貝雷片拼裝龍門吊及架橋機的設(shè)計研究

冉龍波

[摘要]介紹采用貝雷片拼裝拼龍門吊與梁架橋機的基本構(gòu)造，總結(jié)設(shè)計思路和設(shè)計要點。

[關(guān)鍵詞]鋼橋龍門架橋機貝雷片雙導梁設(shè)計

中圖分類號：TH12文獻標識碼：A文章編號：1671—7597(2009)0620121—01

一、貝雷片拼裝龍門吊

(一)龍門吊機主要結(jié)構(gòu)

自拼龍門主要由橫梁、腿柱、走行系統(tǒng)、提升及橫移系統(tǒng)(天車)、控制室等幾部分組成，橫梁和腿柱作為龍門主體受力的結(jié)構(gòu)，采用裝配式公路鋼橋HD200貝雷片拼裝，組合形式為加強的雙排單層結(jié)構(gòu)，立柱凈高12.2m，4節(jié)貝雷拼裝，由于使用時絕大部分軸力均傳到內(nèi)側(cè)弦桿，故對內(nèi)弦桿進行加強，相應(yīng)的走行平車分配梁也作加強。立柱主要傳遞軸力和橫梁端部傳遞固端彎矩，各排桁節(jié)之間用豎向支撐架和水平支撐架連接，保證受壓穩(wěn)定和整體受力。

橫粱為加強的雙排單層由10節(jié)貝雷裝配而成，排距組合為1.2m+1.3m+1.2m，中部1.3m寬度范圍內(nèi)無支撐和其他結(jié)構(gòu)，保證天車吊具橫移不受干擾，此橫粱排距(寬度)較一般龍門大，主要考慮增加側(cè)向旁彎剛度和整體穩(wěn)定，更主要的是可根據(jù)需要改裝為更大噸位、更大跨度的龍門，形成0.6mX2+1.3m+0.6mX2組合的3排單層結(jié)構(gòu)，橫梁兩端各3節(jié)貝雷為超高剪力桁架，中部4節(jié)為標準桁架，抗彎矩達8228，6kNm，抗剪達1940kN。

天車每臺龍門配置1臺，完成構(gòu)件的提升、橫移和控制安裝就位，由一個5.5kW慢速電機驅(qū)動，輪距2m，軌距2.5m，走行平穩(wěn)，安全靈活。

走行系統(tǒng)由4臺四輪電動平車構(gòu)成，每臺平車配備一部主動電機和一部擺線針輪減速電機，使起吊和制動平穩(wěn)，減小慣性力和沖擊力影響，保證施工應(yīng)用的安全性和穩(wěn)定性。

(二)拼裝龍門吊機的設(shè)計

1參數(shù)及荷載的確定。參數(shù)的確定要結(jié)合考慮預(yù)制場布置情況、橋位、橋跨及橋面寬度因素和橋臺標高、縱坡以及存梁、疊梁高度、預(yù)留凈空等。確定龍門凈高12m(加上走行及軌道達14m)，凈跨30m，凈吊50t。

2計算模式及受力分析。龍門吊機實際為HD200貝雷片組合銷結(jié)結(jié)構(gòu)，截面參數(shù)和容許內(nèi)力均為已知，將其簡化為變截面剛體門架進行計算。

3，結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的驗算。主要檢驗龍門結(jié)構(gòu)的整體穩(wěn)定性，通過確定其最不利情況下產(chǎn)生的傾覆力矩(包括慣性力矩、風荷載傾覆力矩等)，以及其自身的穩(wěn)定力矩(先假定一個走行間距，可確定龍門穩(wěn)定性)。

(三)龍門吊機拼裝要點

一般按照如下順序拼裝：場地平整一鋪軌、組裝走行及車架一立柱橫臥拼裝、鉸座焊接－立柱安裝并拉錨固定－橫粱拼裝－吊裝橫梁、與立柱銷接－端桁架安裝－鋪設(shè)天車軌道－天車安裝調(diào)試－電控系統(tǒng)安裝－調(diào)試、試運行。

拼裝注意事項：1雙軌龍門對走行軌道鋪設(shè)質(zhì)量要求較嚴，否則走行小車及龍門主體會產(chǎn)生很大的次應(yīng)力，引起變形甚至破壞。因此要求軌道平順，連接牢固，嚴格控制軌距、跨距和軌頂標高。2注意區(qū)別上下弦桿，防止銷孔及螺栓孔錯位，無法裝配。3貝雷與加強弦桿、各支撐架均實行錯位連接，防止接頭變形影響整體剛度和使用效果。4橫粱吊裝就位時使用2臺25t吊機抬吊，以保證安全，與立柱連接時應(yīng)先連接一端，便于調(diào)整。5，總裝時注意陰陽頭相對應(yīng)，包括立柱與支座、立柱與橫梁桁架之間的接頭對應(yīng)，否則無法總裝。

