第四章缆索吊机分解
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《桥梁施工临时结构》授课教案第四章缆索吊机Chapter4CableCrane第四章缆索吊机Chapter4CableCrane第一节概述Section1Summary一、缆索吊机的设备缆索吊机设备,按其用途和作用可以分为:主索、工作索、塔架和锚固装置等四个基本组成。
1.主索主索为承重索或运输天线。
它横跨桥墩,支承在两侧塔架的索鞍上,两端锚固于地锚。
吊运拱箱(肋)或其他构件的行车支承于主索上。
主索的断面根据吊运的构件重量、垂度、计算跨度等因素进行计算。
一般根据桥面宽度(两外侧拱箱的距离)及设备供应情况可设3组主索。
每组主索可由若干根平行钢丝绳组成。
2.起重索用于控制吊物的升降(即垂直运输),一端与卷扬机相连,另一端固定于对岸的地锚上。
当行车在主索上沿桥跨往复运行时,可保持行车与吊钩间的起重索长度不随行车的移动而改变。
3.牵引索用于拉动行车沿桥跨方向在主索上移动(即水平运输),故需一对牵引索。
既可分别连接在两台卷扬机上,也可合栓在一台双滚筒卷扬机上,便于操作。
4.结索用于悬挂分索器。
使主索、起重索、牵引索不致相互干扰。
它仅承受分索器重量及自重。
5.扣索当拱箱(肋)分段吊装时,需用扣索悬挂端段箱(肋)及中段箱(肋),并可利用扣索调整端、中段箱(肋)接头处标高。
扣索的一端系在拱箱(肋)接头附近的扣环上,另一端通过扣索排架或塔架固定于地锚上。
为了便于调整扣索的长度,可设置手摇绞车及张紧索。
6.缆风索亦称浪风绳。
用来保证塔架的纵横向稳定及拱肋安装就位后的横向稳定。
7.塔架及索鞍塔架是用来提高主索的临空高度及支承各种受力钢索的结构物。
塔架的形式是多种多样的,按材料可分为木塔架和钢塔架两类。
目前多采用钢塔架。
钢塔架可采用龙门架式、独脚扒杆式或万能杆件拼装成的各种形式。
塔架顶上设置索鞍。
为放置主索、起重索、扣索等用。
可以减小钢丝绳与塔架的摩阻力,使塔架承受较小的水平力,并减小钢丝绳的磨损。
8.电动卷扬机及手摇绞车这些设备主要用作牵引、起吊等的动力装置电动卷扬机速度快,但不易控制,一般多用于起重索和牵引索。
工贸企业缆索起重机安全操作规程第一章总则为确保工贸企业缆索起重机的安全运行,维护工人的生命财产安全,特制定本安全操作规程。
第二章缆索起重机的基本知识2.1 缆索起重机的定义缆索起重机是一种以缆索为运输工具、通过升降、转载、挖掘、运输等方式进行作业的机械设备。
2.2 缆索起重机的分类按照作业方式和功能不同,缆索起重机可以分为升降起重机、转载起重机、挖掘起重机和运输起重机等。
2.3 缆索起重机的组成部分缆索起重机主要由起重机械、支承机构、运轨、动力传动装置和控制装置组成。
第三章缆索起重机的安全要求3.1 操作人员3.1.1 缆索起重机操作人员应经过专业培训,熟悉起重机的结构、性能及操作方法,掌握安全操作技能。
3.1.2 操作人员应按照安全规程进行操作,严禁未经授权或未经培训的人员操作。
3.2 设备安全3.2.1 缆索起重机应定期进行维护保养,确保设备的正常运行。
3.2.2 缆索起重机应配备应急停车装置、防护装置和信号装置等安全设备,确保起重作业的安全。
3.2.3 缆索起重机不得超载作业,超载作业严重影响起重机的安全性能,容易导致事故发生。
3.3 作业环境安全3.3.1 作业环境应保持清洁整齐,确保起重机的正常运行,避免杂物对起重机造成危险。
3.3.2 作业现场应设置明显的安全警示标志,指示安全作业区域,防止他人靠近作业区域,确保工人的安全。
