小半徑曲線軌道龍門吊提梁技術研究

1、小半徑曲線軌道龍門吊提梁技術研究摘要：根據(jù)瑞尋高速公路B1標段羊子巖高架橋梁場設置情況，解決龍門吊在小半徑曲線軌道上運行提梁的技術難題。采用現(xiàn)場調(diào)查分析，試驗驗證等辦法，對龍門吊的支腿、控制系統(tǒng)、軌道系統(tǒng)等進行研究改造，通過在龍門吊支腿和行走輪之間增加轉向裝置，在電器控制系統(tǒng)上加裝調(diào)速器，實現(xiàn)龍門吊內(nèi)外側行走輪的同心圓運行；加裝時間繼電器，實現(xiàn)龍門吊在直曲線結合處處的速度轉換；對行走軌道進行加固處理。實踐證明，通過技術改造，在150m的小半徑軌道上龍門吊提梁技術是可行的。關鍵詞：曲線行走；龍門吊；調(diào)速器；時間繼電器；軌道維護0.前言 在高速公路橋梁施工中，對于大噸位預制梁一般采用龍門吊抬舉的方

2、式進行提梁、轉運及裝車。龍門吊有輪胎式和軌道式，由于輪胎式龍門吊造價較高，且要求施工場地較為寬闊，公路梁場一般采用軌道式。對于軌道式龍門吊為了保證龍門吊運行安全，一般采取直線行走或大半徑曲線運行。但在某些情況下，因施工條件所限，梁場設計時只能采用小半徑曲線提梁，這就需要對提梁龍門吊進行適當改造，并對軌道系統(tǒng)進行調(diào)整加固。 瑞尋高速公路B1標段內(nèi)的羊子巖高架橋采用的是長度為40m預應力混凝土連續(xù)T 梁，上部結構形式為為540m+540m二聯(lián)先簡支后連續(xù)T梁，需預制架設40mT梁120 片，采用后張法施工。標段內(nèi)山形陡峭、溝壑林立，地面標高變化范圍為264.00379.00m，相對高差較大?？梢宰?/p>

3、為預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，原計劃梁場設置在填方段，因工期緊張，填方工期不能滿足制運架梁工期要求。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置，這就造成梁場布置時龍門吊軌道曲線半徑較小，且線性復雜：軌道全長150m,曲線部分長100m，軌道內(nèi)側曲線半徑為130m，外側曲線半徑為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問題 該橋40m預制T梁設計最大梁重135T（邊梁），中梁梁重123T，提梁時采用2臺1

4、00T軌道式龍門吊抬舉。設計龍門吊起吊高度8m，實際起吊重量達到135T，由于梁場設計軌道為直曲線相結合，走曲線時極易因為龍門吊兩側行走輪不同步而造成龍門吊傾覆或掉輪現(xiàn)象。同時龍門吊曲線運行時，外側軌道受力較大，極易發(fā)生移位、扭曲變形，因此還應需要設置超高，并采取適當加固措施以避免龍門吊運行時軌道發(fā)生位移、變形。因此要想達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行速度確定龍門吊走行設備的改裝和技術參數(shù)的調(diào)整，同時解決軌道位移問題。 2.龍門吊的技術改裝 對龍門吊的技術改裝，主要要解決兩個問題：1、解決曲線地段運行問題；2、解決直曲線過渡運行問題。 2.1解決曲線地段運行問題 解決曲線

5、問題包括兩個方面：一是解決龍門吊轉向問題，二是解決龍門吊內(nèi)外側行走輪行走保持同心圓運行問題。 2.1.1 解決龍門吊轉向問題 常規(guī)龍門吊在設計時為保證施工安全，龍門吊兩腿立柱與行走輪之間往往采用焊接結構或者采用鋼銷直接固結銷死，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向裝置。 經(jīng)理論計算和數(shù)次試驗驗證，再在立柱與行走輪結合部增加了如下轉向裝置：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、門吊在曲線上運行時可通過兩塊鋼板的轉動調(diào)節(jié)其轉向，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)外側行走輪行走保持同心圓問題 在直線運行時，為保證兩側行走輪運行同步，龍門吊兩側的行走驅(qū)動電機往往采用一個控制開關進行控制，且轉速相同，從而保證了兩側同步同速行走。 而曲線運行時則需要龍門吊兩側行走輪保持同心圓行走，也就是說需要調(diào)整龍門吊兩側的行走速度，使之保持一個固定差值，從而保持其同心運行。根據(jù)這一原理，我們根據(jù)內(nèi)外軌半徑之差，并結合龍門吊提梁時的行走速度（為確保安全，提梁行走速度控制在10m/min左右），計算出內(nèi)外側行走輪之間如果要保持同心運動所需要的速度差

