甌江北口大橋液壓纜載吊機型式試驗方法

中圖分類號：U445.3 文獻標志碼：A 文章編號：2095-2945（2025）19-0064-04

Abstract：Hydrauliccable-loadedcraneisaspecialconstructionequipmentforerectingsegmentbeamsof largesuspension bridges.Thispaperintroducesindetailthetypetestmethodofthe1Ooo-tonhydrauliccable-loadedgantryforBeikouBridge overtheOujiangRiverinWenzhou，inordertoprovidetechnicalreferenceforrelevantengineersandtechnicians.Wenzhou OujiangBeikouBridge，aimingtoprovidetechnicalreferenceforrelevantengineringtechnicians.Thearticlefirstexpoundsthe purposeandsignificanceofthetest，thendiscusesthepreparationbeforethetest，testitemsandmethods，dataprocessingand resultanalysisintur，andfinallyputsforwardmatersnedingatentionduringthetestTheresultsshowthatthistypeof test methodcanefectivelyverifythatvariousperformanceindicatorsofthecranecanbecomprehensivelyevaluated，therebyensuring that it meets various requirements in actual use.

Keywords： hydraulic cable-mounted crane; type test; test method; performance test; construction equipment

液壓纜載吊機是利用懸索橋主纜為支撐、液壓提升系統(tǒng)通過鋼絞線吊裝懸索橋節(jié)段梁的專用架橋設(shè)備。溫州甌江北口大橋 1000t 液壓纜載吊機作為大型起重設(shè)備中的佼佼者，其性能直接關(guān)乎到施工的安全與效率。型式試驗作為驗證吊機設(shè)計、制造質(zhì)量的重要途徑，通過科學嚴謹?shù)脑囼灧椒?，能夠全方位評估吊機的各項性能指標，從而切實確保其滿足實際使用中的各項要求。

1試驗?zāi)康呐c意義

通過纜載吊機型式試驗來驗證其結(jié)構(gòu)強度、剛度及穩(wěn)定性是否滿足設(shè)計要求。檢查纜載吊機各部件的加工精度、裝配質(zhì)量及整體性能，確保其達到相關(guān)標準和技術(shù)規(guī)范的要求。通過試驗發(fā)現(xiàn)吊機潛在的安全隱患，提出改進措施，確保纜載吊機在實際使用中的安全可靠性。

2 試驗前準備

選擇合適的試驗場地，確保場地平整、堅實，具備足夠的承載能力。準備試驗所需的載荷、測量儀器及輔助設(shè)備，并進行校準和調(diào)試。對纜載吊機進行全面檢查，包括結(jié)構(gòu)件的外觀檢查、焊縫質(zhì)量檢查、拼裝質(zhì)量檢查、機械部件的潤滑情況、電氣和液壓系統(tǒng)的接線情況等，確保纜載吊機處于良好的工作狀態(tài)。

3 試驗項目及方法

3.1液壓成套設(shè)備性能試驗

測試提升系統(tǒng)實現(xiàn)各種預定動作和同步運行的情況。包括調(diào)整、手動，自動同步提升或下降。驗證已編程序?qū)崿F(xiàn)既定要求的正確性，最后測出其提升速度，控制系統(tǒng)同步精度。將液壓泵站、千斤頂、控制系統(tǒng)通過油管，電纜組合成一套系統(tǒng)，安裝好各種傳感器。起動泵站為點動，再一次確認電機、油泵轉(zhuǎn)向是否正確。確認后讓泵站空運行 15min 。然后按表1的試驗內(nèi)容、試驗方法進行性能試驗。

