橋梁工程機械的設備技術改造要點

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摘要：針對某橋梁工程實際情況，在介紹工程建設難點和對機械設備要求的基礎上，制定了設備改造方案，并對改造的要點進行了總結，包括液壓系統(tǒng)、傳動與起吊、設備結構三部分，最后通過實踐得出此改造方案合理可行，具有參考借鑒價值的結論。

關鍵詞：橋梁機械設備；設備改造；改造要點

0引言

目前，橋梁施工正向高度機械化的方向發(fā)展，加之橋梁施工面臨的環(huán)境條件越來越復雜，這對機械設備提出了更高要求。在這種形勢下，橋梁機械設備改造成為適應各種復雜多變施工條件的重要舉措。

1工程概況

以某鐵路客運專線工程為例進行分析，其設計時速為250km/h，線間距4.6m，全線含隧道13座，設計半徑為6400mm，后因隧道運架梁難度較大，故增至6500mm?；诹簣鰧嶋H布置，施工中運架設備須穿過11座隧道，施工條件復雜，若采用常規(guī)運架設備，易出現(xiàn)運梁車和架橋機無法穿隧道等問題。因此，須對現(xiàn)有設備進行改造。

2設備改造方案

經(jīng)可行性分析，現(xiàn)決定將現(xiàn)有常規(guī)運架設備按照變位平臺式穿隧道運架設備實施改造。通過改造，可使主機從臺座自動取梁，并在導梁尾端增設變位平臺，調整該平臺高度，能實現(xiàn)對導梁尾端表面軌道相對于橋臺高度的調整。在主機作業(yè)時，不會受到隧道斷面限制，當路基表面平整、橋面接口平順且操作員正確操控時，最大空載運行速度可達7km/h，最大滿載運行速度也可達到4.5km/h?？梢?，通過對設備的適當改造，不僅能簡化施工作業(yè)，提高效率，還能從本質上保障施工安全[1]。設備主要由以下幾部分構成：驅動系統(tǒng)、電氣控制、變位平臺、液壓系統(tǒng)、走行和支腿等。

3設備改造要點

3.1液壓系統(tǒng)

改造后的新運架設備共需116個液壓油缸。其中，輪組驅動和轉向油缸32個，可直接使用原有的輪組驅動和轉向油缸，額外增加余下的油缸，原有16個，需增加16個；原有的輪組緩沖油缸全部繼續(xù)使用，共32個；垂直轉向支撐油缸共8個，由以下兩部分組成：駐車支撐油缸和支腿下部支撐油缸，各4個，使用原有懸掛小車的橫向移動調整控制油缸，額外增加3個新油缸；吊點裝置的橫向移動調整控制油缸共有8個，采用4個原有調整控制油缸，其他均新增加；吊點裝置的變跨調整控制油缸共2個，全部為新增加；導梁機后端固定支腿額外增加2個支撐油缸與翻轉油缸；導梁機前端滾輪額外增加2個支腿橫向移動調整控制油缸，滾輪支腿增加4個支撐油缸，前端鼻梁增加2個翻轉油缸；導梁機中端滾輪增加2個支腿橫向移動調整控制油缸和4個支撐油缸；導梁機前端鼻梁增加2個縱向移動調整控制油缸；導梁機承臺增加6個翻轉油缸。根據(jù)上述改造內容，共需新油缸55個。此外，為確保改造后設備運行安全，更換所有油缸的接頭與軟管[2]。改造前設備有64個油缸，經(jīng)過本次改造，有57個油缸繼續(xù)使用，只有以下7個沒有被利用到，分別為：架橋機前端支腿的支撐油缸，共2個；輔助導梁的支撐油缸，共4個；架橋機懸掛車吊重油缸，共1個。由此可見，本次設備改造充分利用了原有液壓系統(tǒng)，對油缸的利用率可達89%，降低了用于改造的費用，使改造后設備更具經(jīng)濟效益。

3.2傳動與起吊

改造后的新運架設備需要配置4個絞車，均采用原設備絞車即可，并將原有絞車的減速機與電機作為驅動，功率為32kW。起吊時采用的鋼絲繩，其直徑應達到24mm，使用原設備鋼絲繩即可，但要對其進行檢查和檢驗。起吊時需用到112個滑輪，原有滑輪108個，需重新配置4個，并更換所有滑輪的軸承與密封。原設備鋼輪由于使用年限很長，其斷面尺寸與支撐力都已經(jīng)難以滿足使用要求，因此全部換新。