第四章缆索起重机的安全操作规程4.1 起重机械操作规程4.1.1 操作人员在操作起重机械之前,应对起重机械进行全面检查,确保设备功能正常。
4.1.2 操作人员应按照起重机械的工作要求进行操作,遵守操作规程,禁止违反操作规程行为。
4.2 缆索起重机的安全操作4.2.1 操作缆索起重机前,应确保机器的平稳,并使用适当的设备保护措施,以免发生机器失控事故。
4.2.2 操作人员应根据实际作业需要合理安排起重机的作业轨迹和操作方法,确保安全运行。
4.3 缆索起重机的起重物操作4.3.1 操作人员应确保起重物的重心稳固,避免在运输过程中物体倾斜、滑动或掉落等危险事故。
缆索吊装系统的组成缆索吊装系统是一种常见的起重装置,由多个组成部分构成。
本文将从以下几个方面介绍缆索吊装系统的组成。
一、主梁主梁是缆索吊装系统的主要承重部件,一般采用钢材制造。
主梁的形状和尺寸根据吊装工作的要求而定,常见的有I型梁、箱形梁等。
主梁的上部通常有挂点,用于连接缆索或其他吊具。
二、缆索缆索是缆索吊装系统的重要组成部分,用于承担物体的重量。
缆索一般由高强度钢丝绳制成,具有较高的承载能力和耐磨性。
根据吊装工作的要求,缆索可以分为多股绳和单股绳两种形式。
多股绳由多根钢丝绳捻合而成,能够提供更大的承载能力;单股绳由一根钢丝绳构成,适用于小型吊装工作。
三、卷筒卷筒是用来收放缆索的装置,通常由钢制制成。
卷筒上有一个或多个卷筒鼓,用于缆索的卷绕,通过卷绕和放松缆索实现起重和放下物体的目的。
卷筒通常配有制动器,用于控制缆索的运动,保证吊装工作的安全性。
四、电动机电动机是驱动卷筒运转的主要动力源。
电动机一般安装在卷筒的一侧,通过电源供电。
电动机可以根据需要提供不同的功率和转速,以适应各种吊装工作的要求。
五、控制系统控制系统是缆索吊装系统的重要组成部分,用于控制整个吊装过程。
控制系统一般由电控柜和控制按钮组成。
通过操作控制按钮,可以控制电动机的启停、正反转以及制动器的释放和锁定等各项功能,实现吊装工作的精确控制。
六、安全保护装置为了保证缆索吊装系统的安全运行,通常还需要配备一些安全保护装置。
例如,缆索断裂保护器可以在缆索断裂时迅速切断电源,避免发生事故;限位器可以控制缆索的卷绕范围,防止超限运行。
此外,还可以根据需要配备声光报警装置、防坠落装置等。
缆索吊装系统由主梁、缆索、卷筒、电动机、控制系统和安全保护装置等多个组成部分构成。
每个组成部分都发挥着重要的作用,共同完成吊装工作。
通过合理配置和操作,缆索吊装系统可以实现高效、安全的物体起重和搬运。
缆索起重机缆索起重机是一种重型起重设备,主要用于吊装、装卸、搬运重量较大的物体。
它采用了缆索构型,通过电机驱动钢丝绳或导线绳等材料上下运动来实现吊装操作。
缆索起重机在建筑工地、码头、港口、矿山等场所广泛应用,具有起重能力大、灵活性高、运作平稳等优点。
缆索起重机的主要部件包括起升机构、变频器、电动机、控制系统和钢丝绳等。
起升机构是缆索起重机的核心部件,它承担着吊重物体的任务。
变频器和电动机是驱动起升机构的关键装置,通过控制电流来实现钢丝绳的上下运动。
控制系统负责控制起重机的运行,可以实现远程操作,提高工作效率和安全性。
钢丝绳是连接起升机构和货物的媒介,它具有很高的强度和耐磨性,能够承受重物的重量。
缆索起重机的工作流程一般包括以下步骤:首先是起升机构的启动,打开控制系统,启动电动机,使钢丝绳开始上升。
然后,根据需要调整起升速度和方向,将货物吊离地面。
在货物到达目标位置后,停止起升机构的运动,将货物放置到指定位置。
最后关闭电动机,完成吊装操作。
