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1、小半径曲线轨道龙门吊提梁技术研究摘要：根据瑞寻高速公路B1标段羊子岩高架桥梁场设置情况，解决龙门吊在小半径曲线轨道上运行提梁的技术难题。采用现场调查分析，试验验证等办法，对龙门吊的支腿、控制系统、轨道系统等进行研究改造，通过在龙门吊支腿和行走轮之间增加转向装置，在电器控制系统上加装调速器，实现龙门吊内外侧行走轮的同心圆运行；加装时间继电器，实现龙门吊在直曲线结合处处的速度转换；对行走轨道进行加固处理。实践证明，通过技术改造，在150m的小半径轨道上龙门吊提梁技术是可行的。关键词：曲线行走；龙门吊；调速器；时间继电器；轨道维护0.前言 在高速公路桥梁施工中，对于大吨位预制梁一般采用龙门吊抬举的方
2、式进行提梁、转运及装车。龙门吊有轮胎式和轨道式，由于轮胎式龙门吊造价较高，且要求施工场地较为宽阔，公路梁场一般采用轨道式。对于轨道式龙门吊为了保证龙门吊运行安全，一般采取直线行走或大半径曲线运行。但在某些情况下，因施工条件所限，梁场设计时只能采用小半径曲线提梁，这就需要对提梁龙门吊进行适当改造，并对轨道系统进行调整加固。 瑞寻高速公路B1标段内的羊子岩高架桥采用的是长度为40m预应力混凝土连续T 梁，上部结构形式为为540m+540m二联先简支后连续T梁，需预制架设40mT梁120 片，采用后张法施工。标段内山形陡峭、沟壑林立，地面标高变化范围为264.00379.00m，相对高差较大。可以做
3、为预制梁场的羊子岩高架桥与相邻的汉仙岩隧道之间地段长度仅400m，且其中200m为高填方地段，另200m为挖方及半挖半填，原计划梁场设置在填方段，因工期紧张，填方工期不能满足制运架梁工期要求。综合考虑工期要求和地形局限，梁场只能部分利用挖方段和削平部分红线外山包后设置，这就造成梁场布置时龙门吊轨道曲线半径较小，且线性复杂：轨道全长150m,曲线部分长100m，轨道内侧曲线半径为130m，外侧曲线半径为150m，直线部分长50m。图1为瑞寻羊子岩梁场示意图。 图1 瑞寻羊子岩梁场示意图 1.提梁需要解决的技术问题 该桥40m预制T梁设计最大梁重135T（边梁），中梁梁重123T，提梁时采用2台1
4、00T轨道式龙门吊抬举。设计龙门吊起吊高度8m，实际起吊重量达到135T，由于梁场设计轨道为直曲线相结合，走曲线时极易因为龙门吊两侧行走轮不同步而造成龙门吊倾覆或掉轮现象。同时龙门吊曲线运行时，外侧轨道受力较大，极易发生移位、扭曲变形，因此还应需要设置超高，并采取适当加固措施以避免龙门吊运行时轨道发生位移、变形。因此要想达到龙门吊顺利提梁的目的，必须根据轨道半径及龙门吊运行速度确定龙门吊走行设备的改装和技术参数的调整，同时解决轨道位移问题。 2.龙门吊的技术改装 对龙门吊的技术改装，主要要解决两个问题：1、解决曲线地段运行问题；2、解决直曲线过渡运行问题。 2.1解决曲线地段运行问题 解决曲线
5、问题包括两个方面：一是解决龙门吊转向问题，二是解决龙门吊内外侧行走轮行走保持同心圆运行问题。 2.1.1 解决龙门吊转向问题 常规龙门吊在设计时为保证施工安全，龙门吊两腿立柱与行走轮之间往往采用焊接结构或者采用钢销直接固结销死，这样龙门吊就只能直线行走或者仅能在较大半径上行走。要想使龙门吊在曲线上行驶，就需要在立柱和行走轮之间增加转向装置。 经理论计算和数次试验验证，再在立柱与行走轮结合部增加了如下转向装置：立柱和行走轮接触面各用一块直径35cm厚3cm的钢板焊接，中间用10cm的钢销固定，将转向部位的上下两块钢板调整成圆形，下面钢板的周围高出相交面3cm，在里面加入硅脂油，增加其润滑。这样龙
6、门吊在曲线上运行时可通过两块钢板的转动调节其转向，释放其扭力，避免上下钢板因扭力不能释放而开焊（图2）。 2.1.2 解决龙门吊内外侧行走轮行走保持同心圆问题 在直线运行时，为保证两侧行走轮运行同步，龙门吊两侧的行走驱动电机往往采用一个控制开关进行控制，且转速相同，从而保证了两侧同步同速行走。 而曲线运行时则需要龙门吊两侧行走轮保持同心圆行走，也就是说需要调整龙门吊两侧的行走速度，使之保持一个固定差值，从而保持其同心运行。根据这一原理，我们根据内外轨半径之差，并结合龙门吊提梁时的行走速度（为确保安全，提梁行走速度控制在10m/min左右），计算出内外侧行走轮之间如果要保持同心运动所需要的速度差
