多門朗全液壓橋面吊機(jī)國產(chǎn)化改造

冷志堅　崔洪譜

【摘要】多門朗全液壓橋面吊機(jī)的國產(chǎn)化改造后橋面吊機(jī)的使用成本以及鋼絞線夾片的采購周期顯著降低，橋面吊機(jī)夾片的清洗頻率降低，通過對液壓系統(tǒng)的改造提高提升系統(tǒng)的安全性。巧妙的運(yùn)用行走輪代替后行走軌道和油缸，使行走機(jī)構(gòu)的靈活性和自動化程度大為提高，減少行走過程的人工干預(yù)提高了行走效率。多門朗橋面吊機(jī)國產(chǎn)化改造降低了吊機(jī)的使用成本，提高了作業(yè)的安全性和作業(yè)效率，對我國橋梁施工裝備的發(fā)展有一定的推動作用?！娟P(guān)鍵詞】橋面吊機(jī)；行走機(jī)構(gòu)；液壓提升系統(tǒng)；行走輪1、引言目前國內(nèi)外普遍應(yīng)用的橋面吊機(jī)按提升系統(tǒng)不同分為卷揚(yáng)系統(tǒng)提升橋面吊機(jī)和液壓系統(tǒng)提升橋面吊機(jī)，其中卷揚(yáng)系統(tǒng)提升橋面吊機(jī)又有變幅式和固定式兩種形式，橋面吊機(jī)行走方式主要采用油缸軌道步履式移動。卷揚(yáng)提升橋面吊機(jī)提升速度可達(dá)100 m/h但隨著吊裝重量的增加，鋼絲繩倍率增加，提升速度下降，系統(tǒng)的安全性關(guān)鍵在減速器低速軸和卷揚(yáng)機(jī)剎車的性能，鋼絲繩損壞將導(dǎo)致整個系統(tǒng)崩潰，此外吊機(jī)的自重重，定位精度低。液壓提升橋面吊機(jī)提升速度為30 m/h，提升速度基本恒定，系統(tǒng)的安全性關(guān)鍵在于鋼絞線的錨固性，單根鋼絞線的磨損對吊裝安全影響不大，鋼絞線更換方便，系統(tǒng)定位精度高，3個方向均可達(dá)1mm范圍以內(nèi)，且該吊機(jī)結(jié)構(gòu)自重輕。英國多門朗全液壓橋面吊機(jī)在引入國內(nèi)初期在國內(nèi)同類橋梁施工裝備中處于領(lǐng)先水平，與卷揚(yáng)提升橋面吊機(jī)相比具有結(jié)構(gòu)自重輕、調(diào)位精度高，安全性能好的優(yōu)點。但在使用過程中每次吊裝前都要清洗更換主千斤頂夾片，吊15片梁后必須更換鋼絞線，夾片和鋼絞線均需國外進(jìn)口，采購周期長使用成本高，此外該橋面吊機(jī)有三條行走軌道分左、中、右布置，采用后軌道驅(qū)動，橋面吊機(jī)行走時前支點下左右兩側(cè)軌道必須人工挪動就位，行走效率低，人工勞動量大，因此有必要進(jìn)行國產(chǎn)化改造。2、橋面吊機(jī)改造利用原吊機(jī)存在施工成本偏高，施工不便等問題將原橋面吊機(jī)進(jìn)行國產(chǎn)化升級改造。改造分為兩個主要部分一是對液壓提升系統(tǒng)進(jìn)行改造使能適應(yīng)國產(chǎn)鋼絞線和夾片的應(yīng)用，二是對行走機(jī)構(gòu)進(jìn)行改造，主要思路是用行走鋼輪來替代后走行軌道和油缸。橋面吊機(jī)（改造后）整體結(jié)構(gòu)示意圖如圖1中所示。2.1提升機(jī)構(gòu)改造原液壓提升機(jī)構(gòu)主要為適應(yīng)進(jìn)口鋼絞線和夾片設(shè)計的，國產(chǎn)夾片和鋼絞線不能用于該液壓提升系統(tǒng)，對原液壓提升系統(tǒng)結(jié)構(gòu)進(jìn)行適應(yīng)性改造使其能滿足國產(chǎn)夾片與鋼絞線的使用要求，改造后的液壓提升系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖2中所示。液壓提升機(jī)構(gòu)主要由主油缸、上錨、下錨組成，主油缸在上下錨中間，主油缸活塞頭通過過渡板用螺栓與上錨相連，主油缸外缸套與下錨通過支撐環(huán)螺栓連接。上下錨主要零部件為錨具，夾片與彈簧相配合裝在錨具的楔形孔內(nèi)。通過對液壓提升機(jī)構(gòu)上下錨結(jié)構(gòu)進(jìn)行改造國產(chǎn)夾具與鋼絞線能很好的用于該液壓提升系統(tǒng)。為增加提升機(jī)構(gòu)的吊裝安全性對提升機(jī)構(gòu)的液壓系統(tǒng)進(jìn)行改造，與原液壓系統(tǒng)相比在上下錨具油缸的油路進(jìn)出處增加一個三位四通電磁換向閥，增加該電磁換向閥后，上下錨夾緊方式為主動夾緊，且上下錨具由原來的緊錨、松錨兩種狀態(tài)變?yōu)榫o錨、松錨和浮動三種狀態(tài)。