3.3設備結構改造

改造后的新設備為滿足特殊施工要求，在結構改造方面應遵循以下原則：（1）盡量縮減外形尺寸，以此降低穿過隧道施工的難度，但充分考慮箱梁截面，滿足剛度與強度等方面的基本要求；（2）設備改造后的起重運輸額定值不能低于900t；（3）盡可能降低設備自身重量；（4）保證結構可靠性與運行安全性；（5）提高實際工作效率；（6）具備雙向架設的條件[3]。為切實滿足以上要求，改造后的新設備，在重點受力和設計應力相對較大的位置，應使用高強鋼材，如常用的Q690與Q460，原設備結構主要使用Q345C/D鋼材。若改造不改變結構鋼材，則必須增加主梁強度及剛度，這樣就意味著增大箱梁截面，和設備改造之后盡量縮減外形尺寸的基本要求相違背，所以不能繼續(xù)使用原結構鋼材。另一種做法是加厚箱梁厚鋼板，也就是局部補償措施。然而，該做法要求增加的鋼材有和原鋼材基本一致的內應力，但原設備長期使用，其結構鋼材存在一定疲勞應力，如果強行采用此做法，將會出現(xiàn)以下問題：（1）無法對焊接質量進行有效控制；（2）新、舊鋼材在焊接之后由于內應力無法匹配致使主梁性能降低，縮減使用壽命；（3）工序繁瑣、復雜，造價較高；（4）設備自身重量明顯增大，耗油量增加，且對重載情況下的架梁施工有更高要求；（5）設備高度增大，提高重心，影響設備運行時的穩(wěn)定性。由于原設備改造必然產(chǎn)生各項費用，如設備拆解費用、裝卸運輸費用等。若保留原設備結構，則在普通架橋施工中可以快速恢復原有的使用性能?；诖?，本次設備改造決定采用新制結構的方法，該方法主要具有以下優(yōu)勢：（1）主體結構均為新制，安全可靠；（2）動力系統(tǒng)保持不變，油耗水平不變；（3）滿足穿隧道運梁架梁施工要求；（4）可實現(xiàn)雙線架設要求；（5）具備架設小曲線橋的各項條件，經(jīng)試驗，設備改造之后，能對1.5km曲線梁進行架設；（6）支持雙線架梁，且無需改變主機方向；（7）安全性高，當橫跨既有線進行施工時，可將對既有線造成的影響控制在最低的水平；（8）大量減少施工中高空作業(yè)人數(shù)，提高效率，保障人員安全。考慮到新舊設備的鋼板厚度及箱梁尺寸均不相同，所以為切實滿足施工需要，新設備共設7節(jié)主梁與導梁。其中，主梁1#,2#,3#,7#節(jié)采用高強鋼材，4#,5#,6#節(jié)采用常規(guī)Q345鋼材；導梁1#,2#,3#節(jié)采用高強鋼材，4#,5#,6#,7#節(jié)采用常規(guī)Q345鋼材。除此之外，走行梁與馬鞍梁都采用不低于Q460的鋼材，且導梁上所有承臺、支腿都使用Q690鋼材，導梁滾輪支腿部分采用Q690鋼材[4]。通過實踐得知，此改造后設備相比原設備，無論是結構經(jīng)濟性還是設備使用安全性，都得到了大幅提升，是一套值得參考借鑒的設備改造技術方案。

4結語

在橋梁施工中，經(jīng)常遇到現(xiàn)有機械設備無法滿足實際施工條件的情況，對此唯一的解決辦法就是合理改造現(xiàn)有機械設備。在改造的過程中，除了要注重復雜施工條件對設備提出的各項要求，還要充分考慮經(jīng)濟性、可行性與改造后設備能否恢復等問題。本工程通過對原設備的正確、合理改造，實現(xiàn)了在復雜條件下安全可靠施工的目標，為橋梁施工機械設備改造工作積累了成功經(jīng)驗。

參考文獻：

[1]朱彥魯.橋梁工程機械設備技術改造分析[J].設備管理與維修，2017（5）：81-82.

[2]張良隆.關于如何提高橋梁機械設備使用性能的相關分析[J].江西建材，2017（8）：207-208.

[3]朱俊.淺析市政橋梁工程施工中的機械設備管理[J].四川水泥，2015（6）：169.

[4]朱志國.基于橋梁工程施工中機械設備管理的研究[J].黑龍江科技信息，2014（25）：192.

作者:王龍生 單位:石家莊市公路橋梁建設集團