李文淵++佟丹++馬春生

摘 要：以LZDJ5000型纜載吊機(jī)在武漢鸚鵡洲長(zhǎng)江大橋的應(yīng)用為研究對(duì)象，從吊機(jī)的結(jié)構(gòu)、液壓系統(tǒng)、控制系統(tǒng)等方面論述纜載吊機(jī)在施工應(yīng)用中應(yīng)注意的關(guān)鍵事項(xiàng)，通過(guò)介紹纜載吊機(jī)的基本性能及日常管理與維護(hù)的方法，為纜載吊機(jī)的現(xiàn)場(chǎng)施工提供一定的理論依據(jù)與技術(shù)支持。

關(guān)鍵詞：纜載吊機(jī)；結(jié)構(gòu)；液壓系統(tǒng)；維護(hù)

中圖分類號(hào)：U445.4 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：B

Application of LZDJ5000 Deck Erection Gantry in Yingwuzhou Yangtze River Bridge

LI Wenyuan， TONG Dan， MA Chunsheng

（Machinery Leasing Company of China Railway Major Bridge Engineering Group Co. Ltd.， Wuhan 430050， Hubei， China）

Abstract： Based on the application of LZDJ5000 deck erection gantry in Yingwuzhou Yangtze River Bridge， key matters that should be paid attention to during the construction process were discussed in aspects of the structure of the gantry， hydraulic system and control system. The fundamental characteristics and methods for daily management and maintenance of deck erection gantry were introduced， which provides theoretical basis and technical support for onsite operation of the gantry.

Key words： deck erection gantry； structure； hydraulic system； maintenance

0 引 言

鸚鵡洲長(zhǎng)江大橋是武漢市首座8車道大橋，也是世界上跨度最大的三塔四跨懸索橋。該橋結(jié)構(gòu)對(duì)稱（圖1），主纜分跨布置為（225+850×2+225）m。主橋全長(zhǎng)2 100 m，橋面由143塊加勁梁連接而成，加勁梁為鋼混泥土結(jié)合梁，梁高3 m，梁型可分為11類，最重梁段重達(dá)450 t。

圖1 主橋立面布置

本文以LZDJ5000型全液壓滾輪式纜載吊機(jī)在鸚鵡洲長(zhǎng)江大橋的實(shí)際應(yīng)用為研究對(duì)象，介紹了吊機(jī)的基本性能及日常管理與維護(hù)的方法，并分別從吊機(jī)的鋼結(jié)構(gòu)、液壓系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、人員管理機(jī)制等方面論述纜載吊機(jī)在施工應(yīng)用中的關(guān)鍵事項(xiàng)。

1 纜載吊機(jī)的特點(diǎn)及性能

LZDJ5000型吊機(jī)主要由鋼主桁梁、2臺(tái)滾輪式行走機(jī)構(gòu)、2套柴油機(jī)一體化的液壓提升設(shè)備（含提升和牽引千斤頂、柴機(jī)一體化的液壓泵站、控制系統(tǒng)及鋼絞線收線裝置）及吊具扁擔(dān)梁等部分組成[12]。其結(jié)構(gòu)如圖2所示，具有以下特點(diǎn)。

圖2 纜載吊機(jī)結(jié)構(gòu)

（1） 通用性強(qiáng)。吊機(jī)部件采用模塊化設(shè)計(jì)，僅需更換少量部件就可以適用于不同跨間距、不同纜徑的懸索橋加勁梁吊裝工作。

（2） 智能化程度高。智能化中央控制系統(tǒng)可同步或非同步控制整臺(tái)設(shè)備進(jìn)行裝卸、吊裝、行走等作業(yè)。

（3） 操作系統(tǒng)設(shè)計(jì)人性化。司機(jī)可以通過(guò)旋轉(zhuǎn)按鈕或點(diǎn)擊觸摸屏界面上的功能鍵在全工況下實(shí)現(xiàn)對(duì)吊機(jī)的控制。

（4） 額定起重能力高。單臺(tái)吊機(jī)的額定起重能力達(dá)500 t。

（5） 工作速度快。加勁梁的提升速度、吊機(jī)在主纜上的行走速度能滿足施工進(jìn)度要求。

LZDJ5000型纜載吊機(jī)的主要性能參數(shù)如表1所示。

2 纜載吊機(jī)的結(jié)構(gòu)與維護(hù)

