防風(fēng)抗滑夾軌器在地鐵施工門式起重機中的應(yīng)用技術(shù)研究

華新安

（中鐵二十局集團第四工程有限公司，山東 青島 266000）

0 引言

地鐵施工門式起重機是專用于地下施工時的翻轉(zhuǎn)倒土及吊運物品[1]。由門架、小車（裝有起升機構(gòu)、小車運行機構(gòu)及液壓翻轉(zhuǎn)機構(gòu)）、大車運行機構(gòu)、司機室及電氣設(shè)備等組成。在施工中，精度要求較高，對地鐵施工門式起重機同樣有較高的要求。受具體施工環(huán)境影響，如何結(jié)合實際情況對其穩(wěn)定性進行控制也成為極為重要的工作內(nèi)容之一[2]。其包括：（1）要具備較高的強度和耐久性，承受起重機的重量和運作壓力[3]。（2）由于地下施工空間相對狹小，起重機的體量心盡可能小才方便操作。此外，起重機的運行速度和靈活性也要得到保障，以滿足地下施工的高效要求。防風(fēng)抗滑夾軌器是一種重要的安全裝置[4]，用于防止起重機在大風(fēng)或地震等惡劣天氣條件下發(fā)生滑動或傾覆。通過與軌道緊密夾持來提供摩擦力，防止起重機在風(fēng)力或其他外力作用下發(fā)生移動[5]?？偟膩碚f，地鐵施工門式起重機在應(yīng)用過程中主要起到吊運物品和翻轉(zhuǎn)倒土的作用[6]。而防風(fēng)抗滑夾軌器則是一種重要的安全裝置，有效地防止起重機在惡劣天氣條件下的滑動或傾覆[7]。

提出防風(fēng)抗滑夾軌器在地鐵施工門式起重機中的應(yīng)用技術(shù)，通過性能測試的方式，分析驗證應(yīng)用效果。

1 地鐵施工門式起重機優(yōu)化設(shè)計

1.1 防風(fēng)抗滑夾軌器選型

為確保防風(fēng)抗滑夾軌器能夠有效地應(yīng)用到地鐵施工門式起重機的實際施工過程中，結(jié)合實際需求對其進行合理地選型是極為必要的。為此，在選型階段，將性能指標(biāo)作為具體的標(biāo)準(zhǔn)。具體參數(shù)見表1。

表1 防風(fēng)抗滑夾軌器選型標(biāo)準(zhǔn)

結(jié)合表1 并根據(jù)地鐵施工門式起重機具體情況，首先對防風(fēng)抗滑夾軌器的合理選型。其次就是對防風(fēng)抗滑夾軌器配置選擇，其中，主要由軌道夾持部分、摩擦力產(chǎn)生部分和固定部分組成。軌道夾持部分由高強度耐磨鋼制成，形狀設(shè)計為“U”形，可以緊密地夾住軌道。摩擦力產(chǎn)生部分采用高摩擦系數(shù)的摩擦材料，可以提供足夠的摩擦力以抵抗外力。固定部分通常采用螺栓和螺母，將夾軌器固定在起重機上。

1.2 地鐵門式起重機中抗風(fēng)防滑夾軌器優(yōu)化改造

本次針對選擇的抗風(fēng)抗滑夾軌器的液壓系統(tǒng)進行改進。原先液壓系統(tǒng)中采用單向節(jié)流閥，通過內(nèi)部的單向閥和節(jié)流閥來控制液體的流向。然而，單向節(jié)流閥在流量負(fù)載變化時存在不穩(wěn)定性，容易導(dǎo)致夾軌器出現(xiàn)故障。因此，本次將液壓系統(tǒng)中的單向節(jié)流閥更換為調(diào)速閥，改造如圖1 所示。

圖1 抗風(fēng)防滑夾軌器改進原理圖

圖1 顯示，調(diào)速閥由定差減壓閥和節(jié)流閥組成，可根據(jù)負(fù)載壓力變化自動調(diào)整壓力，維持節(jié)流閥前后壓差恒定。當(dāng)負(fù)載壓力變化時，調(diào)速閥自動調(diào)節(jié)減壓口大小，保持壓差不變。改用調(diào)速閥可使液壓缸回油流量恒定，解決夾軌器液壓系統(tǒng)高壓力問題。

