小半徑曲線軌道龍門吊提梁技術(shù)研究

1、小半徑曲線軌道龍門吊提梁技術(shù)研究摘要：根據(jù)瑞尋高速公路B1標(biāo)段羊子巖高架橋梁場設(shè)置情況，解決龍門吊在小半徑曲線軌道上運(yùn)行提梁的技術(shù)難題。采用現(xiàn)場調(diào)查分析，試驗(yàn)驗(yàn)證等辦法，對(duì)龍門吊的支腿、控制系統(tǒng)、軌道系統(tǒng)等進(jìn)行研究改造，通過在龍門吊支腿和行走輪之間增加轉(zhuǎn)向裝置，在電器控制系統(tǒng)上加裝調(diào)速器，實(shí)現(xiàn)龍門吊內(nèi)外側(cè)行走輪的同心圓運(yùn)行；加裝時(shí)間繼電器，實(shí)現(xiàn)龍門吊在直曲線結(jié)合處處的速度轉(zhuǎn)換；對(duì)行走軌道進(jìn)行加固處理。實(shí)踐證明，通過技術(shù)改造，在150m的小半徑軌道上龍門吊提梁技術(shù)是可行的。關(guān)鍵詞：曲線行走；龍門吊；調(diào)速器；時(shí)間繼電器；軌道維護(hù)0.前言 在高速公路橋梁施工中，對(duì)于大噸位預(yù)制梁一般采用龍門吊抬舉的方

2、式進(jìn)行提梁、轉(zhuǎn)運(yùn)及裝車。龍門吊有輪胎式和軌道式，由于輪胎式龍門吊造價(jià)較高，且要求施工場地較為寬闊，公路梁場一般采用軌道式。對(duì)于軌道式龍門吊為了保證龍門吊運(yùn)行安全，一般采取直線行走或大半徑曲線運(yùn)行。但在某些情況下，因施工條件所限，梁場設(shè)計(jì)時(shí)只能采用小半徑曲線提梁，這就需要對(duì)提梁龍門吊進(jìn)行適當(dāng)改造，并對(duì)軌道系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)整加固。 瑞尋高速公路B1標(biāo)段內(nèi)的羊子巖高架橋采用的是長度為40m預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)T 梁，上部結(jié)構(gòu)形式為為540m+540m二聯(lián)先簡支后連續(xù)T梁，需預(yù)制架設(shè)40mT梁120 片，采用后張法施工。標(biāo)段內(nèi)山形陡峭、溝壑林立，地面標(biāo)高變化范圍為264.00379.00m，相對(duì)高差較大。可以做

3、為預(yù)制梁場的羊子巖高架橋與相鄰的漢仙巖隧道之間地段長度僅400m，且其中200m為高填方地段，另200m為挖方及半挖半填，原計(jì)劃梁場設(shè)置在填方段，因工期緊張，填方工期不能滿足制運(yùn)架梁工期要求。綜合考慮工期要求和地形局限，梁場只能部分利用挖方段和削平部分紅線外山包后設(shè)置，這就造成梁場布置時(shí)龍門吊軌道曲線半徑較小，且線性復(fù)雜：軌道全長150m,曲線部分長100m，軌道內(nèi)側(cè)曲線半徑為130m，外側(cè)曲線半徑為150m，直線部分長50m。圖1為瑞尋羊子巖梁場示意圖。 圖1 瑞尋羊子巖梁場示意圖 1.提梁需要解決的技術(shù)問題 該橋40m預(yù)制T梁設(shè)計(jì)最大梁重135T（邊梁），中梁梁重123T，提梁時(shí)采用2臺(tái)1

4、00T軌道式龍門吊抬舉。設(shè)計(jì)龍門吊起吊高度8m，實(shí)際起吊重量達(dá)到135T，由于梁場設(shè)計(jì)軌道為直曲線相結(jié)合，走曲線時(shí)極易因?yàn)辇堥T吊兩側(cè)行走輪不同步而造成龍門吊傾覆或掉輪現(xiàn)象。同時(shí)龍門吊曲線運(yùn)行時(shí)，外側(cè)軌道受力較大，極易發(fā)生移位、扭曲變形，因此還應(yīng)需要設(shè)置超高，并采取適當(dāng)加固措施以避免龍門吊運(yùn)行時(shí)軌道發(fā)生位移、變形。因此要想達(dá)到龍門吊順利提梁的目的，必須根據(jù)軌道半徑及龍門吊運(yùn)行速度確定龍門吊走行設(shè)備的改裝和技術(shù)參數(shù)的調(diào)整，同時(shí)解決軌道位移問題。 2.龍門吊的技術(shù)改裝 對(duì)龍門吊的技術(shù)改裝，主要要解決兩個(gè)問題：1、解決曲線地段運(yùn)行問題；2、解決直曲線過渡運(yùn)行問題。 2.1解決曲線地段運(yùn)行問題 解決曲線