缆索起重机的优点之一是起重能力大。
钢丝绳的强度高,并且可以根据需求进行扩展,可以承载重量较大的物体。
其次,缆索起重机具有灵活性高的特点。
钢丝绳的伸缩能力使得起重机可以在垂直和水平方向上进行移动和转动,适应不同工作场所的需要。
此外,缆索起重机的运作平稳,起重过程中没有明显的颤动或抖动,能够保证吊装的安全性。
总而言之,缆索起重机是一种重要的起重设备,广泛应用于各个行业。
它以其起重能力大、灵活性高、运作平稳等优点深受用户青睐。
在未来的发展中,随着技术的不断创新和进步,相信缆索起重机将会变得更加智能化和高效化,为各行各业的工作提供更好的支持。
缆索式起重机安装拆除技术总结报告缆索式起重机安装拆除技术总结报告一、前言缆索式起重机是一种常见的建筑施工机械,广泛应用于房屋建筑、桥梁、隧道等各类工程中。
在起重机的使用过程中,安装和拆除是非常关键的环节,直接关系到工程施工的质量和效率。
本文旨在对缆索式起重机安装拆除技术进行总结和归纳,以期为相关从业人员提供参考。
二、缆索式起重机的安装1. 基础施工缆索式起重机的安装首先需要进行基础施工。
基础施工包括地基处理、基础预埋件的设置、基础混凝土浇筑等步骤。
在地基处理中,需要根据实际情况选择适当的处理方式,如挖掘坑底、加固软弱地层等。
而预埋件的设置也需要根据起重机的型号和规格进行选取,并且需要满足相应的承载力要求。
基础混凝土的浇筑需要保证混凝土的质量和密实性,避免出现裂缝和渗漏等问题。
2. 安装起重机主体在基础施工完成之后,需要进行起重机主体的安装。
安装过程中,先将主体部分吊装到预埋件上,并进行水平校正。
随后,根据起重机的结构特点和需求,安装对应的悬臂臂、配重块、缆绳等部件。
需要注意的是,在安装过程中,需要对每个部件的扭矩和拉力进行检查和调整,确保其达到要求。
3. 调试和试运行起重机安装完成后,需要进行调试和试运行。
调试过程中,需要检查起重机的机械传动系统、电气控制系统等各项功能是否正常。
试运行时,需要测试起重机的各项性能指标,如最大起重量、最大幅度等。
同时,还需要开展安全性能测试,确保起重机在使用过程中不会出现意外事故。
三、缆索式起重机的拆除1. 拆卸起重机主体缆索式起重机拆除的第一步是拆卸起重机主体。
在拆卸过程中,需要按照相反的顺序逐一拆除各个部件。
需要注意的是,在拆卸过程中,需要谨慎处理各个部件之间的连接关系,避免出现损坏或脱落等问题。
2. 拆卸基础部分起重机主体拆除完成后,需要对其基础部分进行拆卸。
拆卸基础部分时,需要先将固定在地面上的预埋件进行拆除,随后再进行基础混凝土的清理和回填。
需要注意的是,在拆卸过程中,需要保护周围的建筑物和环境,避免因施工造成的不良影响。
缆索起重机的组成缆索起重机由起重机架、运动机构、驱动机构、钢丝绳、传感器、电气控制系统等部件构成。
下面将逐一介绍各个部件的结构和作用。
一、起重机架起重机架是缆索起重机最核心的部分,它承载了所有起重物体和机器部件。
通常采用焊接钢板结构,能够有效地抵抗机械振动和外部力量。
起重机架还可以根据需要进行升降和旋转,通过电机、液压缸等驱动装置实现。
二、运动机构运动机构包括升降机构和旋转机构。
升降机构主要由升降机构、升降绳轮、特殊绳索和钢丝绳等部件组成。
旋转机构包括旋转轴承、行星减速器和马达等部件。
运动机构通过液压、电动机或手动操作实现各种运动状态。
三、驱动机构驱动机构包括电动机、液压马达和人力操作系统。
电动机驱动机构使用较广,它能够提供充足的动力和控制精度,主要用于中小型缆索起重机;液压马达由液压泵和液压缸等部件组成,它可以提供较大的扭矩和稳定的速度,采用在大型项目中;人力操作系统通常用于简单的起重任务,如小型仓库内的物品搬运。
