履帶起重機結(jié)構(gòu)特性及其在盾構(gòu)吊裝施工中的應(yīng)用

摘要：結(jié)合實際工程，對履帶起重機的應(yīng)用特征進行詳細闡述，重點研究了基于履帶起重機的地鐵盾構(gòu)吊裝施工工序，針對最重的件（前盾）的下井吊裝和最長的件（連接橋）的下井吊裝進行展開，可為同類盾構(gòu)吊裝施工應(yīng)用提供參考借鑒。

關(guān)鍵詞：地鐵工程;盾構(gòu)機;履帶起重機;變幅機構(gòu)

1" "工程實例

某城市地鐵工程的場地較小，施工預(yù)留場地大小為30m×20m，地鐵工程盾構(gòu)中單件主要由前盾、中盾、尾盾、刀盤等部件組成，其中最大的單件以前盾或中盾為主，高度在3.0～3.4m范圍內(nèi)，且最大重量在85～110t范圍內(nèi)，地鐵工程盾構(gòu)施工占施工總工程量的85%左右。

本地鐵項目中需吊裝的主要部件參數(shù)如表1所示。汽車起重機機動性良好，可達到快速轉(zhuǎn)場的目的，為此采用350t汽車起重機和120t的汽車起重機進行輔助施工。為了減少運輸車輛的使用數(shù)量，節(jié)約施工成本，采用履帶起重機進行地鐵盾構(gòu)吊裝施工處理。

2" "履帶起重機結(jié)構(gòu)特征

在工程應(yīng)用中，往往所應(yīng)用到的設(shè)備零件的噸位較大，在托運、安裝、調(diào)試等過程中會帶來許多技術(shù)難題，同時也會帶來一定的安全問題，為此現(xiàn)階段工程施工常采用到履帶起重機。履帶起重機為一種臂架結(jié)構(gòu)的起重吊裝設(shè)備，在同一區(qū)域內(nèi)可實現(xiàn)自動回轉(zhuǎn)作業(yè)，同時兼具著接地比壓小、操作靈活、起重能力大、質(zhì)心低、爬坡能力強、牽引系數(shù)大等特點，其結(jié)構(gòu)組成如圖1所示。

履帶起重機的臂架組合形式多樣，在實際吊裝施工作業(yè)中，可結(jié)合工程特點進行帶載緩慢行走施工，廣泛應(yīng)用于風(fēng)電、市政、石油、核電、化工等大型建設(shè)項目中，可有效降低施工人員勞動強度，提高施工進程，并有助于確保施工質(zhì)量。

2.1" "金屬結(jié)構(gòu)

金屬結(jié)構(gòu)主要構(gòu)件為型鋼和鋼板，在加工廠內(nèi)選用金屬材料制作而成，可有效承擔(dān)一定荷載強度。金屬結(jié)構(gòu)主要為履帶起重機提供各種承載作用，因此金屬結(jié)構(gòu)自身應(yīng)具備良好的穩(wěn)定性、強度以及剛度。金屬結(jié)構(gòu)為履帶起重機的主要骨架部分，在承載起重機自重的同時還需承受外部荷載。

2.2" "工作機構(gòu)

2.2.1" "起升機構(gòu)

起升機構(gòu)主要起到對吊裝重物進行提升和下降作用，如圖2所示。起升結(jié)構(gòu)主要采用傳動軸或聯(lián)軸器將原動機和高速軸連接，經(jīng)過減速齒輪作用后使得卷筒轉(zhuǎn)動，取物裝置和省力鋼絲滑輪相連。卷筒接收到旋轉(zhuǎn)動力后，實現(xiàn)正反兩個方向的卷入和放出運動，進而實現(xiàn)吊裝重物的上升下降運動，并滿足取物裝置的上下垂直運動。

2.2.2" "回轉(zhuǎn)機構(gòu)

履帶起重機的回轉(zhuǎn)運動指的是上車與下車間做旋轉(zhuǎn)運動，完成回轉(zhuǎn)運動的結(jié)構(gòu)設(shè)備稱之為回轉(zhuǎn)機構(gòu)，履帶起重機在整個回轉(zhuǎn)機構(gòu)運轉(zhuǎn)下實現(xiàn)回轉(zhuǎn)作業(yè)，使得履帶起重機以線面范圍進行施工作業(yè)。履帶起重機回轉(zhuǎn)機構(gòu)如圖3所示。

2.2.3" "變幅機構(gòu)