二、貝雷片拼裝架橋機

(一)架橋機主要結(jié)構(gòu)。該貝雷桁架雙導梁架橋機主要由雙導粱、3個平車(前、中、后、橫梁、起吊天車、液壓系統(tǒng)和電氣控制系統(tǒng)等組成。貝霄桁架雙導粱架橋機以貝雷桁架為結(jié)構(gòu)單元，通過鋼銷與螺栓連接而成。導梁下部安裝有6臺導梁平車，其中2臺為可轉(zhuǎn)位主動平車，2臺為前部主動平車，2臺為尾部被動輪組。兩導粱上部鋪設(shè)有枕木、鋼軌，鋼軌上放置有4臺橫梁縱移平車，每2臺橫梁縱移平車之間由天車橫粱連接，天車橫梁上鋪設(shè)有鋼軌，供天車橫向行走。橫梁縱移平車是單軌主動平車，每組橫梁的兩臺縱移平車由電氣線路控制實現(xiàn)縱向行走，兩組橫粱可以單獨使用，也可以聯(lián)機使用。天車由行走機構(gòu)和提升機構(gòu)兩部分組成，提升機構(gòu)實現(xiàn)吊裝，行走機構(gòu)實現(xiàn)橫向位移。

1雙導粱。主梁是架橋機的主要承載結(jié)構(gòu)。其強度與剛度直接關(guān)系到架橋機的性能與安全，因而其設(shè)計計算十分關(guān)鍵。其設(shè)計在滿足強度的前提下，主要控制導梁的剛度，使導梁在架橋機縱移時的懸臂撓度不致過大，同時又不會因各平車之間的支承高度差異而使導粱產(chǎn)生過大的內(nèi)應(yīng)力。

2橫梁。采用了箱形截面梁，按設(shè)計要求組合成一體。4臺橫梁縱移平車均由機架及行走部分組成，機架是用鋼板與槽鋼的焊接件，行走部分包括跑輪、電動機、減速器、齒輪副，由電動機帶動減速器，通過齒輪副帶動主動跑輪運轉(zhuǎn)。

3中部平車。中部平車由機架、電動機、彈性聯(lián)軸器、齒輪副、主動輪組、被動輪組等組成。

4起吊天車。天車由機架、提升機構(gòu)及行走機構(gòu)三部分組成。機架是槽鋼和鋼板的焊接件，安裝提升機構(gòu)和行走機構(gòu)。提升機構(gòu)由一臺5t慢速卷揚機、一個定滑輪組(5門)和一個動滑輪組(6門)組成。由電動機驅(qū)動減速器帶動卷筒運轉(zhuǎn)控制滑輪組(物體)在垂直方向上的運動，其上升或下降由電動機正反轉(zhuǎn)來控制。

5液壓系統(tǒng)。液壓系統(tǒng)主要由齒輪油泵、控制閥及2個支撐油缸組成。支撐油缸位于中部平車邊上，用于將中部平車頂起以實現(xiàn)其縱向與橫向移動的切換。

6電氣系統(tǒng)。電氣控制系統(tǒng)設(shè)計的原則是突出安全性、先進性和實用性。電氣控制主要包括主控電源、平車行走、起吊部分、限位裝置及液壓控制等。

(二)拼裝架橋機的設(shè)計。架橋機的設(shè)計過程中有兩個關(guān)鍵問題需要解決。由于架橋機的起重量大，架設(shè)跨度長，如何以最佳的總體結(jié)構(gòu)形式與運作方式來實現(xiàn)大跨度架橋機的整機吊粱橫移是我們設(shè)計時首先需解決的問題。我們在設(shè)計中采用了“橋面墩頂”復(fù)合支承形式，使架橋機整機橫移時導梁處于前、后雙懸臂狀態(tài)，并相應(yīng)縮短了整機橫移時導粱的懸臂長度(即前部平車支撐在前方橋墩帽粱上，中部平車支撐在已架設(shè)的橋面上)。這不僅提高了架橋機側(cè)向動態(tài)穩(wěn)定性，還實現(xiàn)了大跨度情況下架橋機在兩點支承狀態(tài)下進行整機橫移。總體設(shè)計中的第二個問題是如何實現(xiàn)架橋機臂長的變化以適應(yīng)架設(shè)不同長度T梁的需要，為了盡量使架設(shè)設(shè)備拼裝、拆卸簡單，以適應(yīng)頻繁變換的橋型構(gòu)造的架設(shè)需要，架橋機主粱利用工地現(xiàn)有拆裝式軍用貝霄梁拼裝，它既能承受軸向力，又能承受一定的局部彎矩，并減輕了主梁自重，使懸臂端撓度及桿件內(nèi)力大大減小。