ＳＰＪ９００／３２型箱梁架橋機(jī)設(shè)計(jì)探討

岳王軍

摘 要：介紹SPJ900/32型箱梁架橋機(jī)的主要特點(diǎn)和主要構(gòu)造，并對各部件的結(jié)構(gòu)性能做了詳細(xì)的講解。

關(guān)鍵詞：SPJ900/32型；八七梁；變跨；PLC控制；架橋機(jī)

1 主要特點(diǎn)

(1)導(dǎo)梁采用八七式鐵路戰(zhàn)備鋼梁制式器材及特制結(jié)構(gòu)件拼組的雙導(dǎo)梁，結(jié)構(gòu)受力明確，導(dǎo)梁桿件及連接板具有通用性和互換性，安裝拆卸方便快捷。導(dǎo)梁與中車結(jié)構(gòu)采用接觸式，無連接，便于中車結(jié)構(gòu)變跨移位。

(2)架橋機(jī)重載吊梁時所有支撐點(diǎn)屬剛性支撐，前支腿支撐橋墩處，調(diào)整前支腿頂升油缸，4個鋼銷插入，受力經(jīng)過支腿直接傳遞到橋墩。

(3)起重小車設(shè)計(jì)具有起升、縱向、橫向三維動作功能。一組天車梁左右各1臺起重小車，每臺起重小車由兩臺12t慢速電動卷揚(yáng)機(jī)及其底座、起重橫梁、定滑輪組等組成。起重小車固定安裝在架梁機(jī)天車梁上，起重小車定滑輪組與吊具動滑輪組通過吊具梁分為四吊點(diǎn)，前起重小車卷揚(yáng)機(jī)起重鋼絲繩通過平衡輪串聯(lián)。

起升、縱向、橫向三維動作，能保證箱梁的準(zhǔn)確對位安裝，起升動作采用電機(jī)→減速器→卷筒→滑輪組方式，縱向、橫向微調(diào)采用油缸頂推滑移方式。起重卷揚(yáng)機(jī)采用變頻器無級調(diào)速，卷揚(yáng)機(jī)的高速軸和卷筒上均設(shè)有制動裝置，高速軸采用液壓推桿制動器作為常規(guī)運(yùn)行制動，卷筒采用液壓鉗式制動器。

(4)前支腿立柱設(shè)計(jì)采用伸縮套結(jié)構(gòu)，整機(jī)過孔時前支腿收起，整機(jī)走行操作方便，平穩(wěn)安全。架設(shè)最后一孔梁時，利用前支腿翻轉(zhuǎn)油缸，使前支腿下立柱脫離。方便實(shí)現(xiàn)最后一跨的架設(shè)。

(5)架橋機(jī)電氣控制系統(tǒng)，采用冗余設(shè)計(jì)均有足夠裕量安全持續(xù)運(yùn)行，電氣系統(tǒng)采用三相四線制供電方式，電壓等級為380V/220V。三相380V交流電源，主供主機(jī)及桁車走行變頻電機(jī)、 桁車起重電機(jī)、 桁車液壓電機(jī)、 中、前支腿液壓電機(jī)。單相220V交流電源供中、前支腿液壓站控制系統(tǒng)、作業(yè)照明及司機(jī)室低壓電器，并通過開關(guān)電源，變送電壓為24V直流電作為主要設(shè)備控制電源。

采用通訊控制方式。由工業(yè)控制計(jì)算機(jī)、PLC、現(xiàn)場下位機(jī)、接口電路及外圍裝置構(gòu)成的集中控制系統(tǒng)，對作業(yè)過程進(jìn)行自動控制及全面的安全保護(hù)。作業(yè)過程各種狀態(tài)檢測信號和輸出控制信號，包括同步調(diào)整信號及安全保護(hù)信號，均由計(jì)算機(jī)集中控制系統(tǒng)管理。主要信號通過總線(RS485)方式傳輸。設(shè)置六臺視頻監(jiān)視器分別對桁車主卷揚(yáng)機(jī)組和起重機(jī)架前后端進(jìn)行監(jiān)視。

架橋機(jī)天車梁走行設(shè)計(jì)自動糾偏裝置，因?qū)Я簩挾容^大(中到中16.1米)，在縱向走行時易造成啃軌現(xiàn)象，設(shè)有自動糾偏裝置。當(dāng)起重桁車臺車在運(yùn)行中出現(xiàn)啃軌現(xiàn)象時，可使速度快的一側(cè)臺車暫時停止運(yùn)行，糾偏之后，自動恢復(fù)正常運(yùn)行，完美解決桁車運(yùn)行啃軌問題。

(6)起重小車橫移液壓系統(tǒng)分別由兩根雙出桿油缸驅(qū)動起重小車橫移機(jī)構(gòu)，整體設(shè)備的同步由結(jié)構(gòu)的剛性保證；系統(tǒng)采用博世力士樂公司HNC設(shè)備精確控制油缸的定位精度，HNC100與PLC的電氣接口使用profibus通訊協(xié)議，其中一根油缸需安裝的外置位移傳感器，輸出信號為4-20mA，控制精度為1mm。

