨中緩坡位置上行走時，可采用自身配置的雙繩液壓絞車結合牽引固定裝置，牽引緊纜機行走。液壓絞車安裝在前滾輪架上，采用雙繩牽引，可保證緊纜機牽引受力均勻，不易傾覆。

3.6安裝便利

緊纜機在主纜上安裝時采用整體安裝，僅需要吊裝1～2次就可以完成整個緊纜機的安裝。

3.7智能化遠程服務

緊纜機系統控制單元配備云鏈接功能設備，可通過4G網絡實現遠程在線查看設備運行狀態，協助售后人員維修維護設備，以及實現遠程升級控制程序等工作，提供高效的技術服務。

4獅子洋大橋-JLJ1650型主纜緊纜機-生產過程中的質量控制

4.1原材料及外購件的檢驗

4.1.1原材料必須有原材料廠家提供符合要求的質量保證書。

4.1.2原材料進廠后要進行化學成分的分析與檢測，其檢測合格后方可下料。

4.2過程檢驗

產品零件生產過程中按圖紙設計要求進行常規檢驗，檢驗標準為圖紙設計尺寸、質量標準中相關制造精度規定。根據具體情況長度尺寸采用游標卡尺、卷尺等檢測工具;內孔采用內徑千分尺和內徑百分表、游標卡尺等檢測工具;外圓采用外徑千分尺和游標卡尺等檢測工具，螺紋采用環塞規進行檢測;硬度檢驗采用硬度計進行檢測。

4.3安裝調試試驗

安裝調試試驗人員熟悉圖紙及有關技術要求，備齊零配件，認真做好設備安裝，按安裝試驗要求進行試驗，做好試驗記錄。

4.4交付檢驗

產品嚴格根據檢驗標準要求的項目進行檢驗，產品經檢驗合格后方可入庫。發貨前成品庫檢驗員對全部貨物的名稱、規格、型號、批號、箱號、數量、發貨日期等全面進行核對檢查，做好記錄，并在裝箱前對外觀質量進行檢查。

5研發成果與展望

5.1研發成果

根據獅子洋大橋雙主纜方案：索夾主纜直徑?1600，研發小組進行了行走機構、擠緊裝置、液壓原理及控制硬件和控制算法的初步設計，完成了LJ1650型主纜緊纜機的總體方案設計;并梳理生產工藝流程及控制要點，明確生產過程中的質量管控及設備的使用方法。故采用雙主纜方案需要配套的LJ1650型主纜緊纜機的設計和制造，是可行的。

5.2展望

需要進一步研究緊固蹄在緊纜過程中的受力情況，分析其因受擠緊力產生的彈性變形對緊纜效果的影響，是否需要將擠緊裝置由6個點緊纜改為8個點緊纜。目前方案緊纜機重心相對較高，需要在緊纜機上方與天車用手拉葫蘆等裝置作輔助連接，以防止緊纜機在行走過快時發生搖擺甚至傾翻，需要進一步研究行走機構的連接及安裝方式，將緊纜機重心盡量放低，以確保緊纜機行走時的安全性。

參考文獻：

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