架桥机

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产品介绍

  以JQ900A型龙门式双主梁三支腿架桥机为例,主要由机臂、一号起重小车、二号起重小车、一号柱、二号柱、三号柱、液压系统、电气系统、柴油发电机组以及安全保护监控系统等部分组成(附图1)。

JQ900A型架桥机架梁作业为跨一孔简支式架梁,由YL900型运梁车运梁至架桥机尾部喂梁,起重小车吊梁拖拉取梁,空中微调箱梁位置就位,架桥机采用液压驱动轮胎走行,步履纵移过孔作业方式。可以架设32m、24m、20m双线整孔箱梁,适应架设最小曲线半径R5500m,适应架设最大纵坡20‰,额定起重量900t。

  1、机臂

  机臂是架桥机的承载主梁,为双箱梁结构,根据机臂的受力工况和有限元分析计算,每根箱梁设计成箱形变截面形式。全长66.0m,箱梁高3.0m,分成六个节段;两主梁中心距9m,节段间采用高强螺栓联接。节段解体后可由公路或铁路运输。

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JQ900A架桥机机臂结构图


  机臂上盖板上铺设有起重小车走行轨道,一、二号柱间下翼缘板上和下盖板底部设有供一号柱托、挂轮走行的轨道。机臂与二、三号柱通过高强螺栓固定联接,一号柱纵移时可与机臂相对运动,架梁时通过托挂轮组、定位装置与机臂铰接。

  机臂两端通过横联连接在一起,二、三号柱与机臂通过高强螺栓固定联接。一号柱纵移时可与机臂相对运动,架梁时通过节点定位装置与机臂固定铰接。二、三号柱部位采用马鞍形横联连接,可以进一步提高机臂间的横向连接刚度,马鞍形结构既可以保证起重小车的通行,又能提高整机的横向整体性。

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机臂主截面

  机臂上盖板上铺设起重小车走行轨道,上盖板内侧设有起重小车导向轨道(如右图);二号柱前部的下盖板上设有一号柱走行耳梁。机臂前部下盖板设有变跨节点,提供一号柱不同的安装位置,满足32m、24m、20m箱梁架设作业施工的需要。架桥机纵移时,一号柱可沿机臂下耳梁前后走行,架梁时通过节点定位装置与机臂固定铰接。

2.2、起重小车

  JQ900A型架桥机配有两台起重小车,有各自独立的起升机构、走行机构和横移机构。每台起重小车装有两套独立的起升机构,后小车的两套起升机构通过均衡机构使左右吊点受力均衡,从而将架桥机吊梁作业时的四吊点转换成三吊点,使箱梁均衡受载,平稳起落。

  起重小车具有三维运动和微动功能,能保证箱梁的准确对位安装。起升采用传统的电机—减速机—卷筒方式,走行通过液压马达驱动链条在机臂上拖拉运行,油缸推动横移小车横移。起升、行走速度无级可调,起升机构采用变频器无级调速,平稳可靠;走行驱动采用变量泵—变量马达系统,调速范围较大,可以进一步提高作业效率。

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起重小车构造图

  起重小车采用凹式结构架(如右上图所示)。走行机构采用链传动牵引,重物移运器承重走行的方式。起重小车起升机构为电机驱动,行星齿轮减速机内藏式卷扬机传动。起升机构的高速轴和卷筒上均设有制动装置,高速轴采用液压推杆制动器作为常规运行制动,电机与减速机之间通过带制动轮的齿轮联轴器连接;低速级采用液压盘式制动器作为紧急制动,确保吊梁作业安全可靠。

  起升机构包括起升卷扬机、动滑轮组、定滑轮组和均衡滑轮等,滑轮组倍率为2×16,其中均衡滑轮架上安装有荷重传感器,可以实时反映起升载荷。起升卷扬机为电机驱动行星齿轮减速机内藏式卷扬机,电机自带制动装置。

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横移小车平面布置图

  起重小车卷扬机构采用主动排绳器排绳,排绳器由变频电机、链轮、链条、丝杆、螺母、导向杆、支座和导向滚轮等组成传动机构。是一个随动系统,与卷扬机形成闭环控制。卷扬机转一圈,排绳器的导向滚轮横向移动一个钢丝绳直径距离。导向滚轮走到一端,钢丝绳在卷筒上缠绕完一层,通过接近开关使导向滚轮反向运动,开始第二层钢丝绳的缠绕。


2.3、一号柱

  一号柱是架桥机的前支腿,支撑在前方墩台前半部支撑垫石上。主要由托挂轮机构、折叠柱、伸缩柱等组成。架梁作业时与机臂纵向固定成铰接结构,成为柔性支腿,与机臂、二号柱组成龙门架结构,满足架梁作业支撑要求。纵移作业时一号柱与机臂之间可相对运动,实现架桥机步履纵移。

