4.3.2 控制系統(tǒng)
采用PLC程序集成控制,整機(jī)遙控+局部線控操作。
安全控制系統(tǒng)包括起吊卷筒緊急制動(dòng)器、高度及速度編碼器、限位開關(guān)、紅外測(cè)距儀、載荷測(cè)量裝置、急停按鈕以及程序保護(hù)等。
4.4 關(guān)鍵技術(shù)研究
4.4.1 軌道支撐型式
提梁機(jī)是空載或輕載(限200t)縱移、重載定點(diǎn)吊梁的主要工作模式,其軌道支撐以此為設(shè)計(jì)依據(jù)。定點(diǎn)吊梁工況載荷大,設(shè)計(jì)了輔助支撐油缸,吊梁時(shí)與車輪共同承載。
4.4.2 驅(qū)動(dòng)方式設(shè)計(jì)
整機(jī)運(yùn)行、起吊、橫移等部位采用了變頻器—變頻電機(jī)驅(qū)動(dòng)。
4.4.3 起吊方式設(shè)計(jì)
通過PLC程序自動(dòng)監(jiān)測(cè)和調(diào)整兩側(cè)起吊卷筒的不同步差值外,在吊具設(shè)計(jì)中還考慮了結(jié)構(gòu)和自由度的合理設(shè)計(jì),使得梁體在起吊或是置放時(shí)其吊點(diǎn)或支點(diǎn)能夠進(jìn)行微量調(diào)整,降低工作過程中對(duì)梁體的影響。雙機(jī)聯(lián)動(dòng)吊梁時(shí)采取 “三點(diǎn)平衡式”起吊體系,形成受力合理、自動(dòng)均衡。
4.4.4 組裝方案研究
見本文第6節(jié)。
5 提梁站軌道梁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與施工
5.1 軌道梁總體布置
提梁機(jī)走行通道即軌道梁設(shè)置在現(xiàn)澆箱梁梁體的兩側(cè)(中心距56m),全長(zhǎng)112m。上部結(jié)構(gòu)采用鋼筋混凝土倒T形連續(xù)梁,下部采用鉆孔樁基礎(chǔ)。
5.2 軌道梁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
5.2.1 基本數(shù)據(jù)選擇
(1) 梁混凝土等級(jí)C40, 混凝土彈性模量:
E=3.3×104MPa;
(2) 樁和承臺(tái)混凝土等級(jí)C25,混凝土彈性模量:
E=2.8×104MPa;
(3) 地基土平均液限Ll=0.96;樁側(cè)土平均地基比例系數(shù)m = 1000;樁側(cè)土平均磨擦角ψ=33°。
(4) 提梁站軌道梁結(jié)構(gòu)形狀及尺寸見圖3。
5.2.2 設(shè)計(jì)荷載
(1) 預(yù)制箱形梁重14300kN;
(2) 提梁機(jī)自重(單臺(tái))5500 kN;
(3)輕載按單臺(tái)2000 kN計(jì)。
5.2.3 軌道梁施工
軌道梁施工順序:鉆孔樁→承臺(tái)→安裝支座→倒T梁。
6 提梁設(shè)備組裝方案研究與實(shí)施
6.1 設(shè)備組裝方案選擇
6.1.1 “高位拼裝”方案
總體思路是搭設(shè)滿堂支架在高位進(jìn)行主梁拼裝。此方案避免了主梁、支腿等部件的整體吊裝和整體對(duì)位,但是相鄰桿件高位拼裝的精度調(diào)整困難,組裝速度慢,高空作業(yè)危險(xiǎn)程度高,施工周期長(zhǎng)。
6.1.2 “低位拼裝、高位吊裝”方案
總體思路是在橋面(低位)拼裝主梁、大型吊機(jī)整體吊裝。即在主梁、支腿、走行臺(tái)車分別組裝完畢后,將支腿自地面吊裝就位并和走行機(jī)構(gòu)對(duì)接;將主梁吊到高位,與支腿對(duì)接;將吊梁小車起吊到主梁上,完成整機(jī)主結(jié)構(gòu)的拼裝。
6.1.3 方案確定
通過對(duì)兩種方案的安全性和經(jīng)濟(jì)性比較,確定了采用“低位拼裝、高位吊裝”方案。
6.2 設(shè)備拼裝場(chǎng)地布置(圖4)
6.3 設(shè)備總成拼裝
(1) 在走行線側(cè)方搭設(shè)兩個(gè)與梁等高的支架,在支架上搭設(shè)拼裝平臺(tái);
(2) 在拼裝平臺(tái)和現(xiàn)澆箱梁頂面上拼裝主梁;
(3) 主梁拼裝的同時(shí),在地面上拼裝兩個(gè)剛性支腿;