浮動狀態(tài)是處于緊錨和松錨之間的一種狀態(tài)，一旦出現(xiàn)鋼絞線往下溜的情況錨具油缸由浮動狀態(tài)能轉(zhuǎn)變?yōu)榫o錨狀態(tài)，顯著提高吊裝安全性，改造前后提升機(jī)構(gòu)液壓原理圖見圖3、圖4所示。2.2行走機(jī)構(gòu)改造原行走機(jī)構(gòu)有左、中、右三條行走軌道，以后部中間行走軌道為驅(qū)動軌道，橋面吊機(jī)向前行走時，為增加橋面吊機(jī)的縱向穩(wěn)定性和提供足夠的推進(jìn)反力，后行走軌道必須與橋面用螺栓進(jìn)行錨固，橋面吊機(jī)前支點分別落在前部左右側(cè)軌道上，左右側(cè)軌道上無驅(qū)動油缸，縱移時需要人工挪動就位以便橋面吊機(jī)前支點在軌道上滑動。原橋面吊機(jī)向前縱移，受軌道長度限制一次只能前移3m，吊裝完成15m長的節(jié)段鋼箱梁后，準(zhǔn)備吊裝下一節(jié)段時需要向前縱移5次，5次松開和錨緊后軌道，需要5次人工挪動就位三條軌道，因此原橋面吊機(jī)行走時效率低需要投入的人工多。通過分析橋面吊機(jī)結(jié)構(gòu)受力可知，吊裝工況下橋面吊機(jī)后錨點是受拉的吊機(jī)尾部上翹與后軌道幾乎不接觸或?qū)筌壍缐毫^小，橋面吊機(jī)行走時由于整機(jī)重心在前支點附近，前軌道幾乎承擔(dān)了整機(jī)絕大部分的重量，后軌道壓力較小。根據(jù)這一結(jié)構(gòu)受力特性，對原橋面吊機(jī)行走機(jī)構(gòu)進(jìn)行改造，在原后錨橫梁上增加行走輪代替原后行走軌道和驅(qū)動油缸，在前部左右兩側(cè)的行走軌道上增加驅(qū)動油缸，以前軌道為驅(qū)動后行走輪從動支撐，行走時前軌道上驅(qū)動油缸伸縮運(yùn)動驅(qū)動整機(jī)前移，軌道在油缸的拉動下自動向前梭動，整個行走過程不需要人工干預(yù)，行走靈活自動化程度高。行走時行走輪輪壓較小，用行走輪代替行走軌道也較易于實現(xiàn)，如需增加整機(jī)行走過程的縱向穩(wěn)定性，可在后錨點兩側(cè)適當(dāng)增加配重。改造前后的后行走軌道與行走輪見圖5和圖6。3、應(yīng)用效果分析多門朗橋面吊機(jī)經(jīng)國產(chǎn)化改造后成功應(yīng)用于某長江公路大橋C、C1、C2梁段鋼箱梁的施工，鋼箱梁最大重量450t，由兩臺橋面吊機(jī)抬吊作業(yè)，將運(yùn)梁船（鋼棧橋）上的鋼箱梁段，安全地提升至橋面進(jìn)行精確對位和拼裝。經(jīng)過較長時間的施工檢驗，改造前后橋面吊機(jī)作業(yè)功效對比分析如表1中所示。如上表所示國產(chǎn)化改造后，延長了夾片的更換周期，簡化了夾片清洗與更換程序，減少了橋面吊機(jī)行走就位時間，提高吊裝的安全性。4、結(jié)論綜上所述，在橋面吊機(jī)國產(chǎn)化改造過程中主要創(chuàng)新點如下：1）液壓提升機(jī)構(gòu)設(shè)計。重新設(shè)計液壓提升千斤頂?shù)纳舷洛^結(jié)構(gòu)，滿足國產(chǎn)鋼絞線和夾片的使用，升級優(yōu)化上下錨的液壓系統(tǒng)，采用主動夾緊錨具，使得上錨具和下錨具有三種狀態(tài)：緊錨、松錨和浮動，提高了吊裝作業(yè)的安全性，改變了鋼絞線的夾緊方式，提高夾片清洗周期，不需要每次都清洗夾片；2）行走機(jī)構(gòu)設(shè)計。增加前行走軌道驅(qū)動油缸，去掉后走行軌道和驅(qū)動油缸，在原后錨橫梁上增加行走輪，吊機(jī)行走時由前行走油缸驅(qū)動下，后行走輪在整機(jī)的帶動下在橋面上移動，挪動軌道時用頂升油缸將整機(jī)頂起，依靠油缸的伸縮，把前軌道往前移，整個過程不需要額外的人工作業(yè)，行走自動化程度高，靈活方便，行走就位效率高。參考文獻(xiàn)：[1]沈斌，謝發(fā)祥. 南京長江第三大橋鋼箱梁橋面吊機(jī)及梁段吊裝工程.世界橋梁，2006，3.[2]陳鳴，吳啟和，羅承斌，肖文福. 蘇通大橋多功能橋面吊機(jī)設(shè)計與使用.中外公路，2008，5.[3]王福勝. 變幅式橋面步履吊機(jī)施工技術(shù).公路與汽運(yùn)，2014，3.[4]周建林，張旭. 夾片群錨錨固性能的參數(shù)研究.橋梁建設(shè)，2008，3.[5]費(fèi)漢兵，單繼安，馬偉杰，王志剛. 預(yù)應(yīng)力鋼絞線用夾片錨具硬度的探討.施工技術(shù)，2014，18.