3.2 靜載試驗

纜載吊機在工廠需進行試拼裝和型式試驗，保證產(chǎn)品出廠質(zhì)量，同時通過試驗來驗證設(shè)計的準確性。

3.2.1 纜載吊機組裝要求

各系統(tǒng)安裝尺寸應(yīng)符合設(shè)計要求，各連接件連接可靠，構(gòu)件無干涉；鋼絞線、鋼絞線錨固夾片應(yīng)清潔無污；液壓、電氣等控制系統(tǒng)應(yīng)靈敏、正確、可靠；鋼絞線錨具夾片開、閉動作靈敏、可靠；根據(jù)設(shè)計要求復核纜載吊機拼裝完成后的兩側(cè)行走機構(gòu)中心距、兩側(cè)提升千斤頂中心距；檢查纜載吊機鋼結(jié)構(gòu)部件是否有干涉；主桁架拼裝完成后上下弦桿端部位置差異應(yīng)控制在 ±4mm 、兩側(cè)行走機構(gòu)相對位置偏差應(yīng)控制在 ±8mm 、行走機構(gòu)安裝就位后垂直度應(yīng)控制在 ±4mm ;對終擰后的高強螺栓連接副按比例進行抽檢并檢查是否有漏擰

3.2.2 試驗內(nèi)容

分別對纜載吊機進行額定荷載試驗、過載試驗檢驗、空載行走試驗，檢驗纜載吊機在額定荷載下的變形和應(yīng)力、在 125% 荷載下的結(jié)構(gòu)承載能力和檢驗纜載吊機的起升、行走等動作的準確性。

3.2.3 試驗方法與步驟

先平整試驗場地后再安裝試驗架及反力加載裝置，靜載試驗現(xiàn)場布置如圖1所示。

將纜載吊機鋼結(jié)構(gòu)安裝就位。將設(shè)備安裝至纜載吊機上，然后整體吊裝至試驗架上，并進行電控設(shè)備初步調(diào)試，使其具備試驗條件。在纜載吊機鋼結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵受力構(gòu)件上的關(guān)鍵點上，安裝應(yīng)力測點，并連接好線。

3.2.4 額定荷載試驗及超載試驗

以設(shè)計的額定起重量，進行起升機構(gòu)的試驗，至少重復進行3個循環(huán)。在 20% 40% 60% 70% ， 80% ，90% ， 100% ， 110% 和 125% 分級加載過程中，每級等5min 之后，再測取所有應(yīng)測測點的讀數(shù)。并判斷結(jié)構(gòu)的安全性，確認安全后，再繼續(xù)加載。在 100% 時，準確測量應(yīng)力值和撓度值。試驗后，檢查架橋纜載吊機應(yīng)當無永久變形、焊縫無裂紋、各連接處應(yīng)當無松動、主要零部件無損壞。

3.2.5 行走試驗

在空載條件下，模擬行走工況，步履行走一個行程。重復進行3個循環(huán)。檢查操縱機構(gòu)、控制系統(tǒng)的動作可靠性和準確性。

3.3 動載試驗

在 110% 載荷下，操作纜載吊機進行起升、下降動作，檢查吊機的動態(tài)性能，測量各機構(gòu)的運行速度、液壓系統(tǒng)性能、鋼結(jié)構(gòu)性能。由于試驗場內(nèi)場地限制，動載試驗在懸索橋節(jié)段梁吊裝現(xiàn)場完成。

3.3.1 試驗內(nèi)容

纜載吊機加載載荷至額定載荷的 110% ，對載荷進行提升和下降動作，使用全站儀測試主桁架的撓度、觀察桁架桿件是否變形、液壓系統(tǒng)是否正常工作、控制系統(tǒng)信號是否準確。

3.3.2 試驗方法

先將纜載吊機在主塔附近利用塔頂門架安裝在主纜上。安裝完成后將纜載吊機行走至加載對象正上方，就位后行走機構(gòu)抱箍將纜載吊機固定在索夾前端。纜載吊機的試吊按設(shè)計額定吊重 20%，40%，60% 70% 80% 90% ， 100% 和 110% 分級加載，以荷載稍離地面（或船面為準） 100～200mm 并穩(wěn)定 10min ，經(jīng)檢查一切正常后放下加勁梁（或配重），纜載吊機動載試驗結(jié)束。