(4) 主梁拼裝的同時(shí),在橋面上同時(shí)拼裝兩個(gè)柔性支腿;
(5) 兩個(gè)走行臺(tái)車的拼裝在軌道梁上進(jìn)行;
(6) 吊梁桁車、滑輪組等部件拼裝工作在地面上進(jìn)行。
6.4 設(shè)備吊裝步驟
(1) 將剛性腿吊裝到走行梁上對(duì)位安裝;
(2) 將柔性支腿自橋面吊裝到地面,并與走行梁對(duì)位安裝;
(3) 在剛性、柔性支腿完全吊裝好后,起吊主梁與兩只腿安裝連接;
(4) 主結(jié)構(gòu)吊裝完成后,將拼裝好的桁車吊裝到主梁上;
(5) 組裝平臺(tái)、電氣及液壓系統(tǒng)等部件。
6.5 主要吊裝機(jī)械(表3)
6.6 設(shè)備載荷試驗(yàn)
6.6.1 工作測(cè)試
6.6.1.1 載荷條件
(1) 額定載荷:1500t,等效換算為14710kN。單臺(tái)起重量:14710/2=7355 kN;
(2) 動(dòng)載荷:110%額定載荷,即14710 kN×110% = 16181 kN 。
6.6.1.2 測(cè)試程序
(1) 空載進(jìn)行起吊、橫移、運(yùn)行動(dòng)作,觀察是否正常;
(2) 起吊額定/動(dòng)載荷至吊高50~100mm,進(jìn)行制動(dòng)及保持試驗(yàn);
(3) 起吊額定/動(dòng)載荷到高位,直到限位開關(guān)停止起吊動(dòng)作;
(4) 向左移動(dòng)吊梁桁車到極限位置(最大偏離中心點(diǎn)20m);
(5) 向右移動(dòng)吊梁桁車到極限位置(最大偏離中心點(diǎn)20m);
(6) 落下額定載荷/動(dòng)載荷。
6.6.2 撓度測(cè)試
6.6.2.1 基本條件
(1) 雙機(jī)空載位于停止位置,吊梁桁車位于主梁中位;
(2) 額定載荷/動(dòng)載荷同工作測(cè)試。
6.6.2.2 測(cè)試程序
(1) 在主梁兩個(gè)端點(diǎn)和中點(diǎn)設(shè)置測(cè)點(diǎn),空載狀態(tài)測(cè)量主梁3個(gè)測(cè)點(diǎn)的水平度,計(jì)算出空載撓度;
(2) 額定載荷下起吊箱梁到上極限位,橫移到主梁中位,測(cè)量主梁各測(cè)點(diǎn)的水平度;
(3) 額定載荷下橫移箱梁到左極限位,測(cè)量主梁各測(cè)點(diǎn)的水平度;
(4) 額定載荷下橫移箱梁到右極限位,測(cè)量主梁各測(cè)點(diǎn)的水平度;
(5) 卸下箱梁,復(fù)測(cè)主梁各測(cè)點(diǎn)的水平度;
(6) 施加110%動(dòng)載荷,重復(fù)上述步驟。
7 大噸位整體箱梁提升上橋施工工藝
7.1 工藝流程圖(圖5)
7.2 施工工藝要點(diǎn)
(1) 提梁準(zhǔn)備:空機(jī)運(yùn)行各項(xiàng)動(dòng)作并檢查有無異常;兩臺(tái)HM800提梁機(jī)行至提梁位置,支撐輔助液壓油缸到軌道上;確認(rèn)TE1600輪胎式運(yùn)梁機(jī)運(yùn)行到裝梁位置;
(2) 連接吊具;
(3) 起吊、橫移:桁車和運(yùn)行監(jiān)護(hù)人員密切觀察吊梁橫移和起吊卷筒情況,確認(rèn)各部是否正常;
(4) 落梁就位:橫移到運(yùn)梁車上方時(shí),聽從指揮人員命令落梁;
(5) 解除吊具:確認(rèn)箱梁已準(zhǔn)確落放到運(yùn)梁車裝梁位后解除吊具;
(6)移位待梁:提梁機(jī)空載移位,以便新的待提梁片進(jìn)入。
8 結(jié) 語
經(jīng)杭州灣項(xiàng)目的使用證明,采用兩臺(tái)HM800型輪軌式提梁機(jī)跨三片梁將大型箱梁提升上橋的方案安全可行。自2005年7月24日設(shè)備正式投入使用,截至2006年11月16日安全、順利提升全部404片箱梁,并且成功的完成了架橋機(jī)和運(yùn)梁機(jī)組裝和解體。該技術(shù)方案的順利實(shí)施,滿足了杭州灣跨海大橋大噸位箱梁提升上橋的要求,為實(shí)施1430t/50m整體預(yù)制箱梁“梁上運(yùn)架”這一世界領(lǐng)先施工工藝創(chuàng)造了有利條件。