摘要：本文根据南益高速胜天大桥施工工法的特点，在吸取同类产品优点的基础上，设计出2×150吨桥面架梁起重机。2×150吨桥面架梁起重机采用两台150吨起重机双机抬吊，将桥梁钢箱梁安全准确的提升至桥面并依靠变幅机构的配合进行对位和拼接，满足钢箱梁架设施工要求。
关键词：桥面架梁起重机；双机抬吊；钢箱梁架设施工
1 概述
南益高速胜天大桥跨径为182.05m+450m+182.05m的双塔双索面半漂浮体系斜拉桥。大桥主梁采用扁平流线型钢箱梁，梁宽29.9m，高3m，桥面设有2%的横坡。主梁分为11中类型，81个梁段，标准梁段长度为12m，重量为189t，其中采用桥面架梁起重机进行安装梁段最重节段为E梁段，重量为197t。
本桥面架梁起重机设有步履式驱动装置，可在桥面自行前进或后退，具有如下特点：
1）起重机站位于己安装钢梁节段横隔板处，避免损伤钢梁；
2）起重机走行时采用油缸支顶，架梁时采用螺旋顶承载；
3）起重机采用变频器控制，使得双机抬吊时同步偏差小；
4）起重机吊具采用液压油缸进行调平，可调节钢梁的坡度。
2 主要技术参数
3 主要结构介绍
2×150吨桥面架梁起重机主要由金属结构、吊具、起升机构、变幅机构、后锚固装置、走行机构、液压站、司机室、电气系统等组成。该起重机可实现纵移、起升、变幅等功能。
3.1 金属结构
金属结构主要由臂架、底盘、立柱、后拉杆等组成，主要材料采用Q345B。
臂架总长度14.215m，头部横向距离为1.4m，根部横向距离约为5.1m，高度约为1.9m，总重量为10.3t，采用无斜杆单臂架箱型结构。臂架结构由首段、中段、尾端等组成，节段之间采用M20螺栓进行连接，最大单件重量约为4.5t。臂架尾端通过自润滑轴承和销轴同底盘的臂架支座铰接，首段设有起升定滑轮组，滑轮采用高强度尼龙滑轮。
底盘结构为可拆式框架式结构，外形尺寸为（长×宽×高）12.86m×8.03m×2.12m，整体重量约为14.8t，单件重量最大为4.2t。由横梁、纵梁等各种箱形或工字形梁组成的栓接结构。横梁上部设置臂架连接铰座，底部处设有前螺旋顶支座和油缸支顶，纵梁设有后螺旋顶支座、后拉杆连接座以及锚固机构连接座；底盘上安装有立柱、后拉杆、臂架、锚固机构、卷扬机及控制系统，工作时锚固机构安装在底盘纵梁尾部，通过锚杆与钢梁桥面吊耳相连，承受吊机架梁时的上拔力。
立柱为吊机的主要承载构件，立柱高度约为10.1m，立柱采用箱型A型式结构，其下端通过联接法兰同底盘栓接，上端依拼接板与后拉杆连接，上部横梁上设有变幅定滑轮组，顶部设有起升、变幅转向滑轮组，中部横梁上设有变幅机构转向滑轮。
后拉杆采用H型钢结构，长度约为13.059m，两端分别与底盘和立柱连接。
3.2 吊具
吊具采用反钩加滑移式结构，主要由动滑轮组、十字铰座、主梁、反钩座、分配梁、调整油缸等组成。主梁为箱型结构，上部设置有2套分配梁，间距为6m，同时满足2.5m、2m、1.5m吊点布置。每个分配梁设置2个吊点，从而组成8个吊点。动滑轮组通过反钩的形式与主梁连接，其一端头设置有调整油缸，通过调整油缸的调节，实现不同钢梁的吊装。
3.3 起升机构
起升机构采用160KN电动卷扬机作为驱动力，电机功率为37kW，卷筒直径φ1050m，7层缠绕，钢丝绳直径为φ30mm，倍率m＝12，起升速度为1m/min，控制采用变频调速控制，有效地提高了控制同步精度。为保证安装的安全性，卷扬机除高速端制动器外，在卷筒低速端设有失效保护盘式制动器，两种制动器均能单独满足制动的要求。
3.4 变幅机构
变幅机构采用200kN电动卷扬机作为驱动力，电机功率为30kW，卷筒直径φ650m，6层缠绕，钢丝绳直径为φ36mm，总倍率m＝14，平均变幅速度为0.5m/min。控制采用变频调速控制，有效地提高了控制同步精度。为保证安装的安全性，卷扬机除高速端制动器外，在卷筒低速端设有失效保护盘式制动器，两种制动器均能单独满足制动的要求。
3.5 后锚固装置
后锚固装置由锚杆、螺母、拉板等组成，共设有4处锚点。架梁施工时将锚杆穿过底盘后锚梁，将起重机尾部与钢梁固定在一起，承担起重机工作时的上拔力。锚固装置采用手动螺旋结构，使用前应将螺母拧紧，保证吊机的使用安全。
3.6 走形机构
走行机构主要由轨道、走行油缸、滑座、滑靴组成，走行油缸的尾部与底盘滑座座铰接，活塞杆头部通过滑靴与轨道梁铰接。整机的走行是通过走行油缸的伸缩使底盘滑座在轨道上滑动实现的。
3.7 液压系统
液压系统为开式系统，即液压泵从油箱吸出液压油后，输出到各执行机构，各执行机构的回油直接返回油箱，其构成简单，散热和滤油条件好。本起重机液压系统分为支顶及纵、横移系统以及吊具调平系统两部分，由两套独立的单元所组成，一套安装在机架上，一套安装在吊具上。两系统相互独立，自成体系，主要是为适应运动部件之间相隔比较远的工作特点。
3.8 电气系统
钢梁架设是采用两台150吨起重机机进行双机抬吊，每台起重机机电气系统由电源配电系统、变频驱动系统、控制系统、安全保护系统、安全监控管理系统、照明系统等组成。单台装机功率90kW。双机由一套司机室控制，控制柜采用通讯方式连接，接受司机室动作指令，同时抬吊，保证两台设备保持同步。两台安全监控系统数据都在一个司机室内显示。除司机室及共用的操作台、主令元件、安全监控系统显示单元，两台桥面吊机的其他电气系统组件均独立设置并完全相同。
4 安全保护
2×150吨桥面架梁起重机设有如下安全保护装置：
1）载荷限制器（可动态显示吊机各吊具的起重量、起升高度）。载荷限制器在吊机的起重力矩超过90%时预警，在超过104%时限动）；
2）司机室内安装有系统运行及安全监控系统；
3）电气过、欠压保护和过流保护；
4）吊钩高度限位保护；
5）风速报警仪；
6）卷扬机高低速端制动器；
7）卷扬机超速保护；
8）各机构动作联锁安全装置；
9）在司机室还安装有空调、照明灯等装置。
5 总结
2×150吨桥面架梁起重机在对南益高速胜天大桥建设过程中满足现场桥梁钢箱梁架设要求，有效地提高了施工效率，缩短了架设工期。随着国家对基础设施建设的不断投入，桥梁的数量在迅速增加，桥梁施工装备也得到了迅猛的发展，而起重机的设计也决定了施工的成本效率，有待更深的优化研究设计。
论文作者:刘庆
论文发表刊物:《基层建设》2019年第5期
论文发表时间:2019/4/26
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