纵论我国大吨位提梁机的世界首创和持续领先之路.pdf

·特约稿·收稿日期：２０１５０１１５纵论我国大吨位提梁机的世界首创和持续领先之路黄耀怡　余春红（中铁第五勘察设计院集团有限公司　北京　１０２６００）摘　要　本文对我国大吨位提梁机的发展和应用历程作了一个系统的回顾与总结，包括：我国大吨位提梁机发展的技术基础，高速铁路提梁机，海湾大桥提梁机，轮轨式提梁机，轮胎式提梁机，通用式提梁机，跨线式提梁机，在国内使用的提梁机和走出国门的提梁机等；并对我国大吨位提梁机的装备与技术在世界上的地位作出了评价。关键词　施工装备　大吨位提梁机　发展　应用中图分类号　　　ＴＨ２１文献标识码　　　Ａ文章编号　１００９４５３９　（２０１５）０６０００１１７　　　ＧｒｏｗｔｈＲｏａｄｏｆＣｈｉｎａ’　　　　　　ｓＬａｒｇｅＴｏｎｎａｇｅＨｏｉｓｔｉｎｇＢｅａｍＭａｃｈｉｎｅｆｒｏｍ　　　　　　　　ＩｔｓＢｅｇｉｎｎｉｎｇｔｏＳｕｓｔａｉｎｅｄＬｅａｄｉｎｇＰｏｓｉｔｉｏｎｉｎｔｈｅＷｏｒｌｄ　　ＨｕａｎｇＹａｏｙｉ　，　ＹｕＣｈｕｎｈｏｎｇ（　　　　　　　　ＣｈｉｎａＲａｉｌｗａｙＦｉｆｔｈＳｕｒｖｅｙａｎｄＤｅｓｉｇｎＩｎｓｔｉｔｕｔｅＧｒｏｕｐＣｏ．Ｌｔｄ．，　Ｂｅｉｊｉｎｇ１０２６００，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ　　　　　　　　　　　　ＡｓｙｓｔｅｍａｔｉｃａｌｒｅｔｒｏｓｐｅｃｔａｎｄｓｕｍｍａｒｙｏｎｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔａｎｄａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｈｉｓｔｏｒｙｏｆＣｈｉｎａ’　　　ｓｌａｒｇｅｔｏｎｎａｇｅｈｏｉｓｔｉｎｇ　　　　　　ｂｅａｍｍａｃｈｉｎｅｗａｓｇｉｖｅｎｉｎｔｈｉｓｐａｐｅｒ，ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ：ｔｅｃｈｎｉｃａｌ　　ｂａｓｉｓｏｆｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ　ｏｆＣｈｉｎａ’　　　　ｓｌａｒｇｅｔｏｎｎａｇｅｈｏｉｓｔｉｎｇｂｅａｍｍａｃｈｉｎｅ，ｈｉｇｈ-　　　　ｓｐｅｅｄｒａｉｌｗａｙｈｏｉｓｔｉｎｇｂｅａｍｍａｃｈｉｎｅ，　　　　ｂａｙｂｒｉｄｇｅｈｏｉｓｔｉｎｇｂｅａｍｍａｃｈｉｎｅ，ｗｈｅｅｌ-　　　　ｒａｉｌｓｔｙｌｅｈｏｉｓｔｉｎｇｂｅａｍｍａ-ｃｈｉｎｅ，　　　ｔｙｒｅｈｏｉｓｔｉｎｇｂｅａｍｍａｃｈｉｎｅ，ｇｅｎｅｒａｌ　　　ｔｙｐｅｈｏｉｓｔｉｎｇｂｅａｍｍａｃｈｉｎｅ，　　　ｏｖｅｒｌｉｎｅｈｏｉｓｔｉｎｇｂｅａｍｍａｃｈｉｎｅ，　ｈｏｉｓｔｉｎｇｂｅａｍ　　　　　　　　　ｍａｃｈｉｎｅｆｏｒｄｏｍｅｓｔｉｃｕｓｅａｎｄｇｏｉｎｇａｂｒｏａｄａｎｄｓｏｏｎ．Ｆｕｒｔｈｅｒ，　　　ｔｈｅｐｏｓｉｔｉｏｎｏｎＣｈｉｎａ’　　　　　ｓｌａｒｇｅｔｏｎｎａｇｅｈｏｉｓｔｉｎｇｂｅａｍｍａ-ｃｈｉｎｅ’　　　　　　　　ｓｅｑｕｉｐｍｅｎｔａｎｄｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｉｎｔｈｅｗｏｒｌｄｗａｓｅｖａｌｕａｔｅｄ．　