轮胎式桥面吊

杨杰 李鹤 魏超

摘  要：本篇论文主要介绍了一种用于节段梁架设施工的起重运输设备;常规桥面吊亦称步履吊机、架梁吊机、节段提升机，也是一种无支架的节段拼装架桥机，常规桥面吊架设节段梁时喂梁一般为桥下喂梁，桥面吊只需起升节段梁，无需运输节段梁，故架设施工可采用液压油缸推动的步履式的桥面吊;如果现场条件有限制，不能将节段梁运输到桥面吊下方，也无法尾部喂梁，则需要桥面吊有快速运输节段梁的功能;本论文所介绍的轮胎式桥面吊既能正常架设节段梁，又能快速运输节段梁。

关键词：轮胎式桥面吊;节段梁架设;架梁吊机

中图分类号：U445文献标识码：A   文章编号：1671-2064（2019）15-0000-00

1架设工法

如图1所示，两台轮胎式桥面吊机对称悬拼，在架设完一片节段梁后，需要返回节段梁临时支座处取下一片节段梁，然后提梁运行至架梁位置;取梁时必须将起重小车运行至前后支腿中间位置，以免桥面吊倾覆，到架设位置后，先将锚固装置锚固好后再进行节段梁架设;每次架设都需要返回节段梁临时支座处取梁，采用轮胎式桥面吊机可以大大提高取梁及运梁速度，提高架梁效率。

1.桥墩  2.已架好节段梁  3.节段梁临时支座  4.待架节段梁  5.轮胎式桥面吊

2 结构组成及特点

如图2所示，轮胎式桥面吊主要由锚固装置、金属结构、起重小车及行走大车组成。

2.1锚固装置

为了防止轮胎式桥面吊在架梁时倾覆，需要在桥面吊后部设置锚固装置;锚固装置主要由上锚固支座、下锚固支座及精轧螺纹钢组成。锚固装置是整机的生命线，采用可靠的锚固，能够承受起重机工作时的最大后支点力，且具有2.5倍以上的安全系数。

2.2金属结构

金属结构是轮胎式桥面吊的骨架，主要由支腿、主梁及横联梁组成，主梁及支腿均是由Q345B钢板焊接而成的箱型结构，具有较高的强度和刚度，自重较轻，外形美观大方。

金属机构设计为悬臂门架结构，主梁与支腿采用螺栓连接，各部件尺寸满足道路运输要求;支腿采用U型结构，与横联梁组成一个稳定的立方形结构，刚性较好，保证施工时的安全性能。

2.3起重小车

起重小车是架桥机的主要工作单元，采用了先进的PLC控制系统，起升机构和走行机构均可变频调速，起重小车主要由起升机构、小车架、小车行走机构和吊具组成。

2.3.1起升机构起升机构主要由卷扬机、钢丝绳、导向滑轮及定滑轮组组成;采用一台双联卷扬机做为起升动力机构，卷扬机采用变频电机驱动，变频调速控制，能保证负载下放和起升的安全操作;电机轴上设置制动器，低速端设置液压钳盘制动器，在卷筒轴上还设置了超速开关及旋转行程开关及高度限位开关，保证卷扬机安全、可靠工作。卷扬机具有微速功能，方便施工时梁块对位。当起吊过程中遇到停电或者故障，可手工打开制动器，让重物缓慢下降。起升机构设有超载限制器，当载荷达95%的额定载荷时报警，超载限制器会发出报警声，当载荷达105%的额定载荷时，切断主接触器电源，起升机构只能下降，不能上升。

卷扬机与行走小车分体布置，将卷扬机布置在桥面吊后支腿上方，主要有两个作用：作用一是可以减轻起重小车的自重，从而减轻主梁的受力，减轻主梁自重，降低成本;作用二是作为配重，可以减轻锚固装置的受力，增加轮胎式桥面吊的防倾覆稳定安全系数。

起升机构定滑轮支座设计为滑动支座，通过油缸控制可以相对于车架横向滑动，可以实现节段梁架设时的横向对位，吊具上设计了姿态调整油缸，可以调整纵坡和横坡;小车和吊具共同作用，可以满足保证节段梁正常架设。