四、钢丝绳钢丝绳是缆索起重机的重要组成部分,它能够承载起重物体的重量,同时也是起重机升降和旋转的动力来源。
钢丝绳的直径和长度通常根据起重需要和起重机的特点进行选择。
五、传感器传感器是缆索起重机的调节控制系统,它包括示位器、传感器和运动控制系统,主要用于检测起重机的状态、负载、速度和位置等参数。
传感器的使用能够提高起重机的控制准确性和过载保护能力,从而确保起重物体的安全性。
六、电气控制系统电气控制系统包括电气元件、控制器、断路器和电缆等部件。
它能够控制起重机的升降、旋转、制动等工作状态,并对传感器获取到的数据进行处理。
同时,电气控制系统也能够实现远程监控和故障诊断,提高了起重机的可靠性和生产效率。
在工业、船舶等领域,缆索起重机是一种重要的起重装备,它具有起重范围大、结构简单、寿命长等优点,被广泛应用于货物装卸、机械维护和船舶卸货等场合。
但是,由于它的高度和维护难度较大,当对高度有要求或是作业区域狭小时,操作难度和安全性也会增加。
第一章总则第一条为确保缆索吊安全、高效、稳定运行,保障生产安全,根据国家有关安全生产法律法规和行业标准,结合本单位实际情况,制定本制度。
第二条本制度适用于本单位所有缆索吊的日常运行管理。
第三条缆索吊的日常运行管理应遵循“安全第一、预防为主、综合治理”的原则。
第四条本单位应建立健全缆索吊的运行管理制度,明确各级人员职责,加强监督检查,确保缆索吊安全运行。
第二章组织机构与职责第五条成立缆索吊运行管理领导小组,负责缆索吊的全面管理工作。
第六条缆索吊运行管理领导小组职责:(一)组织制定缆索吊的运行管理制度、操作规程和应急预案;(二)负责缆索吊的日常运行监督、检查和考核;(三)组织缆索吊的维修、保养和改造工作;(四)负责缆索吊操作人员的培训和考核;(五)负责缆索吊事故的调查和处理。
第七条缆索吊操作人员职责:(一)严格按照操作规程进行操作;(二)定期检查缆索吊设备,发现问题及时上报;(三)发现异常情况立即停止操作,并报告上级;(四)参加缆索吊操作人员的培训和考核。
第三章设备管理第八条缆索吊设备应定期进行维护保养,确保设备完好。
第九条缆索吊设备维护保养内容:(一)检查设备各部件的磨损情况,及时更换磨损严重的部件;(二)检查设备润滑系统,确保润滑良好;(三)检查电气系统,确保电路畅通、设备正常工作;(四)检查安全装置,确保安全可靠;(五)检查制动系统,确保制动灵敏可靠。
第十条缆索吊设备维护保养周期:(一)日常保养:每日进行一次;(二)定期保养:每月进行一次;(三)全面保养:每半年进行一次。
第十一条缆索吊设备维修:(一)设备出现故障时,应及时维修,确保设备正常运行;(二)维修人员应具备相应的技术资格,严格按照维修规程进行维修;(三)维修后应进行试运行,确保设备性能良好。
第四章操作规程第十二条缆索吊操作人员应熟悉操作规程,掌握设备性能,具备相应的操作技能。
第十三条操作前,操作人员应进行以下检查:(一)检查设备各部件是否完好;(二)检查安全装置是否可靠;(三)检查电气系统是否正常;(四)检查制动系统是否灵敏可靠。
缆索起重机及其使用——缆索起重机及其使用缆索起重机是以柔性钢索(承载索)作为架空支承构件、供悬吊重物的起重小车在承载索上往返运行,具有垂直运输(起升)和水平运输(牵引)功能的起重机,简称缆机。
一、缆索起重机的分类1.缆索起重机按承载索两端支架运动情况划分(1)固定式缆索起重机∶承载索两端支架固定不动(2)移动式缆索起重机可分为以下几种∶1)平移式∶承载索支架带有运行机构,分别在两岸平行轨道上同步移动。
