節(jié)段預(yù)制梁提升拼裝用起重機(jī)設(shè)計(jì)

劉發(fā)林

摘 要：隨著施工技術(shù)的飛速發(fā)展，混凝土預(yù)制構(gòu)件拼裝施工因其經(jīng)濟(jì)性、時(shí)效性、環(huán)保性等優(yōu)點(diǎn)越來越受到人們的重視，節(jié)段預(yù)制拼裝梁橋也應(yīng)運(yùn)而生，而對(duì)應(yīng)施工所用起重機(jī)械為該梁拼裝成功與否的關(guān)鍵性、控制性因素，所以起重機(jī)械的設(shè)計(jì)顯得尤為重要。本論文根據(jù)相關(guān)技術(shù)要求，在對(duì)各部件需要實(shí)現(xiàn)的功能進(jìn)行分析的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)出了一種可滿足上海軌道交通17號(hào)線10標(biāo)段橋梁拼裝時(shí)起吊、對(duì)位、固定和張拉等各工況施工需要的起重機(jī)。

關(guān)鍵詞：預(yù)制構(gòu)件;橋梁;節(jié)段拼裝;起重機(jī)

一、概述

上海市軌道交通17號(hào)線10標(biāo)段含全線范圍內(nèi)的20處預(yù)制節(jié)段拼裝連續(xù)梁橋土建施工工程，本論文設(shè)計(jì)的115噸節(jié)段桅桿式起重機(jī)是專門為該項(xiàng)目預(yù)制節(jié)段拼裝連續(xù)梁橋的施工而設(shè)計(jì)的。該起重機(jī)的主要功能是從墩頂0#塊兩側(cè)懸臂拼裝預(yù)制節(jié)段梁，把節(jié)段預(yù)制梁梁段逐一從平板車上提升至橋面后與已成橋進(jìn)行對(duì)接張拉，形成“T”型構(gòu)件，施工結(jié)尾兩墩中間會(huì)形成接縫，對(duì)該接縫進(jìn)行現(xiàn)場澆注，最后對(duì)兩墩間節(jié)段進(jìn)行整跨張拉，形成橋面。

二、使用范圍

氣壓：小于海拔1500m; 溫度：-20℃ ～ 50℃;濕度：小于90%; 風(fēng)力：架梁作業(yè)時(shí)：≤6 級(jí); 風(fēng)力>6 級(jí)時(shí)必須停止作業(yè)，必須將吊機(jī)錨固牢靠。

三、主要技術(shù)參數(shù)

適應(yīng)節(jié)段長度：2.6～5m;最大起重量：115t （不含吊具等）;走行速度：0～0.6m/min（液壓驅(qū)動(dòng)）;起升速度：0～0.7m/min（電機(jī)驅(qū)動(dòng)）;吊點(diǎn)縱向平移范圍：-500～+500mm（液壓驅(qū)動(dòng)）;吊具回轉(zhuǎn)速度：1r/min;起升高度：25m;前支點(diǎn)最大壓力之和：～300t;后支點(diǎn)最大拉力之和：～130t;整機(jī)自重：～45t。

空載縱移抗傾覆穩(wěn)定系數(shù)：2.41≥1.5（整機(jī)無配重走行）;外型尺寸（長×寬×高）：7.8mx7.5mx5.4m;整機(jī)總功率：～50kW。

四、主要構(gòu)造及其功能

DQJ115桅桿式起重機(jī)主要由框架、起升系統(tǒng)、縱向調(diào)節(jié)部件、縱移部件及滑道、支撐、錨固部件等組成。

1、主框架

主框架由兩個(gè)平行的棱形架通過3個(gè)聯(lián)系框架連接而成。主要部件為斜撐桿、立桿、斜拉桿、上弦桿、下弦桿、聯(lián)系框架等。

2、起升系統(tǒng)

起升系統(tǒng)主要由卷揚(yáng)機(jī)、滑輪組、鋼絲繩、吊具等組成。卷揚(yáng)機(jī)額定單繩拉力10t，卷筒直徑800mm，卷筒長度800mm，容繩量300m，鋼絲繩為18×7多層股（不旋轉(zhuǎn)）鋼絲繩（GB1102-74），直徑26mm，破斷拉力不小于1700N/m2，2層纏繞。

3、縱向調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)

縱向調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)共2件，由油缸和滑座組成。油缸型號(hào)為HSGKφ110/φ63-1050，調(diào)整范圍為-500～+560mm。位于桁架的兩個(gè)弦桿上，可滿足梁段平移、對(duì)位動(dòng)作。

4、縱移機(jī)構(gòu)及滑道

縱移機(jī)構(gòu)共2件，每件由一個(gè)油缸和2個(gè)支座組成，油缸型號(hào)為：HSGKφ110/φ63-1050mm?？v移滑道由28B槽鋼組焊而成。

5、可調(diào)支撐

可調(diào)支撐共4件，布置于縱移滑道和主框架下弦之間，可調(diào)節(jié)300mm。

6、錨固機(jī)構(gòu)

用于與節(jié)段箱梁上的錨固孔相連接，錨固裝置采用（）精軋螺紋鋼筋及與之配套的螺母及墊板。

7、爬梯及維修平臺(tái)

