节段预制梁提升拼装用起重机设计

刘发林

摘 要：随着施工技术的飞速发展，混凝土预制构件拼装施工因其经济性、时效性、环保性等优点越来越受到人们的重视，节段预制拼装梁桥也应运而生，而对应施工所用起重机械为该梁拼装成功与否的关键性、控制性因素，所以起重机械的设计显得尤为重要。本论文根据相关技术要求，在对各部件需要实现的功能进行分析的基础上，设计出了一种可满足上海轨道交通17号线10标段桥梁拼装时起吊、对位、固定和张拉等各工况施工需要的起重机。

关键词：预制构件;桥梁;节段拼装;起重机

一、概述

上海市轨道交通17号线10标段含全线范围内的20处预制节段拼装连续梁桥土建施工工程，本论文设计的115吨节段桅杆式起重机是专门为该项目预制节段拼装连续梁桥的施工而设计的。该起重机的主要功能是从墩顶0#块两侧悬臂拼装预制节段梁，把节段预制梁梁段逐一从平板车上提升至桥面后与已成桥进行对接张拉，形成“T”型构件，施工结尾两墩中间会形成接缝，对该接缝进行现场浇注，最后对两墩间节段进行整跨张拉，形成桥面。

二、使用范围

气压：小于海拔1500m; 温度：-20℃ ～ 50℃;湿度：小于90%; 风力：架梁作业时：≤6 级; 风力>6 级时必须停止作业，必须将吊机锚固牢靠。

三、主要技术参数

适应节段长度：2.6～5m;最大起重量：115t （不含吊具等）;走行速度：0～0.6m/min（液压驱动）;起升速度：0～0.7m/min（电机驱动）;吊点纵向平移范围：-500～+500mm（液压驱动）;吊具回转速度：1r/min;起升高度：25m;前支点最大压力之和：～300t;后支点最大拉力之和：～130t;整机自重：～45t。

空载纵移抗倾覆稳定系数：2.41≥1.5（整机无配重走行）;外型尺寸（长×宽×高）：7.8mx7.5mx5.4m;整机总功率：～50kW。

四、主要构造及其功能

DQJ115桅杆式起重机主要由框架、起升系统、纵向调节部件、纵移部件及滑道、支撑、锚固部件等组成。

1、主框架

主框架由两个平行的棱形架通过3个联系框架连接而成。主要部件为斜撑杆、立杆、斜拉杆、上弦杆、下弦杆、联系框架等。

2、起升系统

起升系统主要由卷扬机、滑轮组、钢丝绳、吊具等组成。卷扬机额定单绳拉力10t，卷筒直径800mm，卷筒长度800mm，容绳量300m，钢丝绳为18×7多层股（不旋转）钢丝绳（GB1102-74），直径26mm，破断拉力不小于1700N/m2，2层缠绕。

3、纵向调节机构

纵向调节机构共2件，由油缸和滑座组成。油缸型号为HSGKφ110/φ63-1050，调整范围为-500～+560mm。位于桁架的两个弦杆上，可满足梁段平移、对位动作。

4、纵移机构及滑道

纵移机构共2件，每件由一个油缸和2个支座组成，油缸型号为：HSGKφ110/φ63-1050mm。纵移滑道由28B槽钢组焊而成。

5、可调支撑

可调支撑共4件，布置于纵移滑道和主框架下弦之间，可调节300mm。

6、锚固机构

用于与节段箱梁上的锚固孔相连接，锚固装置采用（）精轧螺纹钢筋及与之配套的螺母及垫板。

7、爬梯及维修平台

主框架立柱处联系框架设置挂梯，共2件，挂在主框架上弦的联接系上，主框架上弦设置维修平台，便于人员上下维修纵向调节机构，主框架端部设有张拉平台，便于人员进行张拉作业。

五、液压系统简介

液压系统包括：液压泵站、油缸、控制元件、管路等。

1、动力源-液压泵站

液压泵站参数：

额定压力：31.5MPa; 调定压力：21MPa; 额定流量：4.4L/min;工作介质： YB-N32～46抗磨液压油;油箱容积： 140L;油液清洁度： GB/T14029 NAS9级;油液正常工作温度范围： -25℃～+80℃;轴向柱塞泵主要参数：型号：10SCY; 额定压力：31.5MPa; 公称排量 10ml/rev （手动可调）;电机型号：Y132S-4-B35;电机功率：5.5kW;额定转数 1440rpm

2、执行机构-液压油缸：

行走油缸参数：

双作用型式油缸，缸径/杆径： φ110/φ63 mm ;行程：1050 mm; 额定压力：25MPa; 试验压力：32MPa; 最大推力/拉力：19.5t/13.1t（21MPa）; 伸出速度：～0.74m/min（可调节）; 缩回速度：～1.1m/min; 安装距：1490 mm; 纵向调节油缸参数：双作用型式油缸，缸径/杆径：φ110/φ63 mm ; 行程 ：1050 mm; 额定压力：25MPa; 试验压力：32MPa; 伸出速度：0～0.74m/min（可调节）;缩回速度：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-电磁换向阀：

型号：4WE10E（Y）31/CG24NZ4

通径10mm，压力至31.5MPa，流量至100L/min.

4、液压管路

该系统硬管采用φ15×2冷拔无缝钢管，其公称压力可达25MPa ，通过流量可达25L/min;软管采用JB1885-77 A10x2W，其工作压力可达32MPa。

5、液压系统的功能

液压泵站通过管路与油缸连接，油缸上个装有电磁换向阀，通过电气系统控制，可以实现油缸的分别点动以及同时长动。

六、电气系统

电气系统共包括主控电源、油泵控制系统、主钩起吊和制动、照明四大部分。

1、主控电源部分：

该部分主要由接触器、主过流继电器、漏电断路器、主钩起吊过流继电器组成。

2、主钩起吊和制动部分：

主钩起吊部分由两台卷扬机、过流保护器组成。每个卷扬机均可单独工作，两台卷扬机也可同时工作，以实现制动、起吊、对位要求。

3、油泵控制部分：

每台液压泵站分别通过起停按钮控制电磁阀来控制其油路关断与开通，以达到控制4只油缸的目的，油缸含行走油缸，纵向调节油缸。

4、照明部分：

梁侧分别设照明灯一只，夜间施工施工时用。另外司机室安装照明灯一只。

七、主要工作过程

其工作过程为：

1）、平板车将梁段运至桥面下方，起重机吊具下放。2）、吊具对位、锁紧并预提，使梁段离开船体100mm，静置5分钟无误后，同时启动两台卷扬机提升梁段至桥面。3）、吊具转动，调整梁段姿态对位。4）、梁段与已成桥对接。5）、起重机前移一个节段就位，后支点锚固，进入下一作业循环。

结论：本论文根据上海轨道交通17号线10标段实际工况，在查阅了相关设计规范、标准的基础上，设计出了一种满足本项目节段拼装梁起吊、对位及张拉要求的起重机。此起重机可适用于双U型，变截面，预制梁桅杆式施工，工况较为复杂，对以后多种节段梁拼装施工都有参考借鉴作用。

参考文献

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