4試驗數(shù)據(jù)分析

4.1 纜載吊機結(jié)構(gòu)應(yīng)力測試

試驗過程中當纜載吊機分別加載到額定載荷1000t.1250t 時，使用DH3815N-2型靜態(tài)應(yīng)變測試系統(tǒng)配合 120Ω 普通型小標距應(yīng)變片對纜載吊機應(yīng)力數(shù)據(jù)進行采集，采集布點位置如圖2所示]。試驗環(huán)境溫度 -7°C ，風速 1m/s ，結(jié)構(gòu)應(yīng)力測試數(shù)據(jù)見表2、表3。

試驗過程中模擬載荷組合I（無風工況）進行分級加載試驗。額定加載工況為 1000t 所有測點中最大負載應(yīng)力值為 -100.6MPa ，最大合應(yīng)力為 -102.4MPa 。

結(jié)構(gòu)自重應(yīng)力采用ANSYS軟件進行實體建模，并加載所有構(gòu)件負荷自重，得到自重應(yīng)力。所有材料采用Q345，屈服強度為 325MPa ，安全系數(shù)設(shè)計值為1.48時，許用應(yīng)力為 219.6MPa 。

測試結(jié)果顯示最危險應(yīng)力點為第S13點，應(yīng)力值為 -100.6MPa ，材料屈服強度為 325MPa ，安全系數(shù)n=3.1 。測試結(jié)果表明所有測點應(yīng)力小于許用應(yīng)力。結(jié)構(gòu)應(yīng)力符合GB/T3811—2008《起重機設(shè)計規(guī)范》的規(guī)定]。

4.2 纜載吊機靜剛度測試

試驗過程中使用HILTIPD42型激光測距儀分別測量纜載吊機自重載荷和 100% 額定載荷時測點位置的變形量，測點位置如圖3所示。試驗環(huán)境溫度為-7^°C ，風速為 1m/s ，纜載吊機靜剛度測試數(shù)據(jù)見表4。

試驗過程中模擬載荷組合I（無風工況）進行分 級加載試驗測量靜剛度變形量。額定加載工況為吊點 1000t 工況加載，此時吊機產(chǎn)生最大靜剛度變形量為 13.75mm 。根據(jù)GB/T3811—2008《起重機設(shè)計規(guī)范》 的規(guī)定靜剛度變形量應(yīng)小于等于 L/500^[2] ，該型纜載吊機跨度為 41800mm 。

經(jīng)計算可得該型纜載吊機 1000t 載荷允許靜剛度變形量為 41800mm/500=83.6mm 。

額定載荷最大靜剛度變形量（ 13.75mm 小于額定載荷允許靜剛度變形量（ 83.6mm ）。

測試結(jié)果表明，靜剛度變形符合GB/T3811—2008《起重機設(shè)計規(guī)范》的規(guī)定2]。

5結(jié)論

溫州甌江北口大橋 1000t 纜載吊機的型式試驗是保證其性能和安全的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。通過科學嚴謹?shù)脑囼灧椒ê蛧栏窦氈碌臄?shù)據(jù)分析，能夠全面評估纜載吊機的各項性能指標，為纜載吊機的設(shè)計、制造和使用提供強有力的保障，從而推動相關(guān)領(lǐng)域的技術(shù)進步和發(fā)展。該設(shè)備于2021年完成所有梁段吊裝作業(yè)工作，未出現(xiàn)安全質(zhì)量問題，滿足項目施工要求，并獲得客戶一致好評。

參考文獻：

[1]劉顯暉，鄧年春，陳立，等.纜載吊機安全性設(shè)計與試驗及施工關(guān)鍵技術(shù)[J].裝備制造技術(shù)，2016（2）：159-164.

[2]中華人民共和國國家標準.起重機設(shè)計規(guī)范：GB/T3811—2008[S].2008.