2.3.2小車架为了保证轮胎式桥面吊在桥下运输节段梁，起重小车的车架采用悬臂车架，由于起重小车采用悬臂车架，吊点不在小车轮组支点内部，偏载工况整机倾覆系数较高，为了保证安全，在小车轮组处增加反挂装置，用以防止小车倾覆。

2.3.3小车行走机构小车行走机构有四套轮组，两套驱动轮组，两套被动轮组。行走轮直径φ350mm。为了防止碰撞造成机损，起重小车架的两端均装有缓冲器。两端还各装有限位开关。本机构采用变频调速，满载时行走速度可以在1-10m/min范围内调速。

2.3.4吊具吊具根据施工节段梁梁型进行特殊设计，主要由动滑轮组，吊具横梁，吊装索具等部件组成，具有快速连接，姿态调节功能。吊具与桥梁节段之间的连接采用通过吊杆连接。吊具上设有调节油缸，可在空中调节节段梁的空中姿态，吊具采用长吊具横梁，使小车、吊具和动、定滑轮组可以顺利通过已架好节段梁，方便起重小车在主梁上载梁运行;起重小车在起吊节段梁前，需要先运行至前后支腿中间位置，以防止桥面吊倾覆。

1.锚固装置  2.金属结构  3.起重小车 4.行走大车

2.4行走大车

行走大车由四套运行机构组成，每套运行机构由两个轮胎、支撑架、驱动机构、轮胎转向机构组成，行走大车采用马达减速机进行驱动，使整机运行更加平稳;转向机构通过油缸伸缩控制转向，使轮胎式桥面吊可以适应曲线工况架设;为了满足轮胎的受力要求，保证轮胎的正常使用，每组台车采用双轮并置，即每台设备4组台车，8条轮胎。

轮胎式桥面吊运输节段梁时，起重小车必须在前后支腿中间位置，除了避免整机倾覆，还可以使轮胎受力更均衡，使用寿命更长;轮胎式桥面吊架设节段梁时，起重小车为悬臂工况，对前支腿处轮胎受力较大，为了保护轮胎能够正常工作，在前后支腿处设置了临时支撑装置，当轮胎式桥面吊运输节段梁时，支撑油缸收缩，不影响桥面吊正常运行;当轮胎式桥面吊架设节段梁时，支撑油缸伸出，使临时支撑装置承受反力，保护轮胎不被损坏。

3电气系统

控制系统采用可编程控制器（PLC）和工业触摸屏对该起重机的各个机构进行控制以及工作过程进行监测和防护;各执行机构的工作状况、故障以及事故报警等信息由PLC通过现场总线通讯传输到触摸屏上，在显示屏上进行显示、提示。起升机构电机的速度反馈采用高精度光电编码盘，速度信号由编码盘通过专用的信号屏蔽电缆直接传输到变频器中，变频对信号进行处理、比较，看其是否与给定信号所对应的速度一致，若不一致变频器将补偿给定值，使电机的速度与给定值一致。

控制系统采用单台PLC作为基本配置，再加上信号检测、显示、操作、报警等设备组成轮胎式桥面吊自动控制操作系统。该系统具有如下功能：（1）起重机运行的监视、诊断和故障报警;（2）各控制机构的监控和诊断;（3）起重机的运行操作与控制;（4）信号数据的采集和控制;（5）各种运行信号、保护信号的显示;（6）各机构的电动控制;（7）各变频器信号输出的控制;（8）各机构安全保护的控制。

桥面吊设置了安全监控系统，我公司的安全监控管理系统基于物联网技术。系统由传感器、采集器、监控仪和WEB查询分析系统组成。有權用户可以在INTERNET上，以WEB访问的方式登陆使用。

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4液压系统

桥面吊液压系统主要由泵站、各执行机构及管路、阀件等组成;泵站主要有马达减速机驱动泵站、临时支撑装置泵站、起重小车泵站、吊具泵站;执行机构主要有马达减速机、起重小车横移油缸、临时支撑顶升油缸、吊具姿态调整油缸;根据设计需要，液压系统压力为31.5MPa，额定工作压力为28MPa。

参考文献

[1]张质文，王金诺.起重机设计手册[M].北京：中国铁道出版社，2000.[2]GB/T3811—2008，起重机设计规范[S].

[3]GB/T50017，钢结构设计规范[S].

收稿日期：2019-06-28

作者简介：杨杰（1982—），男，汉族，河北保定人，本科，高级工程师，研究方向：起重运输机械。