2)摇摆式∶承载索支架带有摆动机构,分别在两岸同步摆动3)辐射式∶承载索一端支架固定,另一端支架带有运行机构,在弧形轨道上移动。
4)弧动式∶承载索支架带有运行机构,分别在两岸同圆心弧形轨道上同角速度移动。
5)索轨式∶以架空钢索代替地面轨道、承载索支架运行情况与平移式或辐射式相同。
2.缆索起重机按承载索数量划分(1)单索缆索起重机∶有一条承载索的缆索起重机。
(2)双索缆索起重机∶有两条承载索的缆索起重机(3)四索缆索起重机;有四条承载索的缆索起重机。
二、缆索起重机的基本组成特点1.缆索起重机的主要构件和零部件缆索起重机的主要构件和零部件包括主塔(车)、副塔(车)、摆动支架(摇腿)、承载索、滑轮及滑轮组、起升卷筒、制动器,载重小车、支索器(承马)、张紧装置、吊钩装置及大车轨道等。
主塔(车)是用于支承承载索一端,设有起升和牵引机构、电气控制装置等主要工作设备的支架总成,如图2-31所示。
副塔(车)是相对主塔(车)、用于支承承载索另一端的支架总成。
摆动支架(摇腿)是下端铰接于基础或行走台车上,上端向外倾斜,靠承载索的拉力与配重保持平衡的支架。
承载索是支承起重小车用的钢索。
支索器(承马)是支承在承载索上,用于承托起升绳、牵引绳和辅助绳的装置。
张紧装置是使承载索具有一定张力的装置。
2.缆索起重机的主要工作机构缆索起重机的主要工作机构包括起升机构、牵引机构、大车运行机构、摆塔机构、承载索张紧机构、排绳机构、承载索系统和机房等。
目录1 编制说明 (1)1.1 编制范围 (1)1.2 编制依据 (1)1.3 编制原则 (1)2 工程概况 (2)2.1 工程简介 (2)2.2 主缆与索夹参数概况 (2)2.3 钢桁加劲梁概况 (2)2.4 LZDJ550缆载吊机概述 (3)2.4.1 LZDJ550主要结构 (3)2.4.2 LZDJ550主要技术参数 (6)3 组织机构 (7)4 工器具要求 (8)4.1 起重设备要求 (8)4.2 其他工器具 (8)5 缆载吊机现场安装方案 (9)5.1 拼装总体思路 (9)5.2 总体拼装工艺流程 (9)5.3 缆载吊机拼装 (10)5.3.1吊装顺序 (10)5.3.2 吊装步骧 (11)6 缆载吊机现场试验方案 (16)6.1 试验总体目的 (16)6.2 试验内容 (17)6.3 试验荷载工况 (17)6.4 试吊前的准备工作 (17)6.5 试吊需要检查的项目和方法 (18)6.6 空载试验 (18)6.7 荷载试验 (19)7 缆载吊机现场现场拆除方案 (20)8 安全保证措施 (21)8.1 缆载吊机安拆保证措施 (21)8.1.1 缆载吊机安拆安全交底及培训 (21)8.1.2维载吊机安拆总体保证措施 (22)LZDJ550缆载吊机安拆施工方案1 编制说明1.1 编制范围本方案主要包含:LZDJ550缆载吊机安拆与现场试验等方面的内容。
1.2 编制依据《LZDJ550缆载吊机》相关图纸技术文件(OVM厂家提供)《起重设备安装工程施工及验收规范》(GB50278-2010)《钢结构工程施工质量验收规范》(GBSOSOS-2001)《起重机械安全监察规定》质检总局第92号令《起重机械安全规程》(GB 6067.1-2010)《建筑施工高处作业安全技术规范》(JGJB0-91)《建筑机械使用安全技术规程》(JGJ33- 2001)《建筑施工用电安全技术规范》(JGJ46-2005)《建设工程安全生产条例》(国务院第393号令)《起重机用钢丝绳检验和报废实用规范》(GB / T5972-2006)《起重设备常用数据手册》(人民交通出版社)《重型设备吊装手册》(冶金工业出版社)《起重机设计规范GB3811-2008《起重机试验规范和程序》GBS905-20111.3 编制原则1、贯彻合同要求及设计意图。
