節(jié)段預制梁提升拼裝用起重機設計

劉發(fā)林

摘 要：隨著施工技術的飛速發(fā)展，混凝土預制構(gòu)件拼裝施工因其經(jīng)濟性、時效性、環(huán)保性等優(yōu)點越來越受到人們的重視，節(jié)段預制拼裝梁橋也應運而生，而對應施工所用起重機械為該梁拼裝成功與否的關鍵性、控制性因素，所以起重機械的設計顯得尤為重要。本論文根據(jù)相關技術要求，在對各部件需要實現(xiàn)的功能進行分析的基礎上，設計出了一種可滿足上海軌道交通17號線10標段橋梁拼裝時起吊、對位、固定和張拉等各工況施工需要的起重機。

關鍵詞：預制構(gòu)件;橋梁;節(jié)段拼裝;起重機

一、概述

上海市軌道交通17號線10標段含全線范圍內(nèi)的20處預制節(jié)段拼裝連續(xù)梁橋土建施工工程，本論文設計的115噸節(jié)段桅桿式起重機是專門為該項目預制節(jié)段拼裝連續(xù)梁橋的施工而設計的。該起重機的主要功能是從墩頂0#塊兩側(cè)懸臂拼裝預制節(jié)段梁，把節(jié)段預制梁梁段逐一從平板車上提升至橋面后與已成橋進行對接張拉，形成“T”型構(gòu)件，施工結(jié)尾兩墩中間會形成接縫，對該接縫進行現(xiàn)場澆注，最后對兩墩間節(jié)段進行整跨張拉，形成橋面。

二、使用范圍

氣壓：小于海拔1500m; 溫度：-20℃ ～ 50℃;濕度：小于90%; 風力：架梁作業(yè)時：≤6 級; 風力>6 級時必須停止作業(yè)，必須將吊機錨固牢靠。

三、主要技術參數(shù)

適應節(jié)段長度：2.6～5m;最大起重量：115t （不含吊具等）;走行速度：0～0.6m/min（液壓驅(qū)動）;起升速度：0～0.7m/min（電機驅(qū)動）;吊點縱向平移范圍：-500～+500mm（液壓驅(qū)動）;吊具回轉(zhuǎn)速度：1r/min;起升高度：25m;前支點最大壓力之和：～300t;后支點最大拉力之和：～130t;整機自重：～45t。

空載縱移抗傾覆穩(wěn)定系數(shù)：2.41≥1.5（整機無配重走行）;外型尺寸（長×寬×高）：7.8mx7.5mx5.4m;整機總功率：～50kW。

四、主要構(gòu)造及其功能

DQJ115桅桿式起重機主要由框架、起升系統(tǒng)、縱向調(diào)節(jié)部件、縱移部件及滑道、支撐、錨固部件等組成。

1、主框架

主框架由兩個平行的棱形架通過3個聯(lián)系框架連接而成。主要部件為斜撐桿、立桿、斜拉桿、上弦桿、下弦桿、聯(lián)系框架等。

2、起升系統(tǒng)

起升系統(tǒng)主要由卷揚機、滑輪組、鋼絲繩、吊具等組成。卷揚機額定單繩拉力10t，卷筒直徑800mm，卷筒長度800mm，容繩量300m，鋼絲繩為18×7多層股（不旋轉(zhuǎn)）鋼絲繩（GB1102-74），直徑26mm，破斷拉力不小于1700N/m2，2層纏繞。

3、縱向調(diào)節(jié)機構(gòu)

縱向調(diào)節(jié)機構(gòu)共2件，由油缸和滑座組成。油缸型號為HSGKφ110/φ63-1050，調(diào)整范圍為-500～+560mm。位于桁架的兩個弦桿上，可滿足梁段平移、對位動作。

4、縱移機構(gòu)及滑道

縱移機構(gòu)共2件，每件由一個油缸和2個支座組成，油缸型號為：HSGKφ110/φ63-1050mm。縱移滑道由28B槽鋼組焊而成。

5、可調(diào)支撐

可調(diào)支撐共4件，布置于縱移滑道和主框架下弦之間，可調(diào)節(jié)300mm。

6、錨固機構(gòu)

用于與節(jié)段箱梁上的錨固孔相連接，錨固裝置采用（）精軋螺紋鋼筋及與之配套的螺母及墊板。

7、爬梯及維修平臺

主框架立柱處聯(lián)系框架設置掛梯，共2件，掛在主框架上弦的聯(lián)接系上，主框架上弦設置維修平臺，便于人員上下維修縱向調(diào)節(jié)機構(gòu)，主框架端部設有張拉平臺，便于人員進行張拉作業(yè)。

