桥塔施工可变角度倾斜式施工升降机的研发

田国承，卢宏伟，王 鑫，曹 明，史全斌

（廊坊凯博建设机械科技有限公司，河北 廊坊 065000）

大型桥塔施工时，经常利用施工升降机运送人员及小型物料，常见的有普通施工升降机、背挂式斜线施工升降机和曲线型施工升降机。普通施工升降机仅可直立安装，不适用于桥塔外形复杂多变的工况；背挂式斜线施工升降机和曲线型施工升降机的导轨可倾斜安装，在一定程度上适应桥塔外形变化，且曲线型施工升降机可根据需要实时调整吊笼角度，但背挂式安装方式导致吊笼距离桥塔爬模平台距离过远，且只能单笼安装运行，施工效率低。

为提高施工效率，本文介绍了一种可变角度的倾斜式施工升降机，吊笼侧挂在导轨架两侧，可单、双笼变换使用，吊笼出口门与桥塔施工爬模平台对接，可实现作业人员及小型物料的快速到位，提高施工效率。

1 总体设计方案

可变角度的倾斜式施工升降机主要部件包括导轨架、附墙架、驱动装置、承重架、吊笼、供电系统、地面围栏等，如图1。导轨架通过附墙架与桥塔联接，与水平面成一定夹角安装固定，齿条位于导轨架两侧，采用齿轮齿条传动方式；驱动装置和承重架通过传感器联接；承重架通过滚轮沿导轨架运行，承重架上设置回转轴作为吊笼的旋转中心，保证吊笼在任意安装角度都保持底板与水平面平齐，吊笼上设置弧板，与承重架通过螺栓联接，以固定吊笼的旋转角度。

图1 整机结构型式

2 吊笼设计

吊笼结构形式与传统施工升降机类似，采用侧挂式结构，施工时可双笼使用，也可拆分成单笼使用，吊笼出口门可使用上下对开门，也可使用联动翻门，以减小高空停层对接时吊笼与爬模平台的尺寸，方便现场施工。为满足不同倾角的施工需求，吊笼上设置有回转轴和联接弧板，与承重架联接，吊笼可绕回转轴旋转，联接弧板上预留多个固定孔，利用联接弧板与承重架固定吊笼的旋转角度，实现吊笼不同角度安装使用，如图2 所示。

图2 吊笼结构示意

3 承重架设计

承重架主要用于承受吊笼的重量和载荷。与吊笼通过销轴联接成一个整体，吊笼绕承重架上的吊笼回转中心（销轴孔）旋转，以适应桥塔的角度变换。承重架上装有导向滚轮，以保持上、下运动时的稳定性，上部通过拉板传感器与驱动装置联接，传感器可用于检测吊笼的载重量。承重架上还装有减速开关、限位开关、极限开关和防坠安全器等安全装置，确保升降机安全运行，如图3 所示。

图3 承重架结构示意

4 导轨架设计

与传统施工升降机不同，每项工程初次安装时，倾斜式施工升降机的导轨架倾斜角度都需要根据桥塔设计角度进行调整，设计了一种新的与底架连接的可调整导轨架倾角的基础节，以满足施工需求。该基础节通过铰接实现导轨架的旋转，利用调节螺杆调整固定导轨架最终安装角度。基础节与底架一侧通过销轴铰接，另一侧通过两根螺杆支撑在底架平面上。需要调整导轨架倾角时，仅需调整调节螺杆的旋出长度，导轨架就会绕铰接点旋转，以改变导轨架的倾斜角度，如图4所示。

图4 导轨架角度调整示意

5 供电系统设计

桥塔施工通常位于山区、河道等较为恶劣的环境，常见的电缆筒或电缆滑车供电方式在大风等恶劣环境中电缆容易脱出电缆导架而被拉断，存在安全隐患，且过长的电缆还会对升降机的有效载重量产生影响，故该倾斜式施工升降机选择滑触线进行供电，所选滑触线开口不能朝上，防止雨水、杂物等进入滑触线，造成短路或阻塞。滑触线安装在导轨架上，随导轨架的接高而同步接高，减轻了升降机移动部件的重量，降低了对施工升降机功率损耗。

6 结语

广东佛山“三水三桥”项目投入使用的可变角度的倾斜式施工升降机，角度变化范围为0°～15°，在不增加任何部件的情况下，通过简单操作即可实现斜、直线转换，斜线运行时，吊笼始终保持水平，角度为0 时，该机可作为普通直线施工升降机使用，如图5 所示。

图5 广东佛山“三水三桥”项目施工现场

在桥塔施工中，可变角度的倾斜式施工升降机的成功应用，方便作业人员上下工作面，有效提高工作效率。根据现场布置条件和运输需求进行单、双笼变换，布置方式更加灵活。可通过转动吊笼改变施工升降机的倾斜角度，以满足不同角度桥塔施工的需求。该款施工升降机已在广东佛山“三水三桥”、四川路桥“汉巴南”、广西路桥“武宣黔江特大桥”等项目成功应用，创新性的设计更加切合用户需求，得到一致好评。