《桥梁施工临时结构》授课教案第四章缆索吊机Chapter 4 Cable Crane第四章缆索吊机Chapter 4 Cable Crane第一节概述Section 1 Summary一、缆索吊机的设备缆索吊机设备,按其用途和作用可以分为:主索、工作索、塔架和锚固装置等四个基本组成。
1.主索主索为承重索或运输天线。
它横跨桥墩,支承在两侧塔架的索鞍上,两端锚固于地锚。
吊运拱箱(肋)或其他构件的行车支承于主索上。
主索的断面根据吊运的构件重量、垂度、计算跨度等因素进行计算。
一般根据桥面宽度(两外侧拱箱的距离)及设备供应情况可设3组主索。
每组主索可由若干根平行钢丝绳组成。
2.起重索用于控制吊物的升降(即垂直运输),一端与卷扬机相连,另一端固定于对岸的地锚上。
当行车在主索上沿桥跨往复运行时,可保持行车与吊钩间的起重索长度不随行车的移动而改变。
3.牵引索用于拉动行车沿桥跨方向在主索上移动(即水平运输),故需一对牵引索。
既可分别连接在两台卷扬机上,也可合栓在一台双滚筒卷扬机上,便于操作。
4.结索用于悬挂分索器。
使主索、起重索、牵引索不致相互干扰。
它仅承受分索器重量及自重。
5.扣索当拱箱(肋)分段吊装时,需用扣索悬挂端段箱(肋)及中段箱(肋),并可利用扣索调整端、中段箱(肋)接头处标高。
扣索的一端系在拱箱(肋)接头附近的扣环上,另一端通过扣索排架或塔架固定于地锚上。
为了便于调整扣索的长度,可设置手摇绞车及张紧索。
6.缆风索亦称浪风绳。
用来保证塔架的纵横向稳定及拱肋安装就位后的横向稳定。
7.塔架及索鞍塔架是用来提高主索的临空高度及支承各种受力钢索的结构物。
塔架的形式是多种多样的,按材料可分为木塔架和钢塔架两类。
目前多采用钢塔架。
钢塔架可采用龙门架式、独脚扒杆式或万能杆件拼装成的各种形式。
塔架顶上设置索鞍。
为放置主索、起重索、扣索等用。
可以减小钢丝绳与塔架的摩阻力,使塔架承受较小的水平力,并减小钢丝绳的磨损。
8.电动卷扬机及手摇绞车这些设备主要用作牵引、起吊等的动力装置电动卷扬机速度快,但不易控制,一般多用于起重索和牵引索。
对于要求精细调整钢束的部位,多采用手摇绞车,以便于操纵。
9.地锚亦称地垄或锚锭用于锚固主索、扣索、起重索及绞车等。
地锚的可靠性对缆索吊装的安全有决定性影响,设计与施工都必须高度重视。
按照承载能力的大小及地形、地质条件的不同,地锚的形式和构造可以是多种多样的。
还可以利用桥梁墩、台作锚碇,这就能节约材料,否则需设置专门的地锚。
图4-5是一个临时性的木地垄装置。
由杂木或钢轨捆扎,入地下而构成。
10.其他附属设备其他附属设备有在主索上行驶的行车(俗称跑马滑车)、起重滑车组、各种倒链葫芦、法兰螺栓、钢丝卡子(钢丝轧头)、千斤绳、横移索等。
缆索吊机设备的形式及规格都非常多。
必须按照因地制宜的原则,结合各工程的具体情况合理地选择,才能取得良好的效果。
二、缆索吊机技术的发展应用概况缆索结构作为能够充分发挥材料抗拉性能的一种结构形式,在古代就为人们所认识,古人用树皮、藤条等韧性材料编成绳索,做成索道跨越深沟或其他障碍,至今在云南、贵州等地交通不便的深山区有一些百姓仍在沿用小滑车溜钢索的方式跨越山谷、运送生活必需品。