五、液壓系統(tǒng)簡介

液壓系統(tǒng)包括：液壓泵站、油缸、控制元件、管路等。

1、動力源-液壓泵站

液壓泵站參數(shù)：

額定壓力：31.5MPa; 調(diào)定壓力：21MPa; 額定流量：4.4L/min;工作介質(zhì)： YB-N32～46抗磨液壓油;油箱容積： 140L;油液清潔度： GB/T14029 NAS9級;油液正常工作溫度范圍： -25℃～+80℃;軸向柱塞泵主要參數(shù)：型號：10SCY; 額定壓力：31.5MPa; 公稱排量 10ml/rev （手動可調(diào)）;電機型號：Y132S-4-B35;電機功率：5.5kW;額定轉(zhuǎn)數(shù) 1440rpm

2、執(zhí)行機構(gòu)-液壓油缸：

行走油缸參數(shù)：

雙作用型式油缸，缸徑/桿徑： φ110/φ63 mm ;行程：1050 mm; 額定壓力：25MPa; 試驗壓力：32MPa; 最大推力/拉力：19.5t/13.1t（21MPa）; 伸出速度：～0.74m/min（可調(diào)節(jié)）; 縮回速度：～1.1m/min; 安裝距：1490 mm; 縱向調(diào)節(jié)油缸參數(shù)：雙作用型式油缸，缸徑/桿徑：φ110/φ63 mm ; 行程 ：1050 mm; 額定壓力：25MPa; 試驗壓力：32MPa; 伸出速度：0～0.74m/min（可調(diào)節(jié)）;縮回速度：0～1.1m/min; 最大推力/拉力：19.5t/13.1t（21MPa）; 安裝距：1490 mm

3、控制元件-電磁換向閥：

型號：4WE10E（Y）31/CG24NZ4

通徑10mm，壓力至31.5MPa，流量至100L/min.

4、液壓管路

該系統(tǒng)硬管采用φ15×2冷拔無縫鋼管，其公稱壓力可達25MPa ，通過流量可達25L/min;軟管采用JB1885-77 A10x2W，其工作壓力可達32MPa。

5、液壓系統(tǒng)的功能

液壓泵站通過管路與油缸連接，油缸上個裝有電磁換向閥，通過電氣系統(tǒng)控制，可以實現(xiàn)油缸的分別點動以及同時長動。

六、電氣系統(tǒng)

電氣系統(tǒng)共包括主控電源、油泵控制系統(tǒng)、主鉤起吊和制動、照明四大部分。

1、主控電源部分：

該部分主要由接觸器、主過流繼電器、漏電斷路器、主鉤起吊過流繼電器組成。

2、主鉤起吊和制動部分：

主鉤起吊部分由兩臺卷揚機、過流保護器組成。每個卷揚機均可單獨工作，兩臺卷揚機也可同時工作，以實現(xiàn)制動、起吊、對位要求。

3、油泵控制部分：

每臺液壓泵站分別通過起停按鈕控制電磁閥來控制其油路關斷與開通，以達到控制4只油缸的目的，油缸含行走油缸，縱向調(diào)節(jié)油缸。

4、照明部分：

梁側(cè)分別設照明燈一只，夜間施工施工時用。另外司機室安裝照明燈一只。

七、主要工作過程

其工作過程為：

1）、平板車將梁段運至橋面下方，起重機吊具下放。2）、吊具對位、鎖緊并預提，使梁段離開船體100mm，靜置5分鐘無誤后，同時啟動兩臺卷揚機提升梁段至橋面。3）、吊具轉(zhuǎn)動，調(diào)整梁段姿態(tài)對位。4）、梁段與已成橋?qū)印?）、起重機前移一個節(jié)段就位，后支點錨固，進入下一作業(yè)循環(huán)。

結(jié)論：本論文根據(jù)上海軌道交通17號線10標段實際工況，在查閱了相關設計規(guī)范、標準的基礎上，設計出了一種滿足本項目節(jié)段拼裝梁起吊、對位及張拉要求的起重機。此起重機可適用于雙U型，變截面，預制梁桅桿式施工，工況較為復雜，對以后多種節(jié)段梁拼裝施工都有參考借鑒作用。

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