高速铁路架桥机出现的问题及解决措施

刘 哲

（中铁十九局集团第六工程有限公司，江苏无锡 214000）

0 引言

架桥机就是将预制好的箱梁放置到桥墩上去的设备，是起重机的一种重要形态。随着高速铁路建设项目的增多，架桥机的应用愈发广泛。TLJ900t 型架桥机是常见的一种架桥机，其具有较高的安全性、可靠性，在施工过程中，通过合理的配置，其能较为简单的完成32 m、24 m、20 m 双线预应力混凝土整孔箱梁的架设施工。在TLJ900t 型架桥机使用过程中，电气系统故障是其较为常见的故障类型，其会对架桥机的工作性能产生较大影响，分析TLJ900t 型架桥机故障类型及处理方法。

1 TLJ900t 型架桥机电气系统结构组成

作为高速铁路项目建设中较为常见的架桥机，TLJ900t 型架桥机电气系统包含动力电源系统、控制系统、继电器控制系统、液压控制系统等诸多单元[1]。就动力电源系统而言，其采用道依茨柴油发电机组提供动力支撑，确保供电功率保持在400 kW，同时，采用三相四线供电模式，使得电压等级保持在380 V/220 V 两种形态。在控制系统管理中，PLC 系统具有可编程控制管理的功能，其能对架桥机机车走行、吊梁和整机横移三区操作开关进行程序互锁管理，有效的防止设备误操作、违规作业等问题的发生。最后，系统运行中，要求继电器电路控制电压DC 24 V/执行电压AC 220 V，液压控制系统电源电压为DC 24 V。通过这些系统电压、运行的管理，TLJ900t 型架桥机电气系统不仅具有路、过流、过压保护功能，而且在欠压保护、相序与断相保护中效果显著，其能有效提升设备运作性能，满足高速铁路建设需要。

2 高速铁路架桥机常见问题

高速铁路项目建设中，TLJ900t 型架桥机多采用双导梁简支架设，同时进行一跨式下导梁移位过孔施工。在具体施工中，该型号架桥机常见故障包含整机不能送电、PLC（可编程控制器）输出故障、PLC 电源模块损坏、液压控制系统电气故障等诸多类型[2]。

2.1 架桥机整机无法送电

高速铁路建设中，架桥机整机无法送电是较为常见的故障类型，其也会导致架桥机无法正常运转。架桥机整机无法送电故障表现为：①当发电机正常启动后，架桥机各操作盘的动作开关仍然处于零位；②司机室已经开启送电按钮，然而电气系统仍未接入电源，此时主控接触器KM0 仍处于不吸合状态；③操作面板包含较多的指示装置，在设备运作中，部分指示等持续不亮，且系统不能持续送电，这使得主供电源接触器KM0 不能完成自锁控制。

2.2 PLC 输出故障

PLC 系统在架桥机机车走行、吊梁和整机横移操作中发挥着重要作用；其包含硬件部分、软件程序两个部分，在实际运作中，通过对CPU 板、I/O 板（输入/输出）、内存块、电源的管理，使得PLC 系统的架桥机运行具有较高的方便性、灵活性、可靠性。受作业环境恶劣、设备工作负荷大等因素的影响，PLC 系统输出单元易发生电气故障。故障表现为：当设备运作时，PLC 系统有信号输入且指示灯显示正常，系统无输出信号，致使对应接触器无动作，影响控制单元实际控制效果。

2.3 PLC 电源模块损坏

TLJ900t 型架桥PLC 多采用S7-300 机型；PLC 包含电源模块、输入、CPU、存储、扩展接El、输出、开关电源等诸多模块。当该系统故障时，架桥机的主机、主接触器KM0 均会正常运作，然在过孔区，行车走行、吊梁以及整机横移区操作会出现无动作、无响应的问题；其次，检测控制器电源模块的输入端子，当电压处于正常范围时，电源模块仍无法进入工作状态，整体无响应、无运作；此外，观察PLC 电源模块可知，处于该模块的面板电源指示灯不会显示，影响设备控制的准确性。

2.4 液压系统电气故障

前吊梁泵站、后吊梁泵站、前支腿泵站、后支腿泵站是架桥机液压系统构成的4 个基本单元。在设备运作中，液压系统会在交流电机的支撑下，为整个系统提供动力；并且整个动力的提供与补充通过手柄按钮进行控制，电流形式为直流电。当液压系统发生电气故障时，操作控制手柄，电磁阀执行元件等单元会出现无动作现象，此外，液压系统油路无法导通，油缸也没有行程，极大的影响架桥机工作性能的发挥。