在现代生活中,小到晾衣绳,大到观光缆车、大型桥梁,缆索结构更是得到了广泛的利用,不仅如此,缆索结构在发展过程中逐渐按功能分类,在索上固定位置承受荷载导致了悬索桥这种拥有巨大跨越能力的桥型的出现,荷载与索相对固定并与索共同移动形成了现在的缆车,而荷载可在索上移动则演化成了用途广泛的缆索吊机。
现在的缆索吊机已远不是一根主索、一个移动荷载那么简单组成,而是发展成由主索、天车、起吊系统、牵引系统、控制系统、塔架系统、辅助系统等组成的复杂整体,并由单跨向多跨发展,起重量增加到几十吨、上百吨,主索由单索发展到组索、多组索,位置由固定式发展到可移动式。
株州石峰大桥采用了吊重700kN、跨径为619m+436m的不等跨双跨缆索吊机进行拱肋吊装,湖南桃源沅水大桥采用了吊重400kN、跨径为2×610m的等跨双缆索吊机作为运输手段,黑石铺湘江大桥采用了吊重700kN、跨径为2×653m的等跨双缆索吊机,钱江四桥则采用了吊重1300kN、跨径为250m+700m+650m+250m的三塔四跨缆索吊机,于06年2月投入使用的重庆菜园坝长江大桥的缆索吊机,吊重甚至达到4200kN,创全国之最,国际上也属罕见。
随着缆索吊机功能的逐步扩展,相关的材料、设备也有了长足的进步。
钢丝绳作为主索的常用材料,有多种直径、多种截面形式、多种强度等级可供选择,异型单丝截面的钢芯封闭索在同直径、同强度的钢丝绳中可提供最大的金属截面,从而抗拉力达到最大;作为动力来源的卷扬机也成系列发展,大体分为牵引、起重两大类,吨位不断增大,变频启动、远距离线控、无线遥控等技术与动力系统相结合,配合各类传感器,甚至可以微机控制,使动力系统向自动化方向发展。
预应力技术、岩土技术、液压控制、集成电路等各种技术的综合应用,使缆索吊机可以适应各种环境条件,满足各种功能的需要。
用于施工需要的缆索吊机则相对简单,称为简易缆索吊机。
简易缆索吊机的经济性、环境适应性、吊装能力等优势使其具有强大的竞争力,在桥梁施工尤其是拱桥施工中被普遍采用,有时甚至是唯一的选择。
三、发展移动式缆索吊机的必要性和缆索吊机的移动方式单组缆索吊机的吊装轨迹是一个立面,采用正扣横拉偏就位的方法可以拓展横向的吊装范围,但拓展幅度有限,而且安全问题突出,在很多情况下需要缆索吊机在一个较大的区域内工作,布置多组主索或并列布置多个缆索吊机当然可以解决问题,但这样很不经济,如果缆索吊机可以移动,则可以解决这个矛盾。
缆索吊机的跨度可以根据需要取最大值,包含吊装区域的纵向范围,这并不难做到,因此一般不需要纵向移动;竖向移动的情况仅是索鞍带主索作竖向运动,有其独特的特点,可降低吊装高度或扩大运输范围,现已有这方面的论述,但未见有应用实例;径向移动和横向移动便成为了主要的研究内容,径向移动是缆索吊机在扇形范围内作水平与竖向运输,主要应用在贮料场及露天采矿场,缆索吊机横向移动是在矩形范围内作水平与竖向运输,应用范围更大、灵活性更强。
单塔单组主索是移动式缆索吊机的最简单形式,但在很多情况下受地形、吊装频率或不同时期吊装频率的限制,或是设计、工期的要求,缆索吊机的型式有所不同,有单组索移动、多组索移动、塔架与索共同移动等型式,也有的情况是在一阶段吊装完成后,将主索卸下,只移动塔架,塔架到位后重新上主索,这种情况从严格意义上说不属于缆索吊机的移动,一般用于长距离的移动,由经济性决定。
主索移动时,其地锚可一同移动,也可以不随主索移动,主索到位后换用新地锚,这要由吊重、移动频率和经济性决定,对于吊重不大、移动距离较长、需要频繁移动的缆索吊机可采用地锚与主索共同移动的形式。
60年代刘家峡水电站大坝施工中,在黄河两岸设置了很大的的混凝土基础,用来安装进口的无锚碇自平衡顺水流方向的移动式缆索吊机,以便进行大坝混凝土的浇注、设备安装等作业,但其临时设施庞大,安装复杂,价格昂贵。