5、問題包括兩個(gè)方面：一是解決龍門吊轉(zhuǎn)向問題，二是解決龍門吊內(nèi)外側(cè)行走輪行走保持同心圓運(yùn)行問題。 2.1.1 解決龍門吊轉(zhuǎn)向問題 常規(guī)龍門吊在設(shè)計(jì)時(shí)為保證施工安全，龍門吊兩腿立柱與行走輪之間往往采用焊接結(jié)構(gòu)或者采用鋼銷直接固結(jié)銷死，這樣龍門吊就只能直線行走或者僅能在較大半徑上行走。要想使龍門吊在曲線上行駛，就需要在立柱和行走輪之間增加轉(zhuǎn)向裝置。 經(jīng)理論計(jì)算和數(shù)次試驗(yàn)驗(yàn)證，再在立柱與行走輪結(jié)合部增加了如下轉(zhuǎn)向裝置：立柱和行走輪接觸面各用一塊直徑35cm厚3cm的鋼板焊接，中間用10cm的鋼銷固定，將轉(zhuǎn)向部位的上下兩塊鋼板調(diào)整成圓形，下面鋼板的周圍高出相交面3cm，在里面加入硅脂油，增加其潤滑。這樣龍

6、門吊在曲線上運(yùn)行時(shí)可通過兩塊鋼板的轉(zhuǎn)動(dòng)調(diào)節(jié)其轉(zhuǎn)向，釋放其扭力，避免上下鋼板因扭力不能釋放而開焊（圖2）。 2.1.2 解決龍門吊內(nèi)外側(cè)行走輪行走保持同心圓問題 在直線運(yùn)行時(shí)，為保證兩側(cè)行走輪運(yùn)行同步，龍門吊兩側(cè)的行走驅(qū)動(dòng)電機(jī)往往采用一個(gè)控制開關(guān)進(jìn)行控制，且轉(zhuǎn)速相同，從而保證了兩側(cè)同步同速行走。 而曲線運(yùn)行時(shí)則需要龍門吊兩側(cè)行走輪保持同心圓行走，也就是說需要調(diào)整龍門吊兩側(cè)的行走速度，使之保持一個(gè)固定差值，從而保持其同心運(yùn)行。根據(jù)這一原理，我們根據(jù)內(nèi)外軌半徑之差，并結(jié)合龍門吊提梁時(shí)的行走速度（為確保安全，提梁行走速度控制在10m/min左右），計(jì)算出內(nèi)外側(cè)行走輪之間如果要保持同心運(yùn)動(dòng)所需要的速度差

7、，加裝一個(gè)調(diào)速器用于調(diào)整龍門吊行走電機(jī)轉(zhuǎn)速，從而實(shí)現(xiàn)兩側(cè)速度差值的調(diào)整，保證了龍門吊運(yùn)行安全。實(shí)踐證明只要調(diào)速器設(shè)置合理，就可以做到龍門吊行走輪始終保持同心圓運(yùn)行，從而保證設(shè)備運(yùn)行安全。 2.2 解決直曲線過渡運(yùn)行問題 通過加裝調(diào)速器，解決了龍門吊小半徑曲線運(yùn)行問題，但新的問題又需要解決。那就是曲線地段行走電機(jī)加裝了調(diào)速器，使兩側(cè)電機(jī)不同速行走解決了曲線行駛的同心運(yùn)行問題，但到了直線地段，如果繼續(xù)保持同心圓運(yùn)行，就會(huì)造成兩側(cè)行走輪內(nèi)慢外快，龍門吊產(chǎn)生偏移從而造成掉道甚至傾覆。這是就要用到另外一個(gè)裝置：時(shí)間繼電器。其原理是執(zhí)行機(jī)構(gòu)的觸頭按照一定的周期反復(fù)接通和斷開,其接通和斷開時(shí)間由兩個(gè)旋鈕分別