2.1 纜載吊機(jī)的結(jié)構(gòu)

吊機(jī)包括滾輪式行走機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)、鋼主桁梁結(jié)構(gòu)、收線盤結(jié)構(gòu)、牽引頂固定端裝置等。

2.1.1 行走機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)及注意事項(xiàng)

纜載吊機(jī)采用“滾輪式行走方式”在主纜上行走。在吊機(jī)兩端沿縱向各配置1臺(tái)75 t液壓牽引千斤頂，作為吊機(jī)沿主纜向上行走的動(dòng)力和向下行走的限制裝置。在吊機(jī)移動(dòng)前，解開(kāi)吊機(jī)支撐座與主纜的連接抱箍，頂升行走滾輪直至支撐座完全懸空，逐漸將荷載從支撐座轉(zhuǎn)換至滾輪上，操作吊機(jī)沿主纜移動(dòng)。當(dāng)?shù)鯔C(jī)過(guò)索夾時(shí)，通過(guò)控制滾輪組交替伸缸和縮缸，即可完成整個(gè)行走動(dòng)作。滾輪行走機(jī)構(gòu)是纜載吊機(jī)行走和固定的主要構(gòu)件體，其結(jié)構(gòu)如圖3所示。當(dāng)?shù)鯔C(jī)在主纜上行走時(shí)需要注意以下幾點(diǎn)。

圖3 行走機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)

（1） 吊機(jī)兩側(cè)的觀察員要測(cè)量吊機(jī)兩側(cè)行走機(jī)構(gòu)的步度，并及時(shí)調(diào)整務(wù)必將不同步度控制在20 cm內(nèi)。不同步度過(guò)大會(huì)增加吊機(jī)整體結(jié)構(gòu)的不平衡性，使連接部件發(fā)生較大的扭轉(zhuǎn)形變，從而降低其壽命和安全系數(shù)。

（2） 盡量避免4個(gè)行走滾輪受力偏差過(guò)大，確保行走機(jī)構(gòu)總體受力均衡。受力偏差過(guò)大會(huì)加劇行走輪與主纜的摩擦，破壞主纜的線型，降低行走輪的壽命。

（3） 在抱箍?jī)?nèi)側(cè)與主纜接觸區(qū)域添加10 mm左右的塑料膠皮，用以保護(hù)主纜內(nèi)的鋼絲。

2.1.2 主桁梁的結(jié)構(gòu)及注意事項(xiàng)

主桁梁采用Q345B型鋼材，由H型鋼材焊接的桁架梁連接兩段箱型承重梁構(gòu)成。中間桁架梁對(duì)整體結(jié)構(gòu)起剛性支撐作用，桁架的空間主要用于安裝柴油機(jī)一體化液壓泵站、控制室及收放線裝置。對(duì)主桁架的日常管理與維護(hù)需要注意以下2點(diǎn)。endprint

（1） 定期檢查主桁梁上連接構(gòu)件的螺栓是否斷裂、松動(dòng)，做到及時(shí)檢查、緊固與更換。

（2） 定期檢查主桁架上主要受力點(diǎn)的變形及疲勞破壞程度。

2.1.3 收線盤的結(jié)構(gòu)及注意事項(xiàng)

鋼絞線收線盤裝置是纜載吊機(jī)重要部件之一，通過(guò)自身動(dòng)力機(jī)構(gòu)，它可以獨(dú)立收放鋼絞線，同時(shí)也具有攜帶吊具下放的功能。其日常維護(hù)工作需要關(guān)注如下幾點(diǎn)。

（1） 確保鋼絞線的排列整齊有序。在盤繞鋼絞線的過(guò)程中，每隔2層鋼絞線要扦插條形鋼塊，確保層間不出現(xiàn)纏繞與“串層”現(xiàn)象。

（2） 定期檢查梳線板的磨損及滾筒的運(yùn)轉(zhuǎn)情況。由于鋼絞線與梳線板上的導(dǎo)向槽之間存在剛性摩擦，會(huì)導(dǎo)致導(dǎo)向槽過(guò)度磨損，使得鋼絞線之間出現(xiàn)相互摩擦甚至攪擾現(xiàn)象。

