分離式纜載吊機(jī)設(shè)計(jì)與應(yīng)用研究

顏得勝

（保利長(zhǎng)大工程有限公司，廣東 廣州 510620）

1 工程概況

汕湛高速公路清遠(yuǎn)到云浮段西江特大橋項(xiàng)目主橋?yàn)?38m+202m跨徑的雙跨吊鋼箱梁懸索橋，主纜由72束預(yù)制平行鋼絲索股組成，主纜直徑吊索間距15m，鋼箱梁寬38.4m，高3m。鋼箱梁共劃分8種類(lèi)型（A-G），66個(gè)梁段，標(biāo)準(zhǔn)梁段最長(zhǎng)梁段15m（標(biāo)準(zhǔn)梁段），吊索間距15m，最大吊裝重量約276t，總重14700t，鋼箱梁具有種類(lèi)多、重量大、量不大吊裝點(diǎn)多、工況復(fù)雜的特點(diǎn)，根據(jù)鋼箱梁布置實(shí)際情況，全橋需采用3臺(tái)纜載吊機(jī)同步進(jìn)行吊裝施工，每臺(tái)纜載吊機(jī)單次起吊一節(jié)鋼箱梁，每臺(tái)纜載吊機(jī)采用一套吊具滿(mǎn)足所有吊裝范圍內(nèi)鋼箱梁的吊裝。

2 纜載吊機(jī)設(shè)計(jì)

纜載吊機(jī)根據(jù)鋼箱梁的最大重量、主纜跨徑、索夾尺寸等作為主要設(shè)計(jì)依據(jù)，本項(xiàng)目纜載吊機(jī)規(guī)格型號(hào)設(shè)計(jì)為L(zhǎng)ZD320t-31.2m，主要參數(shù)如表1所示。

表1 本項(xiàng)目纜載吊機(jī)主要參數(shù)

纜載吊機(jī)采用起重機(jī)構(gòu)、承重機(jī)構(gòu)、行走機(jī)構(gòu)分離的設(shè)計(jì)方案，起重卷?yè)P(yáng)機(jī)鋼絲繩經(jīng)轉(zhuǎn)向和導(dǎo)向滑輪和承重機(jī)構(gòu)連接。

3 主體部位設(shè)計(jì)

3.1 起重機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)

起重機(jī)構(gòu)由起重卷?yè)P(yáng)機(jī)、儲(chǔ)繩筒、鋼絲繩、轉(zhuǎn)向滑輪、導(dǎo)向輪、定滑輪組、動(dòng)滑輪組和吊具組成，起重卷?yè)P(yáng)機(jī)、儲(chǔ)繩筒布置在主塔上橫梁頂部，起重鋼絲繩從儲(chǔ)繩筒放出，通過(guò)雙滾筒摩擦卷?yè)P(yáng)機(jī)、塔頂門(mén)架上轉(zhuǎn)向滑輪組、主纜沿線(xiàn)導(dǎo)向輪、到達(dá)承重機(jī)構(gòu)定滑輪組和吊具的動(dòng)滑輪組連接。起重鋼絲繩沿主纜內(nèi)側(cè)的導(dǎo)輪組按100m間距布設(shè)以托住纜載吊機(jī)的鋼絲繩，避免鋼絲繩過(guò)度下垂，同時(shí)保證吊鉤能順利下降。纜載吊機(jī)起重機(jī)構(gòu)平面布置示意圖具體如圖1所示。

圖1 纜載吊機(jī)起重機(jī)構(gòu)平面布置示意圖

纜載吊機(jī)設(shè)置2組吊具8個(gè)臨時(shí)吊點(diǎn)，每組吊具包括動(dòng)滑輪組、扁擔(dān)梁及連接吊帶，對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)節(jié)段（同側(cè)兩端臨時(shí)吊點(diǎn)間距為6400mm），設(shè)計(jì)考慮采用扁擔(dān)梁把同側(cè)吊點(diǎn)匯成一吊點(diǎn)。吊具在設(shè)計(jì)時(shí)，除了充分考慮自身的強(qiáng)度外，在尺寸和結(jié)構(gòu)方面需核算滑輪組高度、跨中最短吊索的長(zhǎng)度和貓道最低點(diǎn)高度，防止吊具到達(dá)最頂端鋼箱梁吊裝高度不到位的情況。