7、，加裝一個調(diào)速器用于調(diào)整龍門吊行走電機轉速，從而實現(xiàn)兩側速度差值的調(diào)整，保證了龍門吊運行安全。實踐證明只要調(diào)速器設置合理，就可以做到龍門吊行走輪始終保持同心圓運行，從而保證設備運行安全。 2.2 解決直曲線過渡運行問題 通過加裝調(diào)速器，解決了龍門吊小半徑曲線運行問題，但新的問題又需要解決。那就是曲線地段行走電機加裝了調(diào)速器，使兩側電機不同速行走解決了曲線行駛的同心運行問題，但到了直線地段，如果繼續(xù)保持同心圓運行，就會造成兩側行走輪內(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裝置：時間繼電器。其原理是執(zhí)行機構的觸頭按照一定的周期反復接通和斷開,其接通和斷開時間由兩個旋鈕分別

8、調(diào)節(jié)，通過間斷給電，可以調(diào)整運行電機速度。由此，經(jīng)過反復計算和多次現(xiàn)場試驗，我們在龍門吊控制臺上增設一個時間繼電器，當龍門吊運行到曲線末端時，啟動時間繼電器，再次調(diào)整龍門吊兩側行走輪的運行速度，使兩側行走輪接近平行運行，從而保證了直線運行時兩側行走輪同步問題。 3.軌道設置 由于軌道半徑較小，龍門吊在曲線地段運行時，會對外側軌道產(chǎn)生較大的橫向力，從而造成軌道移位或扭曲變形，相對于龍門吊直線運行來講，就對軌道系統(tǒng)提出了更好的要求。 （1）參考鐵路圓曲線超高設置原理，根據(jù)龍門吊通過曲線時實際運行速度，求算合理的平均速度值，并據(jù)此計算出曲線外軌理論超高值；然后通過理論檢算和現(xiàn)場實地觀測調(diào)查，設置合理

9、超高值。同時按照 2的順坡率來處理直曲線結合部的超高變化問題。 （2）軌道道床應確保均勻飽滿，軌道與枕木之間采用道釘按照不大于60cm的間距進行固定，鋼軌接頭部分采用魚尾板進行連接固定。 （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。加強對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，還應滿足以下條件：鋼軌正面、側面的不平度1/1500，全長2mm；鋼軌與地面垂直度1mm，鋼軌的坡度3mm；軌道實際中心線對軌道設計中心線的位置偏移應3 mm；軌道接頭左、右、上三面的錯位1mm;兩平行軌道接頭的位置應錯開，其錯開距離應大于門機前后車輪

10、的車距；接頭間隙應為23mm；接頭兩側導軌高度差2 mm。軌道兩端應安裝終端限位裝置，防止龍門吊脫軌事故的發(fā)生。 4.管理措施 采取了以上技術措施，從理論上講龍門吊可以在半徑150m的小半徑曲線上運行。但影響龍門吊運行安全的危險因素還有很多，而且機械操作也比一般龍門吊操作較為復雜，因此必須采取一定的管理措施來規(guī)范操作。 （1）加強對操作人員的培訓教育，使其能熟練切換操作，避免因操作失誤發(fā)生安全事故。 （2）加強對機械設備，特別是立柱與行走輪結合部的轉向裝置、時間繼電器、調(diào)速器的檢查，確保其處于正常工作狀態(tài)。 （3）加強對軌道的檢查保養(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.結束語 （1）瑞尋高速公路羊子巖高架橋梁場的實踐證明，通過技術改造，在小半徑曲線地段采用軌道式龍門吊提梁在技術上是可行的，曲線半徑最小可以達到150m。 （2）通過加裝調(diào)速器和時間繼電器，可以實現(xiàn)龍門吊運行速度在020m/min的范圍內(nèi)任意可調(diào)，加速和制動時間在060s之間可預設。 （3）曲線提梁時，必須對龍門吊進行必要的改造，同時對軌道系統(tǒng)提出了更高的要求。 （4）有專人負