此后国内对简易缆索吊机有大幅横向作业需求时,经历了拆除重装—加长塔架横梁、索鞍带索横移—设置横向滑动重力式锚碇、塔架横移—主锚共用、仅移动塔架的发展过程。
四、横移缆索吊机在拱桥施工中的选用原则和应用实例对于下承、中承式拱桥,拱肋的吊装重量大、频率低,桥面部分吊重小、可以通过其他方式解决,如采用移动式缆索吊机,一般不需要往复式运动,可以是一次性移动,合肥当涂大桥用一组缆索吊机系统解决了三条拱肋的吊装,对于上承式拱桥,缆索吊机所担负的吊装任务就有所不同,拱肋的吊装重量大、频率低,拱上立柱、盖梁的施工及桥面板的吊装虽然重量不大,但使用频率相当高,如采用移动式缆索吊机,则需要往复移动,这样在设计上对于塔架结构、移动方式就要多做一些考虑,移动要方便、快捷,一般采用塔架全宽布置,索鞍带索横移,这方面的工程实例已相当多,但为了提高吊装效率,也可以采用另一方案,塔架全宽布置,设两组主索,主吊钩下吊扁担梁,扁担梁上设活动吊点,满足全方位、高频率的吊装需要,这对于多跨、折线布置的桥梁尤其适用,万梁高速公路土地潭特大桥(图4-6)和京张高速公路周家沟1#桥(图4-7)均为这方面的范例。
第二节移动式缆索吊机的设计一、某特大桥工程概况某特大桥位于水道三叉交汇口,三方向均有通航要求。
如图4-8及图4-9所示,主桥选择为单孔128m下承式钢管混凝土系杆拱桥,横桥向分为左右两幅完全独立且完全对称的桥,每幅桥面宽24m,两幅桥净距1.5m,每幅桥设2片拱肋,肋间中距18.3m,每片拱肋由2根上、下弦钢管(Φ1050×18mm/Φ1050×14mm)和竖、斜腹管(Φ500×10mm)焊接成桁式截面,截面高3.5m,宽1.05m,矢跨比1/5。
两边引桥均为现浇箱梁。
主桥上部每幅为钢管混凝土双主拱结构,跨径组合为1×128m,跨径拱轴线为拱脚直线段和曲线段组成,曲线段采用悬链线,拱轴系数为1.167,矢跨比为1/5,拱肋断面形式为桁架式,拱肋高度为3.5m,宽1.05m,每一拱肋由2根Φ1.05m的钢管组成,钢材采用Q345C钢,管壁厚度为14mm,腹杆采用Φ500mm、壁厚为10mm的钢管,拱肋断面由哑铃形的上下弦杆通过腹杆连接组成。
纵向四根钢管和哑铃形断面内灌注C50混凝土,其余均为空钢管。
两拱间在拱顶处设一字型风撑,拱顶两边对称共设置六道K型风撑,风撑弦杆采用Φ500mm、壁厚δ=10mm的钢管,腹杆和平联采用Φ300mm、壁厚δ=8mm的钢管。
系杆为12束12Φj15.24钢绞线,设置在每片拱肋内外两侧,系杆支架采用与系杆相配套的定型产品-系杆导架,系杆采用环氧涂层高强度低松弛含内外两层护套的钢绞线成品,每根拱肋共12束,全桥共48束。
吊杆间距5m,吊杆由85Φ7高强钢丝(两侧短吊杆91Φ7)外包制成,工厂生产,现场安装,吊杆每片拱肋为23根,全桥共92根。
系杆和吊杆均采用可更换锚具。
全桥共46根横梁每幅为23根。
端横梁为现浇普通钢筋混凝土结构,中横梁为预应力混凝土结构预制吊装施工。
桥全宽设4道加劲纵梁,通过湿接头与横梁连接。
行车道板采用普通钢筋混凝土空心板先简支后连续结构,纵向通过现浇湿接头连成整体梁。
主墩墩身及承台设为两个分离式钢筋砼结构,两承台间用系梁连接,两墩身顶与帽梁固结形成一门式刚架结构,以增强主墩整体横向刚度及稳定性。
墩身采用空心闭合箱型截面,具有重量轻,刚度大的特点,主墩帽梁为墩身、主拱肋、系杆汇聚的固结区,因而其受力复杂,为保证结构安全,帽梁在墩身顶部5.7m范围设为大体积实心段钢纤维砼,帽梁中部则为减轻自重而采用箱型空心段,帽梁长24.0m,宽6.0m,高4.5m。