2 架橋機(jī)的主要結(jié)構(gòu)

架橋機(jī)結(jié)構(gòu)主要由后車結(jié)構(gòu)、中車結(jié)構(gòu)、前支腿結(jié)構(gòu)、導(dǎo)梁、天車梁、起重小車、吊具。后車臺車組，中車臺車組，天車臺車組、走行軌道、司機(jī)室等組成。

架橋機(jī)以導(dǎo)梁為主結(jié)構(gòu)，后車結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)為Ω型門架，與雙行導(dǎo)梁后部連接。中車結(jié)構(gòu)為挑梁形式，支撐在導(dǎo)梁中部變跨處(可移動)。前支腿為各箱型桿件連接部件，與導(dǎo)梁前端連接。后車結(jié)構(gòu)，中車結(jié)構(gòu)，前支腿結(jié)構(gòu)使整機(jī)形成三點(diǎn)支撐形式。兩臺天車梁在兩片導(dǎo)梁上走行，起重小車安裝在天車梁上，用鋼絲繩連接下部吊具。

2.1 后車結(jié)構(gòu)

后車結(jié)構(gòu)后車結(jié)構(gòu)是Ω型結(jié)構(gòu)形式，由5段箱梁用螺栓連接而成。下部與后車臺車連接，上部與導(dǎo)梁連接。司機(jī)室安裝在此后車結(jié)構(gòu)上。后車結(jié)構(gòu)部分也是整機(jī)過孔時的配重機(jī)構(gòu)，Ω型內(nèi)部凈寬按梁型設(shè)計(jì)，運(yùn)梁車載梁開進(jìn)穿過后車空間到中車結(jié)構(gòu)位置。

2.2 中車結(jié)構(gòu)

中車結(jié)構(gòu)是箱梁式，左右兩側(cè)各安裝了260t液壓缸，導(dǎo)梁落在中車結(jié)構(gòu)上，中車結(jié)構(gòu)下部與中車臺車組相連接。

中車結(jié)構(gòu)是支撐導(dǎo)梁的重要部位。

2.3 前支腿結(jié)構(gòu)

前支腿由橫梁、立柱、斜柱、撐桿用螺栓連接組成，上橫梁與下部結(jié)構(gòu)用4個銷軸連接成活性支腿，下立柱是伸縮套支腿。前支腿安裝了四個油缸，伸縮油缸2個，翻轉(zhuǎn)油缸2個。

2.4 天車梁結(jié)構(gòu)

架橋機(jī)天車設(shè)計(jì)為兩組，一組兩件橫梁螺栓連接，梁端頭下部連接天車臺車組，側(cè)面安裝3t電動葫蘆，上部安裝滑移軌道，配起重小車橫移。天車端頭可放置電控柜，液壓站。

2.5導(dǎo)梁結(jié)構(gòu)

導(dǎo)梁是整個架橋機(jī)的主結(jié)構(gòu)八七式鐵路戰(zhàn)備鋼梁制式器材及特制結(jié)構(gòu)采用特制的LS1，LS2，LS3螺栓連接。整個導(dǎo)梁成兩片桁架式，導(dǎo)梁上共有4組軌道，兩片桁架的軌道中心距18100mm，一片桁架軌道中心距是1600mm。導(dǎo)梁拼裝拆卸方便快捷，結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，設(shè)計(jì)受力分析明確，外形美觀。

2.6 臺車組

架橋機(jī)臺車組由三大部分臺車組組成，分別為后車臺車組，中車臺車組，天車臺車組。機(jī)臺車由獨(dú)立的前、后兩組臺車組成。采用變頻電動機(jī)→減速器→行走輪傳動方式驅(qū)動。

3 結(jié)語

SPJ900/32型箱梁架橋機(jī)是架橋機(jī)類的創(chuàng)新設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)性能全面，控制精度高，操作方便，安全可靠，滿足高速鐵路箱梁架設(shè)施工要求，技術(shù)性能達(dá)到國際先進(jìn)水平。電氣系統(tǒng)自動化成度高，實(shí)踐證明架梁作業(yè)速度快，12小時最快可完成架梁5片。架橋機(jī)技術(shù)具有獨(dú)立的知識產(chǎn)權(quán)。關(guān)鍵機(jī)電元件選用國內(nèi)外名優(yōu)產(chǎn)品，液壓部分采用博世力士樂產(chǎn)品，架橋機(jī)整機(jī)自重輕，維護(hù)保養(yǎng)方便，造價(jià)低廉。與同類產(chǎn)品相比，運(yùn)行速度高，操作安全方便，自動化成度高是大型設(shè)備的主要發(fā)展趨勢。