研究桥式起重机结构优化设计及应用

王晓红

摘 要：近年来，机械化成为了桥梁工程发展的明显趋势，尤其是数字系统的引入大大提升了起重机的开发与利用效率。对桥梁工程而言，桥式起重机是必不可少的设备，是现场施工的核心所在并对工程的整体指导性意义。随着机械系统化和一体化的不断发展，数字化控制成为了桥式起重机结构设计的必然走向，而且在设备的整体运行中实现数字化控制可以有效的降低设备的调控难，提高工程效率与质量。文章从数字化角度，首先对桥式起重机进行介绍，并分析桥式起重机结构优化设计方法与桥式起重机结构优化设计方法，随后在此基础上探讨起重机数字控制系统应用，以供广大同行参考。

关键词：起重机；控制系统；结构设计；应用

1 前言

在桥梁工程中，桥式起重机主要发挥着材料与物料等大、重型工作的调运。虽然经过近年来的努力，我国造在桥梁工程领域的水平得到了较大程度的提升，但是为了优化和提升起重机的开发与利用的设计，有必要引进数字化的信息管理技术，更好的满足大中型起重机结构设计特殊性的需求。而且建立数字化、自动化的操作控制系统，提高设备操控的技术含量，建立稳定的操作平台才能最大程度的降低设备故障的发生率。

2 桥式起重机

桥式起重机机构由电动机、减速控制器、制动设备、滑轮机组等部分构成，是高架轨道常用的起重设备。机械化、数字化控制系统的出现不但提高了现场调度控制的效率，实现操作的流程化与规范化，成为了起重机开发与利用的发展趋势。数字化系统的出现提升了起重机操作的科学性与效率性，促进了设备操作模式与改造的系统化建设与发展。

3 桥式起重机结构优化设计方式

3.1 科技化

在起重机控制系统机械化的提升与建设方面要充分发挥数字化技术的指导作用，提高起重设备开发的创新创新程度，提高设备质量，避免浪费。要充分的对起重机的结构布局平台加以利用，结合操作方式的区域性等的特点，制定具有特色的操作方式，根据不同的结构层次，选择合适的数据库系统，提升桥式起重机构优化与设计的机械化程度。

3.2 功能化

对桥式起重机进行数字化的功能的升级与改造，实现可调度职能的综合化，特别是协同施工系统的数字化对区域协同施工的设计与分析提供的指导方向。操作系统的数字化改造充实了起重机的结构体系，优化了设备操作流程，尤其是大大提高了硬件设定、数据采集与校准方面等操作效率。

3.3 最优化

提升操作单位对设备结构的改革创新，以创新技术进行实地操作指导是提升桥梁工程参与度的重要手段，其中如何提升设备操作效率成为了关键所在。对设备进行高效操作是开发起重机所必须的，而数字化技术作为现代工业的领先技术，能够有效的促进机械化施工模式的构建，形成科学的发展机制，促进起重机结构布局的与发展模式的最优化。

4 桥式起重机结构优化设计方法

4.1 转动结构设计

小车减速机的安装位置主要有两种，一是安装在小车主动轮的中间；另一种则是安装在小车主动轮的一侧。前者可以使减速机的输出、转动轴的受力比较均衡；后者则具有安装、维修保养较为方便的优势，但小车车体的平稳性较差。减速机的安装方式决定额小车的转动方式。

4.2 主梁结构设计

桥梁勘查战略中主梁结构设计的可持续发展性决定了桥梁工程操作行业发展程度与发展速度。主梁结构分为单、双桥梁架两种类型，均由主梁与端梁构成主梁主要供起重小车运行，而端梁则发挥运行的支撑作用。主梁的结构设计主要有以下三种：

（1）箱形结构：在箱形结构的设计当中，普遍采用的是正轨箱形双梁的形式，上下两翼的缘板与两侧的腹板构成主梁。上翼的中心布置着小车的导轨，这种结构比较简单易于批量生产，但存在重量较大的缺点。

（2）四桁架式结构：是一种由四片平面桁架组成的封闭结构且上层结构设有走台板，具有质量轻刚性强的优势。

（3）空腹桁架结：同属于封闭结构，但除了主腹板为实腹工字形设计外，其余的钢板设计成为多窗口的无斜杆的空空腹结构，上下均铺设走台板，电气设备的运行装备安装在桥架内部，较四桁架式结构的结构更轻，刚度更大，是我国最为常见的主梁结构。

4.3 驱动结构设计

结合整体的实际布局对应用系统进行设计，调度体系必须具有较强的针对性才能在起重机开发与利用的整体机制中形成稳定的构架体系，有效的解决设备操作问题，起重驱动结构的设计方式主要有一台电动机驱动两边主动轮的集中驱动、两台电动机分别驱动两边的主动轮的分别驱动，以及制动、减速、电动机系统的三合一的驱动方式。

4.4 运作结构设计

较强的科技性是现场调度的显著特点，与现场运作结构的特色与运作模式，共同构成了现代化的起重机利用体系，同时也是加速机械化转型的关键所在。电力是桥式起重机的主要驱动能源，由司机进行室内操作。四个主动轮和从动轮组成了起重机的运作结构，若是轮压过大还需增加车轮进行降压。

5 起重机数字控制系统应用

5.1 数据系统

随着数字技术的不断发展与成熟，利用数字化技术搭建的操作平臺，能够有效的提升起重机的利用效率。经过多年的创新与发展，数字化技术在企业信息管理中的运用越发的成熟，使企业的运行与施工模式得到了有效的改善与提升，最终实现软硬件的操作一体化。其中要求操作人员必须根据桥梁构造的实际情况，对操作系统进行科学的布局操作，落实各县设备的操作，保证地理数据的一致性与准确性。

5.2 网络系统

数据认证标准的繁复性与唯一性，确保了设备结构服务操作权限的安全性，无法通过安全指令，系统的操作屏幕将无法启动，这体现了数字化操作的人性化特点。在数字化的系统操作中，科学的应用信息处理技术能够有效的提升展示效果的动态性，多角度的为操作人员呈现可操作的功能模块。搭建现场快速反应中心，实现数据结构的网络化，更好的指导起重机的操作。

5.3 管理系统

较强的先进性是机械化与数字化设备操作模式的显著特点，为使数字操作模式更具使用性，必须划分区域，按照相应的利用机制进行调查。除此之外，还要对现有的操作平台进行创新调整，尤其是要明确地方政府的监管职责，落实与完善数字化操作额责任制度，健全相应的目标考核标准，有效的制止与 预防不法数字平台的违法活动。

6 结束语

综上所述，在我国经济社会迅猛发展背景之下，桥梁工程作为道路交通中重要的组成部分得到了大力地兴建。在桥梁工程的建设过程中，桥式起重机发挥着无可替代的作用，是桥梁工程质量的有效保障。因此，有必要从转动、主梁、驱动以及运作等结构进行创新、优化，以实现起重机结构的优化设计的目标，从而提升设备运行的输出效能。除此之外，搭建数字化控制平台，充分的做好起重机调度运行的数据收集、分析等的准备工作，保障起重系统的运作效率，为桥梁工程的现场施工搭建良好的机械化、数字操作化平台。

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