3.2 承重機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)

承重機(jī)構(gòu)由2條端梁和1條主梁組成，端梁為箱形結(jié)構(gòu)，其上安裝有行走輪組、抱緊裝置、承壓一抗滑裝置、牽引動(dòng)滑輪組等。主梁由槽鋼及角鋼拼焊而成的桁架結(jié)構(gòu)，分4段加工，采用銷(xiāo)軸聯(lián)接而成，主梁頂部裝有人行走道和欄桿。端梁和主梁通過(guò)鉸座連接，主梁可以垂直于兩端梁擺動(dòng)，即纜載吊機(jī)無(wú)論在纜上的任何位置，其主梁均能保持在鉛垂位置，定滑輪組固定在主梁的下弦處以更有利于主梁的受力穩(wěn)定，主梁強(qiáng)度和剛度設(shè)計(jì)通過(guò)ansys軟件建模計(jì)算。纜載吊機(jī)承重機(jī)構(gòu)具體如圖2所示。

圖2 纜載吊機(jī)承重機(jī)構(gòu)（單位：mm）

3.3 行走牽引機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)

纜載吊機(jī)行走機(jī)構(gòu)由塔頂門(mén)架卷?yè)P(yáng)機(jī)通過(guò)動(dòng)滑輪組和定滑輪組牽引纜載吊機(jī)端梁，牽引系統(tǒng)動(dòng)力采用在塔頂布置2臺(tái)JM10t卷?yè)P(yáng)機(jī)進(jìn)行牽引，根據(jù)設(shè)計(jì)計(jì)算，纜載吊機(jī)上坡行走最大牽引力約30t，采用4匹繩進(jìn)行牽引滿(mǎn)足要求。纜載吊機(jī)牽引機(jī)構(gòu)示意圖如圖3所示。

圖3 纜載吊機(jī)牽引機(jī)構(gòu)示意圖

4 纜載吊機(jī)使用與維護(hù)

纜載吊機(jī)在主塔附近安裝完成后，項(xiàng)目組織機(jī)材部、安全部、專(zhuān)業(yè)隊(duì)及使用人員進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)驗(yàn)收和技術(shù)交底。利用行走牽引機(jī)構(gòu)下放到跨中位置，在跨中開(kāi)始進(jìn)行鋼箱梁吊裝，纜載吊機(jī)在鋼箱梁吊裝作業(yè)和移機(jī)作業(yè)時(shí)，需設(shè)置一人來(lái)統(tǒng)一指揮，對(duì)纜載吊機(jī)各個(gè)工位進(jìn)行定人定崗，單臺(tái)纜載吊機(jī)人員配置數(shù)量清單如表2所示。

表2 纜載吊機(jī)鋼箱梁吊裝作業(yè)人員配置

鋼箱梁全橋吊裝完成后，將纜載吊機(jī)下放到最低點(diǎn)，采用汽車(chē)吊在橋面將纜載吊機(jī)進(jìn)行拆除。

5 結(jié)語(yǔ)

清云高速公路西江特大橋主橋鋼箱梁吊裝全橋采用3臺(tái)LZD350t-31.2m型纜載吊機(jī)進(jìn)行吊裝，歷時(shí)3個(gè)月完成全橋鋼箱梁的吊裝。纜載吊機(jī)在設(shè)計(jì)時(shí)充分利用已有的設(shè)計(jì)和施工經(jīng)驗(yàn)，考慮鋼箱梁吊裝過(guò)程中可能出現(xiàn)的問(wèn)題，并提前采取解決方案，因此，鋼箱梁吊裝過(guò)程中纜載吊機(jī)作業(yè)穩(wěn)定，一臺(tái)纜載吊機(jī)最大效率一天可以完成2片鋼箱梁的吊裝和移機(jī)，同時(shí)通過(guò)對(duì)吊具的無(wú)極調(diào)節(jié)和配重調(diào)整，對(duì)多種不同型號(hào)的鋼箱梁吊裝具有很強(qiáng)的適應(yīng)性。分離式纜載吊機(jī)充分利用了前期施工的機(jī)械設(shè)備和材料，提高了設(shè)備利用率，降低了設(shè)備的投入成本，取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益，具有廣泛的推廣和應(yīng)用價(jià)值。