主框架立柱處聯(lián)系框架設(shè)置掛梯，共2件，掛在主框架上弦的聯(lián)接系上，主框架上弦設(shè)置維修平臺(tái)，便于人員上下維修縱向調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，主框架端部設(shè)有張拉平臺(tái)，便于人員進(jìn)行張拉作業(yè)。

五、液壓系統(tǒng)簡介

液壓系統(tǒng)包括：液壓泵站、油缸、控制元件、管路等。

1、動(dòng)力源-液壓泵站

液壓泵站參數(shù)：

額定壓力：31.5MPa; 調(diào)定壓力：21MPa; 額定流量：4.4L/min;工作介質(zhì)： YB-N32～46抗磨液壓油;油箱容積： 140L;油液清潔度： GB/T14029 NAS9級(jí);油液正常工作溫度范圍： -25℃～+80℃;軸向柱塞泵主要參數(shù)：型號(hào)：10SCY; 額定壓力：31.5MPa; 公稱排量 10ml/rev （手動(dòng)可調(diào)）;電機(jī)型號(hào)：Y132S-4-B35;電機(jī)功率：5.5kW;額定轉(zhuǎn)數(shù) 1440rpm

2、執(zhí)行機(jī)構(gòu)-液壓油缸：

行走油缸參數(shù)：

雙作用型式油缸，缸徑/桿徑： φ110/φ63 mm ;行程：1050 mm; 額定壓力：25MPa; 試驗(yàn)壓力：32MPa; 最大推力/拉力：19.5t/13.1t（21MPa）; 伸出速度：～0.74m/min（可調(diào)節(jié)）; 縮回速度：～1.1m/min; 安裝距：1490 mm; 縱向調(diào)節(jié)油缸參數(shù)：雙作用型式油缸，缸徑/桿徑：φ110/φ63 mm ; 行程 ：1050 mm; 額定壓力：25MPa; 試驗(yàn)壓力：32MPa; 伸出速度：0～0.74m/min（可調(diào)節(jié)）;縮回速度：0～1.1m/min; 最大推力/拉力：19.5t/13.1t（21MPa）; 安裝距：1490 mm

3、控制元件-電磁換向閥：

型號(hào)：4WE10E（Y）31/CG24NZ4

通徑10mm，壓力至31.5MPa，流量至100L/min.

4、液壓管路

該系統(tǒng)硬管采用φ15×2冷拔無縫鋼管，其公稱壓力可達(dá)25MPa ，通過流量可達(dá)25L/min;軟管采用JB1885-77 A10x2W，其工作壓力可達(dá)32MPa。

5、液壓系統(tǒng)的功能

液壓泵站通過管路與油缸連接，油缸上個(gè)裝有電磁換向閥，通過電氣系統(tǒng)控制，可以實(shí)現(xiàn)油缸的分別點(diǎn)動(dòng)以及同時(shí)長動(dòng)。

六、電氣系統(tǒng)

電氣系統(tǒng)共包括主控電源、油泵控制系統(tǒng)、主鉤起吊和制動(dòng)、照明四大部分。

1、主控電源部分：

該部分主要由接觸器、主過流繼電器、漏電斷路器、主鉤起吊過流繼電器組成。

2、主鉤起吊和制動(dòng)部分：

主鉤起吊部分由兩臺(tái)卷揚(yáng)機(jī)、過流保護(hù)器組成。每個(gè)卷揚(yáng)機(jī)均可單獨(dú)工作，兩臺(tái)卷揚(yáng)機(jī)也可同時(shí)工作，以實(shí)現(xiàn)制動(dòng)、起吊、對(duì)位要求。

3、油泵控制部分：

每臺(tái)液壓泵站分別通過起停按鈕控制電磁閥來控制其油路關(guān)斷與開通，以達(dá)到控制4只油缸的目的，油缸含行走油缸，縱向調(diào)節(jié)油缸。

4、照明部分：

梁側(cè)分別設(shè)照明燈一只，夜間施工施工時(shí)用。另外司機(jī)室安裝照明燈一只。

七、主要工作過程

其工作過程為：

1）、平板車將梁段運(yùn)至橋面下方，起重機(jī)吊具下放。2）、吊具對(duì)位、鎖緊并預(yù)提，使梁段離開船體100mm，靜置5分鐘無誤后，同時(shí)啟動(dòng)兩臺(tái)卷揚(yáng)機(jī)提升梁段至橋面。3）、吊具轉(zhuǎn)動(dòng)，調(diào)整梁段姿態(tài)對(duì)位。4）、梁段與已成橋?qū)印?）、起重機(jī)前移一個(gè)節(jié)段就位，后支點(diǎn)錨固，進(jìn)入下一作業(yè)循環(huán)。

結(jié)論：本論文根據(jù)上海軌道交通17號(hào)線10標(biāo)段實(shí)際工況，在查閱了相關(guān)設(shè)計(jì)規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)出了一種滿足本項(xiàng)目節(jié)段拼裝梁起吊、對(duì)位及張拉要求的起重機(jī)。此起重機(jī)可適用于雙U型，變截面，預(yù)制梁桅桿式施工，工況較為復(fù)雜，對(duì)以后多種節(jié)段梁拼裝施工都有參考借鑒作用。

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