（3） 定期緊固收線裝置的地腳螺栓。由于收線裝置的振動(dòng)會(huì)使得地腳螺栓松動(dòng)，因而需要及時(shí)發(fā)現(xiàn)并緊固。

2.1.4 牽引頂?shù)墓潭ㄑb置

牽引千斤頂?shù)墓潭ǘ耸堑鯔C(jī)在主纜上固定的反拉構(gòu)件，是吊機(jī)在主纜上安全行走的保證。固定端一般設(shè)置在距離吊機(jī)100 m或150 m，靠近索夾的位置，利用索夾和抱箍自身與主纜的抱緊力來(lái)抵抗?fàn)恳Ы镯數(shù)睦?。因而在吊機(jī)走行和架梁前必須緊固抱箍上的連接螺栓，并安排人員實(shí)時(shí)檢查和校核。

2.2 纜載吊機(jī)液壓系統(tǒng)

纜載吊機(jī)液壓系統(tǒng)主要由4個(gè)獨(dú)立的回路系統(tǒng)組成，分別為提升系統(tǒng)、牽引系統(tǒng)、夾持系統(tǒng)及行走系統(tǒng)。提升系統(tǒng)和牽引系統(tǒng)的壓力油可以合流，并一起為提升系統(tǒng)供油，以提高提升效率；行走系統(tǒng)和夾持系統(tǒng)均由獨(dú)立的泵輸出液壓油，由獨(dú)立的液壓閥及相關(guān)液壓元件控制液壓油的壓力及液流方向，獨(dú)成一路，互不干擾。以下根據(jù)吊機(jī)實(shí)際運(yùn)行工況，對(duì)液壓泵站、提升頂和牽引頂?shù)墓ぷ髑闆r做分析與探討。

2.2.1 液壓泵站

液壓泵站為纜載吊機(jī)的提升系統(tǒng)及行走系統(tǒng)提供動(dòng)力源，用來(lái)驅(qū)動(dòng)提升千斤頂及行走系統(tǒng)的各種執(zhí)行元件，從而實(shí)現(xiàn)重物的提升及吊機(jī)在主纜上的移動(dòng)。

液壓泵站主要由箱體、柴油機(jī)泵組、主頂閥組、行走閥組、夾持閥組、控制面板、蓄電池等組成。液壓泵站的日常維護(hù)工作需要關(guān)注以下幾點(diǎn)。

（1） 泵站應(yīng)具有良好的通風(fēng)散熱性能，并在冬天做好防凍措施。

（2） 設(shè)備運(yùn)行的過(guò)程中，指定人員對(duì)泵站箱體內(nèi)的管路系統(tǒng)及液壓元器件進(jìn)行實(shí)時(shí)檢查，及時(shí)發(fā)現(xiàn)與處理各種泄油現(xiàn)象。

2.2.2 LSD3500500B提升頂

LSD3500500B提升頂也可稱為間歇式液壓提升頂，主要由1個(gè)主頂、2個(gè)夾持頂、位移傳感器、壓力傳感器和接近開(kāi)關(guān)組成。該液壓頂以液壓油推動(dòng)油缸、活塞往復(fù)運(yùn)動(dòng)，通過(guò)上夾持器和下夾持器的載荷轉(zhuǎn)換來(lái)實(shí)現(xiàn)垂直提升或下放重物。其主要技術(shù)參數(shù)如表2所示。

提升頂是將液壓能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能的執(zhí)行構(gòu)件，是實(shí)現(xiàn)安全、平穩(wěn)架設(shè)加勁梁的核心設(shè)備。在架設(shè)加勁梁及吊裝鋼梁的過(guò)程中一定要做好以下幾方面工作。

（1） 在架設(shè)鋼梁前做好試運(yùn)行及相關(guān)調(diào)試工作。確保2臺(tái)提升頂在空載情況下能夠正常工作，且空載伸缸和縮缸具有良好的同步度。

（2） 確保提升頂上下夾持器的額定夾持壓力（7 MPa），夾持壓力不宜過(guò)大。

（3） 確保每臺(tái)提升頂接近開(kāi)關(guān)的安裝位置準(zhǔn)確、無(wú)松動(dòng)并能正常運(yùn)行。接近開(kāi)關(guān)是提升頂行程監(jiān)控及力轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)，也是電信號(hào)傳輸與轉(zhuǎn)換的核心部件。