7、，加装一个调速器用于调整龙门吊行走电机转速，从而实现两侧速度差值的调整，保证了龙门吊运行安全。实践证明只要调速器设置合理，就可以做到龙门吊行走轮始终保持同心圆运行，从而保证设备运行安全。 2.2 解决直曲线过渡运行问题 通过加装调速器，解决了龙门吊小半径曲线运行问题，但新的问题又需要解决。那就是曲线地段行走电机加装了调速器，使两侧电机不同速行走解决了曲线行驶的同心运行问题，但到了直线地段，如果继续保持同心圆运行，就会造成两侧行走轮内慢外快，龙门吊产生偏移从而造成掉道甚至倾覆。这是就要用到另外一个装置：时间继电器。其原理是执行机构的触头按照一定的周期反复接通和断开,其接通和断开时间由两个旋钮分别
8、调节，通过间断给电，可以调整运行电机速度。由此，经过反复计算和多次现场试验，我们在龙门吊控制台上增设一个时间继电器，当龙门吊运行到曲线末端时，启动时间继电器，再次调整龙门吊两侧行走轮的运行速度，使两侧行走轮接近平行运行，从而保证了直线运行时两侧行走轮同步问题。 3.轨道设置 由于轨道半径较小，龙门吊在曲线地段运行时，会对外侧轨道产生较大的横向力，从而造成轨道移位或扭曲变形，相对于龙门吊直线运行来讲，就对轨道系统提出了更好的要求。 （1）参考铁路圆曲线超高设置原理，根据龙门吊通过曲线时实际运行速度，求算合理的平均速度值，并据此计算出曲线外轨理论超高值；然后通过理论检算和现场实地观测调查，设置合理
9、超高值。同时按照 2的顺坡率来处理直曲线结合部的超高变化问题。 （2）轨道道床应确保均匀饱满，轨道与枕木之间采用道钉按照不大于60cm的间距进行固定，钢轨接头部分采用鱼尾板进行连接固定。 （3）根据测量放线调整轨道的圆顺度确保内外轨间距与龙门吊跨度的一致。加强对钢轨接头的定位控制，保证接头处轨缝均匀，无瞎缝或缝隙过大，否则极易掉道。 （4）此外，还应满足以下条件：钢轨正面、侧面的不平度1/1500，全长2mm；钢轨与地面垂直度1mm，钢轨的坡度3mm；轨道实际中心线对轨道设计中心线的位置偏移应3 mm；轨道接头左、右、上三面的错位1mm;两平行轨道接头的位置应错开，其错开距离应大于门机前后车轮
10、的车距；接头间隙应为23mm；接头两侧导轨高度差2 mm。轨道两端应安装终端限位装置，防止龙门吊脱轨事故的发生。 4.管理措施 采取了以上技术措施，从理论上讲龙门吊可以在半径150m的小半径曲线上运行。但影响龙门吊运行安全的危险因素还有很多，而且机械操作也比一般龙门吊操作较为复杂，因此必须采取一定的管理措施来规范操作。 （1）加强对操作人员的培训教育，使其能熟练切换操作，避免因操作失误发生安全事故。 （2）加强对机械设备，特别是立柱与行走轮结合部的转向装置、时间继电器、调速器的检查，确保其处于正常工作状态。 （3）加强对轨道的检查保养，确保轨道系统不出现变形，特别是注意正确测量内外侧轨道之间的
11、距离和检查轨道接头，确保轨道的平滑圆顺。 5.结束语 （1）瑞寻高速公路羊子岩高架桥梁场的实践证明，通过技术改造，在小半径曲线地段采用轨道式龙门吊提梁在技术上是可行的，曲线半径最小可以达到150m。 （2）通过加装调速器和时间继电器，可以实现龙门吊运行速度在020m/min的范围内任意可调，加速和制动时间在060s之间可预设。 （3）曲线提梁时，必须对龙门吊进行必要的改造，同时对轨道系统提出了更高的要求。 （4）有专人负责设备的巡检和保养，尤其是对转向部位的灵活性和焊缝焊接质量应给予足够重视。 （5）小半径曲线轨道式龙门吊提梁具有一定的安全隐患，除非确有必要，一般情况下不宜采用。 参考文献 【1】李根明.小半径曲线桥梁上大跨径预制箱梁的安装技术.山西建筑，2009,（02）：320-321 【2】张志文等.起重机设计手册.北京：中国铁道出版社，1997