1.3 地鐵門式起重機中抗風(fēng)防滑夾軌器安裝優(yōu)化設(shè)計

完成抗風(fēng)防滑夾軌器安裝優(yōu)化后，為提升應(yīng)用效果對其設(shè)計進行優(yōu)化。門式起重機防風(fēng)抗滑裝置包括錨定、夾軌和防爬器。錨定裝置固定于臺面；防爬器利用重力壓在軌頂，通過摩擦力止動；夾軌器則夾住軌道頭部，利用夾緊和防滑力阻止設(shè)備移動。安裝時，結(jié)合夾軌器和防爬器于門式起重機走行結(jié)構(gòu)軌道處，確保兩者正常工作，提供多重保障。安裝要保證夾軌器與軌道平行且貼合，使用水平儀等工具檢查軌道的平行度和水平度，安裝后調(diào)整夾軌器位置和角度，確保其緊密貼合軌道并靈活適應(yīng)軌道形狀、尺寸變化，其安裝結(jié)構(gòu)如圖2 所示。

圖2 地鐵門式起重機中抗風(fēng)防滑夾軌器安裝示意圖

安裝門式起重機后，采用雙重保險：電力液壓防爬器和手動夾軌器，可抵御風(fēng)力和防滑。操作前，人工松開夾軌器，通電后防爬器鐵楔抬起，小桁車可自由行駛。斷電后，防爬器自動降下，阻止車輪轉(zhuǎn)動；作業(yè)后，人工操作夾軌器夾緊軌道。防爬器和夾軌器共同預(yù)防振動或風(fēng)載引起的偏移。防爬器不穩(wěn)定時，夾軌器提供保護，確保極端環(huán)境下門機小桁車安全可靠運行。

2 測試與分析

2.1 測試環(huán)境

對防風(fēng)抗滑夾軌器在地鐵施工門式起重機中的應(yīng)用技術(shù)效果進行分析，開展對比測試，測試起重機為雙梁出渣門式起重機，這臺起重機是盾構(gòu)法隧道施工中的重要設(shè)備，負(fù)責(zé)渣土、管片等吊裝工。對測試起重機的具體參數(shù)分析，其型號為MG50t/25t-27m-12m（地下43 m），其跨度為27 m，起重量為50 t，起升高度為地下43 m。使用這臺起重機能夠提高地鐵施工效率，降低設(shè)備使用成本，為地鐵建設(shè)的順利進行提供有力保障。為保障其在極端天氣下的應(yīng)用效果，采用新的防風(fēng)抗滑夾軌器在地鐵施工門式起重機中的應(yīng)用技術(shù)進行優(yōu)化，并測試設(shè)計技術(shù)應(yīng)用前后的施工效果，應(yīng)用實物圖如圖3 所示。

圖3 夾軌器應(yīng)用實物圖

2.2 測試結(jié)果與分析

分別測試在無風(fēng)條件下，以及風(fēng)速為5.0 m/s、10.0 m/s、15.0 m/s、20.0 m/s 條件下的摩擦力，得到的測試結(jié)果見表2。

表2 不同風(fēng)力條件下的摩擦力測試結(jié)果對比

分析表2 表明，隨著風(fēng)力增強，摩擦力整體下降。在應(yīng)用本設(shè)計的防風(fēng)抗滑夾軌器前，風(fēng)速20.0 m/s 時摩擦力為130.0 N。應(yīng)用后，相同條件下摩擦力增至152.0 N，下降值由50.0 N 減至28.0 N，表明該夾軌器技術(shù)可有效提升地鐵施工門式起重機的防風(fēng)抗滑能力。

上述的測試結(jié)果與以及對相關(guān)數(shù)據(jù)的分析得出結(jié)論，提出的防風(fēng)抗滑夾軌器在地鐵施工門式起重機中的應(yīng)用技術(shù)可有效提高起重機在大風(fēng)條件下的摩擦力。

3 結(jié)語

對防風(fēng)抗滑夾軌器在地鐵施工門式起重機的應(yīng)用技術(shù)研究，充分利用防風(fēng)抗滑夾軌器的特性，切實提高地鐵施工門式起重機在風(fēng)速環(huán)境下的穩(wěn)定性。借助本研究與設(shè)計，希望為實際的地鐵施工門式起重機應(yīng)用提供有價值的參考，助力其在相關(guān)施工項目中發(fā)揮更大的作用價值。