  一号柱设有折叠机构,可以满足正常架梁和最后一孔箱梁架设时一号柱上桥台支撑的需要。一号柱与机臂有三个固定位置可以满足三种不同跨度箱梁的架设。

  托挂轮机构由托轮组、挂轮组、托挂轮架、导向装置及纵向定位销等组成。一号柱共有四个托轮组,左右各两组,为从动式,在机臂前端下盖板腹板下方支撑机臂。托轮架上装有挂轮组,左右各两组,分别悬挂在机臂下耳梁上,整个一号柱可以在挂轮组带动下沿机臂下耳梁前后走行。架桥机在三号柱走行驱动机构和一号柱托挂轮组配合作用下完成纵移作业。为了减少架桥机纵移时的摩擦阻力,使整个结构更紧凑,托、挂轮设计成无轮缘式,因此需要设置导向装置,每套托挂轮机构在机臂下耳梁两侧各设有两个导向装置,在架桥机纵移及一号柱沿机臂纵向运动时起导向作用。托轮架与柱体为铰销联接,托挂轮架上装有纵移定位销,当一号柱纵移到位时,在机臂与一号柱间采用销轴定位,从而实现一号柱与机臂的固定铰联接。

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一号柱在墩台上支撑图

2.4、二号柱

  二号柱位于机臂中部(如图),与机臂固结,是“龙门架”结构中的刚性支腿。为“O”形门架结构,根据其受力特点,在龙门架平面设计成上宽下窄形式,以提高与主梁的连接刚性。

  二号柱的下横梁设有两个支腿,通过液压油缸实现支撑枕木的支垫和拆除,满足纵移时换步和架梁作业时稳定支撑要求。两支腿下设有横移机构,通过横移油缸推动二号柱带动机臂摆头,从而横向调整架桥机位置,适应曲线架梁需要。由于运梁车驮运架桥机工况的需要,下横梁设计成可拆卸式。

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二号柱结构图

2.5、三号柱

  三号柱是架桥机纵移驱动支柱,为满足运梁车喂梁通过及架桥机纵移驱动要求,设计成门架结构。由升降柱、折叠机构、走行机构、液压悬挂均衡装置、转向机构等组成(如图)。

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三号柱构造图

  升降柱、折叠机构使三号柱有两种支撑工位——宽式支撑和窄式支撑。运梁车喂梁作业时,架桥机三号柱提升支腿并外摆走行轮组形成宽式支撑,运梁车可以载梁从三号柱内部通过,完成喂梁作业,并在箱梁被完全吊离运梁车顶面后自由退出,架梁与运梁作业并行,提高作业效率。由于起重小车取梁位置紧靠二号柱,所以取梁时三号柱支反力很小。此外,由于三号柱采用轮胎式支撑,接地面积较大,从而解决架设变跨梁时三号柱施工荷载对已架箱梁的影响。架桥机纵移作业时,三号柱向内摆动走行轮组,并支撑在箱梁腹板上方,形成窄式支撑,三号柱的走行驱动机构驱动架桥机向前纵移。

  升降柱的升降通过油缸推动实现,架梁作业和走行作业时由销轴锁定。升降柱的内外柱之间有几个孔位,通过调整一、三号柱插销孔位可以与调整机臂的纵向水平度,使其不大于7‰

三号柱为轮胎式液压驱动走行,8轴16对轮轴,32个轮胎,其中12个轮胎为驱动轮。走行驱动由高速马达通过行星减速机驱动轮辋带动轮胎实现行走,采用变量泵——定量马达液压回路,每个驱动轮组都备有制动功能。

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三号柱走行轮组


  走行轮组通过不同路况时,液压悬挂油缸能对走行轮轴作竖向补偿,并使各走行轮受载均衡。同时走行轮轴可以横向适量摆动,以适应线路横坡情况。

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轮组走在横坡情况


  JQ900A架桥机采用轮胎自力走行过孔方式作业,考虑架桥机走行曲线半径很大,转向作业不频繁,根据走行轮组结构布置形式,采用偏转走行轮组式的转向型式(轮胎式起重机较多采用)。在三号柱走行轮组上设置转向机构,推动架桥机机臂沿一号柱托轮组前移(如右图)。三号柱的16个走行轮组分成四组,每组间的四个走行轮组通过连杆相连,由一个转向油缸推动实现转向,有相同的转向角度。架桥机过孔走行速度控制在3m/min以内,且设置接近预减速措施,保证过孔作业安全。走行时轮组横向偏移量控制在±30mm内。

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JQ900A架桥机转向模式示意图


  三号柱的走行驱动装置由液压马达、轮边减速机、轮胎组成,三号柱驱动装置布置如图所示。

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  三号柱每个走行轮组均装有液压悬挂均衡装置,能够保证行走时各轮组受力均衡。 

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