履帶起重機的幅度指的是設(shè)備中吊鉤中心和回轉(zhuǎn)中軸線間的距離大小，變幅指的是將該距離進行改變。履帶起重機中的變幅機構(gòu)起到提高設(shè)備工作效率的目的，通過改變臂架仰角來實現(xiàn)重物的吊裝起降功能。履帶起重機通過變幅運動提高吊裝能力，以擴大作業(yè)范圍為垂直面。

2.2.4" "行走機構(gòu)

履帶起重機的行走機構(gòu)主要為履帶底盤，主要包括車架、驅(qū)動輪、導(dǎo)向輪、履帶架、拖鏈輪、履帶板等，如圖4所示。行走裝置為履帶梁的驅(qū)動輪、導(dǎo)向輪、支撐輪共同支持整個履帶車輛，將全部載荷傳遞到履帶下分支，上分支用于支撐拖帶輪。當(dāng)驅(qū)動輪進行回轉(zhuǎn)運動時，結(jié)合履帶與驅(qū)動輪的嚙合作用以及附著力，使得履帶不發(fā)生滑動，進而實現(xiàn)整機前行。

2.3" "動力裝置與控制系統(tǒng)

履帶起重機運動的動力源是主要的核心部件，決定了履帶起重機的結(jié)構(gòu)特點以及起重性能。履帶起重機的動力裝置為履帶起重機自身運轉(zhuǎn)和吊裝作用提供驅(qū)動力，讓各部件結(jié)構(gòu)可有序運動。控制系統(tǒng)用于實現(xiàn)各機構(gòu)的制動和停止，以改變履帶起重機的運動特性，完成各種作業(yè)動作。控制系統(tǒng)配有操作閥（主要由停止器、制動器、離合器等組成），并配備有專門的安全裝置和調(diào)速裝置。

3" "盾構(gòu)機吊裝施工工序

3.1" "最重件前盾的下井吊裝

將250t的履帶吊部件提前運輸進場，按照20～30m的主臂、9～12m副臂、160t主鉤、80～100t副鉤的形式，對臂架進行連接并調(diào)試。特殊情況下可在其它場地完成臂架組裝，再將其運至安全且最佳的作業(yè)場地。

盾構(gòu)機部件運輸至現(xiàn)場后，分別在盾構(gòu)機的主吊點上掛住主鉤吊具，并在輔助吊點上掛住副鉤吊具。將主、副鉤收緊，再分別交替將主、副鉤起升，并將前盾直徑方向保持水平。

將運輸車駛開。交替下降主、副鉤，將前盾保持與地面相距0.5～1.0m，并確保主鉤作業(yè)半徑控制在機坑旁10～12m，并保證機位站好。

采用主、副鉤的交替作業(yè)將構(gòu)件均勻平衡吊起，到達離地面0.5m距離時緩慢升起履帶吊主鉤，同時緩慢下鉤盾構(gòu)件底部副鉤，保持履帶吊主鉤將盾構(gòu)件完全吊穩(wěn)。履帶吊提升下降至盾構(gòu)就位處，將主、副鉤撤出，以此完成前盾的下井過程。

3.2" 最長件連接橋的下井吊裝

提前將連接橋部件的運輸車行駛至施工現(xiàn)場，在連接橋的兩個前部吊點上掛住主鉤吊具，同時在連接橋的后部兩個吊點上掛住副鉤吊具。將主、副鉤進行收緊，再將主、副鉤交替起升，使得連接橋離運輸車300～500mm。

將運輸車駛開。將主、副鉤交替下降，保持連接橋與地面水平相距0.5～1.0m。確保主鉤的作業(yè)半徑離機坑旁10～12m，同時確保機位站好。

采用主、副鉤的吊裝運動實現(xiàn)履帶起重機復(fù)合交替動載，履帶起重機主鉤緩慢將盾構(gòu)件頂部提升，同時將吊掛盾構(gòu)件底部的副鉤緩慢下降，保持連接橋呈15°的傾斜狀態(tài)，再將連接橋緩慢下井。

4" "結(jié)語

本文圍繞履帶起重機在盾構(gòu)吊裝施工中的應(yīng)用進行展開，通過對履帶起重機的結(jié)構(gòu)特征進行詳細闡述，重點研究了基于履帶起重機的地鐵盾構(gòu)吊裝施工工序，針對最重件（前盾）的下井吊裝和最長件（連接橋）的下井吊裝進行重點分析，證實了履帶起重機盾構(gòu)吊裝施工技術(shù)的可行性和實用性。

參考文獻

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