8、調(diào)節(jié)，通過間斷給電，可以調(diào)整運(yùn)行電機(jī)速度。由此，經(jīng)過反復(fù)計(jì)算和多次現(xiàn)場試驗(yàn)，我們?cè)邶堥T吊控制臺(tái)上增設(shè)一個(gè)時(shí)間繼電器，當(dāng)龍門吊運(yùn)行到曲線末端時(shí)，啟動(dòng)時(shí)間繼電器，再次調(diào)整龍門吊兩側(cè)行走輪的運(yùn)行速度，使兩側(cè)行走輪接近平行運(yùn)行，從而保證了直線運(yùn)行時(shí)兩側(cè)行走輪同步問題。 3.軌道設(shè)置 由于軌道半徑較小，龍門吊在曲線地段運(yùn)行時(shí)，會(huì)對(duì)外側(cè)軌道產(chǎn)生較大的橫向力，從而造成軌道移位或扭曲變形，相對(duì)于龍門吊直線運(yùn)行來講，就對(duì)軌道系統(tǒng)提出了更好的要求。 （1）參考鐵路圓曲線超高設(shè)置原理，根據(jù)龍門吊通過曲線時(shí)實(shí)際運(yùn)行速度，求算合理的平均速度值，并據(jù)此計(jì)算出曲線外軌理論超高值；然后通過理論檢算和現(xiàn)場實(shí)地觀測調(diào)查，設(shè)置合理

9、超高值。同時(shí)按照 2的順坡率來處理直曲線結(jié)合部的超高變化問題。 （2）軌道道床應(yīng)確保均勻飽滿，軌道與枕木之間采用道釘按照不大于60cm的間距進(jìn)行固定，鋼軌接頭部分采用魚尾板進(jìn)行連接固定。 （3）根據(jù)測量放線調(diào)整軌道的圓順度確保內(nèi)外軌間距與龍門吊跨度的一致。加強(qiáng)對(duì)鋼軌接頭的定位控制，保證接頭處軌縫均勻，無瞎縫或縫隙過大，否則極易掉道。 （4）此外，還應(yīng)滿足以下條件：鋼軌正面、側(cè)面的不平度1/1500，全長2mm；鋼軌與地面垂直度1mm，鋼軌的坡度3mm；軌道實(shí)際中心線對(duì)軌道設(shè)計(jì)中心線的位置偏移應(yīng)3 mm；軌道接頭左、右、上三面的錯(cuò)位1mm;兩平行軌道接頭的位置應(yīng)錯(cuò)開，其錯(cuò)開距離應(yīng)大于門機(jī)前后車輪

10、的車距；接頭間隙應(yīng)為23mm；接頭兩側(cè)導(dǎo)軌高度差2 mm。軌道兩端應(yīng)安裝終端限位裝置，防止龍門吊脫軌事故的發(fā)生。 4.管理措施 采取了以上技術(shù)措施，從理論上講龍門吊可以在半徑150m的小半徑曲線上運(yùn)行。但影響龍門吊運(yùn)行安全的危險(xiǎn)因素還有很多，而且機(jī)械操作也比一般龍門吊操作較為復(fù)雜，因此必須采取一定的管理措施來規(guī)范操作。 （1）加強(qiáng)對(duì)操作人員的培訓(xùn)教育，使其能熟練切換操作，避免因操作失誤發(fā)生安全事故。 （2）加強(qiáng)對(duì)機(jī)械設(shè)備，特別是立柱與行走輪結(jié)合部的轉(zhuǎn)向裝置、時(shí)間繼電器、調(diào)速器的檢查，確保其處于正常工作狀態(tài)。 （3）加強(qiáng)對(duì)軌道的檢查保養(yǎng)，確保軌道系統(tǒng)不出現(xiàn)變形，特別是注意正確測量內(nèi)外側(cè)軌道之間的距離和檢查軌道接頭，確保軌道的平滑圓順。 5.結(jié)束語 （1）瑞尋高速公路羊子巖高架橋梁場的實(shí)踐證明，通過技術(shù)改造，在小半徑曲線地段采用軌道式龍門吊提梁在技術(shù)上是可行的，曲線半徑最小可以達(dá)到150m。 （2）通過加裝調(diào)速器和時(shí)間繼電器，可以實(shí)現(xiàn)龍門吊運(yùn)行速度在020m/min的范圍內(nèi)任意可調(diào)，加速和制動(dòng)時(shí)間在060s之間可預(yù)設(shè)。 （3）曲線提梁時(shí)，必須對(duì)龍門吊進(jìn)行必要的改造，同時(shí)對(duì)軌道系統(tǒng)提出了更高的要求。 （4）有專人負(fù)