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、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展，加之橋梁施工面臨的環境條件越來越復雜，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。基于梁場實際布置，施工中運架設備須穿過11座隧道，施工條件復雜，若采用常規運架設備，易出現運梁車和架橋機無法穿隧道等問題。因此，須對現有設備進行改造。

2設備改造方案

經可行性分析，現決定將現有常規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，能實現對導梁尾端表面軌道相對于橋臺高度的調整。在主機作業時，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。可見，通過對設備的適當改造，不僅能簡化施工作業，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、電氣控制、變位平臺、液壓系統、走行和支腿等。

3設備改造要點

3.1液壓系統

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，經過本次改造，有57個油缸繼續使用，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，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定性。由于原設備改造必然產生各項費用，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。基于此，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勢：（1）主體結構均為新制，安全可靠；（2）動力系統保持不變，油耗水平不變；（3）滿足穿隧道運梁架梁施工要求；（4）可實現雙線架設要求；（5）具備架設小曲線橋的各項條件，經試驗，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人數，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節主梁與導梁。其中，主梁1#,2#,3#,7#節采用高強鋼材，4#,5#,6#節采用常規Q345鋼材；導梁1#,2#,3#節采用高強鋼材，4#,5#,6#,7#節采用常規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，經常遇到現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