3 速铁路架桥机常见故障的解决措施

3.1 架桥机整机送电问题处理

架桥机整机送电电路和主供电源、急停电源电器原理如图1 所示。由图1 可知，（电流走向为：L（220 V）31 号前支腿左急停按钮→前支腿右急停按钮→后支腿左急停按钮→后支腿右急停按钮（常闭触头）→风速仪（常闭触头）→17 号线，接启动按钮SB0 和零位保护常闭触点→1 号线KA2 继电器常开触点→11 号线接SA3 启动按钮→12 号线并联KM0 辅助常开触点→主接触器线圈KM0L32 号线，形成闭合回路。）当操作人员按下SA3 按钮时，主供电接触器KM0线圈会得电吸合，并引起KM0 辅助常开触点吸合，此时KM0 接触器处于自锁状态，系统供电得以持续。而当主供电接触器KM0 线圈处于断开状态时，系统均不能完成送电服务，此时设备电缆内部的导线处于断路状态，系统无法开始进行运作。分析KM0 线圈断开原因可知，（首先需排除急停开关是否因误碰或损坏形成断路）控制电缆拉扯挤伤、辅助常开触点卡阻、触点问隙有杂物侵入等是造成触点不能接触的主要原因，因此在整机送电问题处理中，先要进行常开触点的有效更换，同时还应就辅助触点间隙的杂物进行有效清理，以此来确保KM0 线圈触点接触良好，提升架桥机整机送电能力。

图1 主供电源和急停电源电器原理

3.2 PLC 输出故障处理

TLJ900t 型架桥机多在露天环境中作业，其运作环境恶劣，一方面，复杂多变的自然环境对于设备硬件具有极大损伤，另一方面，设备在作业过程中会有较大的振动，这些因素都对架桥机工作的稳定性造成一定影响。设备正常运作中，一旦输入侧检测到电流信号，则输出点位的继电器会开始通电，并且继电器的常开触点会保持闭合，此时输出点会与系统零线连接，确保设备稳定运行。而当热继电器驱动电路故障或者继电器线圈烧毁时，PLC 输出电源就会出现故障问题。对此，输出故障处理中，应注重以下策略应采用同型号编程控制器替换原有单元，同时为新单元输入有效程序，需确保新旧两个控制器具有相互匹配的通信协议和通信地址，同时在主机设置中，还应为其配给必要的配电箱，且从机装置应设置在机臂尾部托架主配电柜内。

3.3 PLC 电源模块故障处理

在架桥机PLC 电源模块故障处理中，首先应使用万用表来判断电源输入端子供电电压是否属于正常范围；此外，可在取下输入、输出端子排、打开PLC 系统后，将下层线路板取出，然后对开关电源部分电路机型检测，观察各单元是否存在降压电阻鼓包、电阻表层漆面脱落、电容炸裂溢浆等问题，同时还应就IO模块烧毁或鼓起、MOS 管炸裂、变压器线圈短路烧毁等问题进行有效探测，实现PLC 电源模块故障原因的准确把控。

当PLC 电源模块故障非外围供电线路故障引起时，采用以下方式对其进行故障处理：其一，购买同款可编程控制器，并更换原有控制器。其二，应对搭载电源模块的下层线路板进行处理。通常，多采用同类型的下层线路板进行替换。

3.4 液压系统故障处理

高速铁路架桥机液压系统故障主要是因无电磁力产生而引起的[3]。当线圈内部有断匝时，整个线圈无法建立闭合的电磁场，系统无电磁力产生。通常，引起系统无电磁力产生的原因包括4个方面：①开关电源装置损坏；②电磁阀供电开关损坏；③手柄按钮控制器内部触点烧毁或脱落；④手柄按钮控制器和电磁阀相连接的多芯电缆存在断路。针对这些问题，在故障处理中应采取以下措施：首先，针对电源损坏问题，可采用同型号开关电源进行更换，确保系统稳定运行；其次，就操作台电磁阀供电旋钮开关的运作状态进行检查，避免出现接线有松动问题，该环节中，若存在通断不正常，可更换同型号旋钮开关；同时，应采用锉刀挫去氧化层，对手柄按钮控制器烧毁的触点进行修复，或更换全新控制器；最后，应对导线状态进行检查，发现断路位置，进行更换检修；此外，在液压系统直流电源使用中，应做好防雨防潮工作，避免使用过程中电子元件损坏，影响设备正常运转。

4 结束语

电气系统故障对于高速铁路架桥机的运作具有较大影响。工程建设中，电气管理人员只有充分了解架桥机电气系统的机构组成，并在熟悉架桥机常见故障及作用机理的同时，针对性的进行故障处理，唯有如此，才能确保架桥机电气系统管理的规范性，继而在保证架桥机运行安全与稳定的同时，促进高速铁路建设项目的有序开展。