研究橋式起重機結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計及應用

王曉紅

摘 要：近年來，機械化成為了橋梁工程發(fā)展的明顯趨勢，尤其是數(shù)字系統(tǒng)的引入大大提升了起重機的開發(fā)與利用效率。對橋梁工程而言，橋式起重機是必不可少的設(shè)備，是現(xiàn)場施工的核心所在并對工程的整體指導性意義。隨著機械系統(tǒng)化和一體化的不斷發(fā)展，數(shù)字化控制成為了橋式起重機結(jié)構(gòu)設(shè)計的必然走向，而且在設(shè)備的整體運行中實現(xiàn)數(shù)字化控制可以有效的降低設(shè)備的調(diào)控難，提高工程效率與質(zhì)量。文章從數(shù)字化角度，首先對橋式起重機進行介紹，并分析橋式起重機結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計方法與橋式起重機結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計方法，隨后在此基礎(chǔ)上探討起重機數(shù)字控制系統(tǒng)應用，以供廣大同行參考。

關(guān)鍵詞：起重機；控制系統(tǒng)；結(jié)構(gòu)設(shè)計；應用

1 前言

在橋梁工程中，橋式起重機主要發(fā)揮著材料與物料等大、重型工作的調(diào)運。雖然經(jīng)過近年來的努力，我國造在橋梁工程領(lǐng)域的水平得到了較大程度的提升，但是為了優(yōu)化和提升起重機的開發(fā)與利用的設(shè)計，有必要引進數(shù)字化的信息管理技術(shù)，更好的滿足大中型起重機結(jié)構(gòu)設(shè)計特殊性的需求。而且建立數(shù)字化、自動化的操作控制系統(tǒng)，提高設(shè)備操控的技術(shù)含量，建立穩(wěn)定的操作平臺才能最大程度的降低設(shè)備故障的發(fā)生率。

2 橋式起重機

橋式起重機機構(gòu)由電動機、減速控制器、制動設(shè)備、滑輪機組等部分構(gòu)成，是高架軌道常用的起重設(shè)備。機械化、數(shù)字化控制系統(tǒng)的出現(xiàn)不但提高了現(xiàn)場調(diào)度控制的效率，實現(xiàn)操作的流程化與規(guī)范化，成為了起重機開發(fā)與利用的發(fā)展趨勢。數(shù)字化系統(tǒng)的出現(xiàn)提升了起重機操作的科學性與效率性，促進了設(shè)備操作模式與改造的系統(tǒng)化建設(shè)與發(fā)展。

3 橋式起重機結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計方式

3.1 科技化

在起重機控制系統(tǒng)機械化的提升與建設(shè)方面要充分發(fā)揮數(shù)字化技術(shù)的指導作用，提高起重設(shè)備開發(fā)的創(chuàng)新創(chuàng)新程度，提高設(shè)備質(zhì)量，避免浪費。要充分的對起重機的結(jié)構(gòu)布局平臺加以利用，結(jié)合操作方式的區(qū)域性等的特點，制定具有特色的操作方式，根據(jù)不同的結(jié)構(gòu)層次，選擇合適的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，提升橋式起重機構(gòu)優(yōu)化與設(shè)計的機械化程度。

3.2 功能化

對橋式起重機進行數(shù)字化的功能的升級與改造，實現(xiàn)可調(diào)度職能的綜合化，特別是協(xié)同施工系統(tǒng)的數(shù)字化對區(qū)域協(xié)同施工的設(shè)計與分析提供的指導方向。操作系統(tǒng)的數(shù)字化改造充實了起重機的結(jié)構(gòu)體系，優(yōu)化了設(shè)備操作流程，尤其是大大提高了硬件設(shè)定、數(shù)據(jù)采集與校準方面等操作效率。

3.3 最優(yōu)化

提升操作單位對設(shè)備結(jié)構(gòu)的改革創(chuàng)新，以創(chuàng)新技術(shù)進行實地操作指導是提升橋梁工程參與度的重要手段，其中如何提升設(shè)備操作效率成為了關(guān)鍵所在。對設(shè)備進行高效操作是開發(fā)起重機所必須的，而數(shù)字化技術(shù)作為現(xiàn)代工業(yè)的領(lǐng)先技術(shù)，能夠有效的促進機械化施工模式的構(gòu)建，形成科學的發(fā)展機制，促進起重機結(jié)構(gòu)布局的與發(fā)展模式的最優(yōu)化。

4 橋式起重機結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計方法

4.1 轉(zhuǎn)動結(jié)構(gòu)設(shè)計

小車減速機的安裝位置主要有兩種，一是安裝在小車主動輪的中間；另一種則是安裝在小車主動輪的一側(cè)。前者可以使減速機的輸出、轉(zhuǎn)動軸的受力比較均衡；后者則具有安裝、維修保養(yǎng)較為方便的優(yōu)勢，但小車車體的平穩(wěn)性較差。減速機的安裝方式?jīng)Q定額小車的轉(zhuǎn)動方式。

4.2 主梁結(jié)構(gòu)設(shè)計

橋梁勘查戰(zhàn)略中主梁結(jié)構(gòu)設(shè)計的可持續(xù)發(fā)展性決定了橋梁工程操作行業(yè)發(fā)展程度與發(fā)展速度。主梁結(jié)構(gòu)分為單、雙橋梁架兩種類型，均由主梁與端梁構(gòu)成主梁主要供起重小車運行，而端梁則發(fā)揮運行的支撐作用。主梁的結(jié)構(gòu)設(shè)計主要有以下三種：