（4） 確保壓力傳感器和位移傳感器能正常工作。對(duì)不準(zhǔn)確或有故障的傳感器需要及時(shí)更換并調(diào)試好。同時(shí)，還需做好防雨、防凍、防碰等相關(guān)保護(hù)措施。

（5） 在提升加勁梁的過(guò)程中，需要指定人員全程觀測(cè)提升頂?shù)倪\(yùn)行狀況。發(fā)生不良工況時(shí)須及時(shí)通知司機(jī)或直接暫停提升頂。

2.2.3 LSD750500牽引頂

LSD750500牽引頂?shù)慕Y(jié)構(gòu)和LSD3500500B提升頂?shù)慕Y(jié)構(gòu)較為相似，其主要性能參數(shù)如表3所示。

牽引頂?shù)目傮w結(jié)構(gòu)與提升頂類似，電氣及液壓元器件的保養(yǎng)和維護(hù)方式與LSD3500500B提升頂類似。牽引頂?shù)娜粘＞S護(hù)工作需關(guān)注以下幾點(diǎn)。

（1） 吊機(jī)在主纜上行走前一定要充分做好檢查工作。其主要內(nèi)容包括牽引頂?shù)脑囘\(yùn)行，壓力傳感器、位移傳感器是否均能正常工作，查看整個(gè)油路是否存在漏油等現(xiàn)象，確保其安全運(yùn)行。

（2） 確保夾持頂松錨、緊錨的接近開(kāi)關(guān)能夠正常工作并無(wú)松脫現(xiàn)象。

（3） 更換夾持頂夾片后，在松錨狀態(tài)下調(diào)整上下夾持器夾片上端面到壓板內(nèi)側(cè)的間距，確保該間距在規(guī)定的范圍內(nèi)（10～12 mm）。

2.3 控制系統(tǒng)

纜載吊機(jī)控制系統(tǒng)是基于工業(yè)PLC控制技術(shù)，集人機(jī)界面技術(shù)、傳感器技術(shù)、通訊技術(shù)于一體的多功能控制裝置。該系統(tǒng)采用分布式計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)控制，主要由1臺(tái)主控臺(tái)、2臺(tái)泵站啟起箱、若干傳感器、若干數(shù)據(jù)線組成，可控制2臺(tái)提升千斤頂、2臺(tái)牽引千斤頂、8臺(tái)荷載轉(zhuǎn)換千斤頂、2臺(tái)液壓泵站、2臺(tái)收線馬達(dá)以及2臺(tái)牽引馬達(dá)組成。所有檢測(cè)信號(hào)經(jīng)過(guò)數(shù)據(jù)線傳送到主控臺(tái)。主控臺(tái)根據(jù)各種傳感器采集到的位置信號(hào)、壓力信號(hào)，按照一定的控制程序和算法，決定油缸的動(dòng)作順序，完成集群千斤頂?shù)膮f(xié)調(diào)工作；同時(shí)控制柴油機(jī)轉(zhuǎn)速的大小（高速擋和低速擋），驅(qū)動(dòng)油缸以規(guī)定的速度伸缸或縮缸，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)千斤頂同步運(yùn)行的控制。

對(duì)控制系統(tǒng)的操控與維護(hù)需要做好以下幾點(diǎn)。

（1） 操作司機(jī)必須熟悉設(shè)備的操作要領(lǐng)，并與現(xiàn)場(chǎng)指揮人員保持良好的通訊狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)指令與操作一致。

（2） 設(shè)備運(yùn)行時(shí)需要檢查整臺(tái)控制系統(tǒng)的指示燈能否正常工作，及時(shí)排除電氣故障，確保設(shè)備正常運(yùn)行。

（3） PLC控制柜應(yīng)具備良好的通風(fēng)散熱性能，并做好防雨、防潮措施。

3 結(jié) 語(yǔ)

LZDJ5000型纜載吊機(jī)在鸚鵡洲長(zhǎng)江大橋加勁梁的吊裝施工中發(fā)揮了巨大的作用，成功完成了143片加勁梁的架設(shè)任務(wù)。在機(jī)械施工的過(guò)程中要做到嚴(yán)格按照各項(xiàng)規(guī)章制度實(shí)施，既要做到技術(shù)管理，也要做好人員制度管理。

參考文獻(xiàn)：

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[責(zé)任編輯：杜敏浩]endprint