淺析一種大起重量架梁吊機(jī)吊具的設(shè)計(jì)

寧大成 孫玉橋 魏超

本文介紹一種大起重量架梁吊機(jī)，詳細(xì)分析了該架梁吊機(jī)吊具的結(jié)構(gòu)組成及施工過程中各機(jī)構(gòu)的作用，以實(shí)現(xiàn)該架梁吊機(jī)的推廣與應(yīng)用。

架梁吊機(jī);吊具;施工效率

架梁吊機(jī)亦稱步履吊機(jī)、架梁起重機(jī)、橋面吊機(jī)，是一種無支架的節(jié)段拼裝架橋機(jī)，是以對稱懸拼鋼箱梁節(jié)段塊而成橋，簡化架梁流程，是一種全新的橋梁施工工法。

架梁吊機(jī)主要由起升（含吊具）機(jī)構(gòu)，變幅機(jī)構(gòu)，縱移錨固機(jī)構(gòu)組成，起升機(jī)構(gòu)采用鋼絲繩卷揚(yáng)式，變幅及縱移機(jī)構(gòu)采用油缸頂推。各機(jī)構(gòu)帶有各種安全保護(hù)裝置和報(bào)警裝置，防止起重機(jī)出現(xiàn)超載、超速、卷揚(yáng)欠繞、卷揚(yáng)過繞、超出幅度范圍等現(xiàn)象，保證起重機(jī)安全可靠的進(jìn)行吊裝作業(yè)。

架梁吊機(jī)主要用于主跨鋼箱梁吊裝施工，兩臺架梁吊機(jī)對稱施工，吊裝時(shí)，節(jié)段鋼箱梁一般用船運(yùn)到橋下，然后架梁吊機(jī)起升系統(tǒng)升降至鋼箱梁節(jié)段附近，吊具與鋼箱梁節(jié)段之間的連接采用通過插銷軸的方式與鋼箱梁節(jié)段吊裝耳板連接，吊裝對位時(shí)，靠架梁吊機(jī)變幅系統(tǒng)以及橫移系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)，架設(shè)完成鋼箱梁節(jié)段后，架梁吊機(jī)利用縱移機(jī)構(gòu)中液壓油缸頂推步履式走行，實(shí)現(xiàn)整機(jī)及軌道的前移和后退。

吊具主要由吊具橫梁、連接梁、調(diào)整油缸、均衡滑輪、環(huán)形吊帶等組成（見圖1），其作用是架梁吊機(jī)施工過程中吊裝鋼箱梁節(jié)段，架梁吊機(jī)吊具橫梁與鋼箱梁節(jié)段吊耳之間采用軟吊帶進(jìn)行快速方便的連接，吊具設(shè)置液壓姿態(tài)調(diào)節(jié)裝置，能實(shí)現(xiàn)被吊鋼箱梁±1%的坡度調(diào)節(jié)，滿足懸拼鋼箱梁要求。

考慮到架梁吊機(jī)需頻繁使用吊具吊裝鋼箱梁節(jié)段，且節(jié)段自重比較大，吊點(diǎn)位置多變，節(jié)段重心位置不同，所以需要簡化操作步驟，便于吊裝對位同時(shí)還要均衡各個(gè)吊點(diǎn)受力。

為解決上述技術(shù)問題，采用如下技術(shù)方案：

起升機(jī)構(gòu)動滑輪組通過連接梁（2）與吊具橫梁（4）連接，且與鋼箱梁重心在一條直線上，調(diào)整油缸（3）同時(shí)連接吊具橫梁（4）和連接梁（2），可根據(jù)實(shí)際情況調(diào)整吊具姿態(tài)，保證吊裝的鋼箱梁節(jié)段滿足對位懸拼要求，轉(zhuǎn)換座（6）一端通過銷軸與吊具橫梁（4）連接，另一端與均衡滑輪1（7）連接，每個(gè)轉(zhuǎn)換座（6）連接兩個(gè)均衡滑輪1（7），均衡滑輪2（9）通過環(huán)形吊帶與均衡滑輪1（7）連接（此處用環(huán)形吊帶而不用鋼絲繩的原因是因?yàn)殇摻z繩的僵性比較大，操作人員進(jìn)行吊具與鋼箱梁節(jié)段吊耳吊裝對位時(shí)，操作難度大，費(fèi)時(shí)費(fèi)力），通過圖1這種特殊的繞繩方式，實(shí)現(xiàn)各個(gè)吊點(diǎn)受力均衡，均衡滑輪2（9）是與鋼箱梁節(jié)段吊耳連接的，首先把特制銷軸插入鋼箱梁節(jié)段吊耳中，然后將均衡滑輪2（9）套進(jìn)銷軸兩端并做好固定。此吊具設(shè)計(jì)方案能適應(yīng)多種不同吊點(diǎn)距的鋼箱梁節(jié)段，只需將轉(zhuǎn)換座在吊具橫梁上對應(yīng)鋼箱梁節(jié)段吊點(diǎn)的位置進(jìn)行調(diào)整。

吊具整體主要以安全、高效的理念進(jìn)行設(shè)計(jì)，滿足吊裝作業(yè)要求的同時(shí)，更多的考慮到施工工人操作的便捷性，提高了整機(jī)架設(shè)效率。

架梁吊機(jī)屬于特種作業(yè)設(shè)備，吊具主要由鋼結(jié)構(gòu)組成，需要預(yù)留復(fù)雜工況下載荷的安全系數(shù)，吊具的受力計(jì)算主要是在重載情況下，此時(shí)吊具橫梁所受的應(yīng)力最大，在此工況下應(yīng)計(jì)算橫梁強(qiáng)度、橫梁局部穩(wěn)定性、連接銷軸強(qiáng)度、選用的吊帶強(qiáng)度（預(yù)留五倍安全系數(shù)）。

此吊具設(shè)計(jì)方案不僅結(jié)構(gòu)形式安全可靠，同時(shí)還解決了架梁吊機(jī)吊裝體積大、自重大的鋼箱梁節(jié)段吊帶受力不均衡以及對位難度大的問題，通過對吊具與鋼箱梁節(jié)段對位方式的設(shè)計(jì)，使吊具對位快捷、簡便，大大提高了吊裝效率，減少施工現(xiàn)場人員工作量，提高了經(jīng)濟(jì)效率和整體施工效率。

[1] 王金諾.起重機(jī)設(shè)計(jì)手冊[M].北京：中國鐵道出版社，2013.

[2] 董達(dá)善.起重機(jī)械金屬結(jié)構(gòu)[M].上海：上海交通大學(xué)出版社，2011.

[3] 成大先.機(jī)械設(shè)計(jì)手冊（第四版）[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2002.

This article introduces a large lifting beam crane， detailed analysis of the structure of the beam crane spreader and the role of each mechanism in the construction process， in order to achieve the promotion and application of the beam crane.

beam erecting crane; spreader; construction efficiency