（1）箱形結(jié)構(gòu)：在箱形結(jié)構(gòu)的設(shè)計當中，普遍采用的是正軌箱形雙梁的形式，上下兩翼的緣板與兩側(cè)的腹板構(gòu)成主梁。上翼的中心布置著小車的導軌，這種結(jié)構(gòu)比較簡單易于批量生產(chǎn)，但存在重量較大的缺點。

（2）四桁架式結(jié)構(gòu)：是一種由四片平面桁架組成的封閉結(jié)構(gòu)且上層結(jié)構(gòu)設(shè)有走臺板，具有質(zhì)量輕剛性強的優(yōu)勢。

（3）空腹桁架結(jié)：同屬于封閉結(jié)構(gòu)，但除了主腹板為實腹工字形設(shè)計外，其余的鋼板設(shè)計成為多窗口的無斜桿的空空腹結(jié)構(gòu)，上下均鋪設(shè)走臺板，電氣設(shè)備的運行裝備安裝在橋架內(nèi)部，較四桁架式結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)更輕，剛度更大，是我國最為常見的主梁結(jié)構(gòu)。

4.3 驅(qū)動結(jié)構(gòu)設(shè)計

結(jié)合整體的實際布局對應用系統(tǒng)進行設(shè)計，調(diào)度體系必須具有較強的針對性才能在起重機開發(fā)與利用的整體機制中形成穩(wěn)定的構(gòu)架體系，有效的解決設(shè)備操作問題，起重驅(qū)動結(jié)構(gòu)的設(shè)計方式主要有一臺電動機驅(qū)動兩邊主動輪的集中驅(qū)動、兩臺電動機分別驅(qū)動兩邊的主動輪的分別驅(qū)動，以及制動、減速、電動機系統(tǒng)的三合一的驅(qū)動方式。

4.4 運作結(jié)構(gòu)設(shè)計

較強的科技性是現(xiàn)場調(diào)度的顯著特點，與現(xiàn)場運作結(jié)構(gòu)的特色與運作模式，共同構(gòu)成了現(xiàn)代化的起重機利用體系，同時也是加速機械化轉(zhuǎn)型的關(guān)鍵所在。電力是橋式起重機的主要驅(qū)動能源，由司機進行室內(nèi)操作。四個主動輪和從動輪組成了起重機的運作結(jié)構(gòu)，若是輪壓過大還需增加車輪進行降壓。

5 起重機數(shù)字控制系統(tǒng)應用

5.1 數(shù)據(jù)系統(tǒng)

隨著數(shù)字技術(shù)的不斷發(fā)展與成熟，利用數(shù)字化技術(shù)搭建的操作平臺，能夠有效的提升起重機的利用效率。經(jīng)過多年的創(chuàng)新與發(fā)展，數(shù)字化技術(shù)在企業(yè)信息管理中的運用越發(fā)的成熟，使企業(yè)的運行與施工模式得到了有效的改善與提升，最終實現(xiàn)軟硬件的操作一體化。其中要求操作人員必須根據(jù)橋梁構(gòu)造的實際情況，對操作系統(tǒng)進行科學的布局操作，落實各縣設(shè)備的操作，保證地理數(shù)據(jù)的一致性與準確性。

5.2 網(wǎng)絡系統(tǒng)

數(shù)據(jù)認證標準的繁復性與唯一性，確保了設(shè)備結(jié)構(gòu)服務操作權(quán)限的安全性，無法通過安全指令，系統(tǒng)的操作屏幕將無法啟動，這體現(xiàn)了數(shù)字化操作的人性化特點。在數(shù)字化的系統(tǒng)操作中，科學的應用信息處理技術(shù)能夠有效的提升展示效果的動態(tài)性，多角度的為操作人員呈現(xiàn)可操作的功能模塊。搭建現(xiàn)場快速反應中心，實現(xiàn)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡化，更好的指導起重機的操作。

5.3 管理系統(tǒng)

較強的先進性是機械化與數(shù)字化設(shè)備操作模式的顯著特點，為使數(shù)字操作模式更具使用性，必須劃分區(qū)域，按照相應的利用機制進行調(diào)查。除此之外，還要對現(xiàn)有的操作平臺進行創(chuàng)新調(diào)整，尤其是要明確地方政府的監(jiān)管職責，落實與完善數(shù)字化操作額責任制度，健全相應的目標考核標準，有效的制止與 預防不法數(shù)字平臺的違法活動。

6 結(jié)束語

綜上所述，在我國經(jīng)濟社會迅猛發(fā)展背景之下，橋梁工程作為道路交通中重要的組成部分得到了大力地興建。在橋梁工程的建設(shè)過程中，橋式起重機發(fā)揮著無可替代的作用，是橋梁工程質(zhì)量的有效保障。因此，有必要從轉(zhuǎn)動、主梁、驅(qū)動以及運作等結(jié)構(gòu)進行創(chuàng)新、優(yōu)化，以實現(xiàn)起重機結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計的目標，從而提升設(shè)備運行的輸出效能。除此之外，搭建數(shù)字化控制平臺，充分的做好起重機調(diào)度運行的數(shù)據(jù)收集、分析等的準備工作，保障起重系統(tǒng)的運作效率，為橋梁工程的現(xiàn)場施工搭建良好的機械化、數(shù)字操作化平臺。

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