Ｋｅｙｗｏｒｄｓ　　ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎｅｑｕｉｐｍｅｎｔ；　　　　ｌａｒｇｅｔｏｎｎａｇｅｈｏｉｓｔｉｎｇｂｅａｍｍａｃｈｉｎｅ；ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ；ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ　　１引论十余年来，随着我国高速铁路建设的迅速发“展，闻名世界的我国高铁桥梁施工成套装备运架”提中的　　９００ｔ　或　　２×　４５０ｔ　等轮轨式和轮胎式提梁机，业已投入使用约近　３００　台，总售价约达　４５　亿元人民币。而在国际上却罕有国家拥有这种技术和经验，这就铸就了我国高铁通向世界的绝对优势。因此特撰此文对我国这种重大而几乎独有的技术装备予以系统的宣传，以资在国内外发扬光大之和对国家的基础建设作出更加宏大的贡献。　　　１．１提梁机概念的创立与命名“”提梁机这个专业术语，在世界上第一次出现是在中国，而在中国，这个名词的第一次出现是在２００４　年　１２　月　３　日。当时秦皇岛天业通联公司的王“金祥、黄耀怡等人将一篇文稿铁路客运专线预制”梁轮胎式提梁机与轨行式提梁机投给了《铁道建筑技术》杂志，该稿即发表于该刊　２００５　年第　２　期。“”从此，提梁机的名字就此响遍大江南北，并促成“”铸就了当今中国高铁著名的运架提成套装备的英名而载入史冊。该文稿简明扼要地第一次提出了铁路客运专线桥梁施工装备轮轨式和轮胎式提梁机的概念、组成和性能特点（见图　　１～图　３）。实际上我们当初就１铁道建筑技术　　　　　ＲＡＩＬＷＡＹＣＯＮＳＴＲＵＣＴＩＯＮＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ２０１５　（６）·特约稿·“”是把高铁制梁场上专用的门式起重机戴上一顶“”崭新而实用的桂冠提梁机，从而使她也像高速铁路初次踏进国门一样生气蓬勃、光彩照人，进而走向全世界！在此须特别指出，我国是轮胎式与轮轨式提梁机首创国，此前国外一般采用滑拽方法装梁或大吊车包括浮吊装梁技术。图　　　　１４５０ｔ　轮轨式提梁机抬吊　　９００ｔ　箱梁方案图图　　　２９００ｔ　轮轨式提梁机起吊　　９００ｔ　箱梁方案图图　　　３９００ｔ　轮胎式提梁机方案图　　　１．２大吨位提梁机在我国发展的技术基础大吨位提梁机在我国高铁桥梁和海湾大桥发展如此迅速，使用如此广泛，并非一日之功，乃是我国相关技术厚积薄发的典型表现。　　　１．２．１ＴＬＣ９００ｔ　轮胎式运梁车的研制与应用轮胎式运梁车是轮胎式提梁机的基础，有了轮胎式运梁车的成功研制和使用，才能有后来轮胎式提梁机的成功。以下对该种车辆作一简要介绍。（１）概述由于高速铁路线路道床技术的特殊要求、ＰＣ　箱梁预制场位置的限制及其周边地理环境的条件等，以及　ＰＣ　箱梁梁体构造的特点，使得使用轮胎式特种车辆从制梁场到架桥现场之间来运输箱形　ＰＣ　梁成了最好的选择。ＴＬＣ９００　型运梁车正是为了满足这种需要而由天业通联公司成功研制。本型运梁车主要用于运输跨度为　　３２ｍ、　２４ｍ、　２０ｍ　的双线整体箱形　ＰＣ　梁，并能与架桥机配合完成相应的架梁作业、驮运架桥机桥间转移，或穿越双线单洞隧道。ＴＬＣ９００　型运梁车系机电液一体化的现代化特种车辆设备，采用液压驱动、液压悬挂、液压转向技术，它们的操作均采用电液比例控制（见图　４）。从实际操作面板上系体现为工业微机来控制驱动、转向、悬挂的升降和调平，以即时实现直行、斜行、八字转向、半八字转向等多种运动模式，从而使整车达到灵活、平稳、无滑移行驶，且可在窄小场地执行工作任务。运梁车还具有自动辅助驾驶、遥控、防撞和故障诊断图　　４ＴＬＣ９００ｔ　运梁车在运梁等智能化系统。这是我国拥有完全自主知识产权、与国际知名产品技术水平相当的先进成果，于　２０１０　年获得国家科技进步二等奖。（２）ＴＬＣ９００　型运梁车主要性能指标①平台地板尺寸：２．１　ｍ×　３５．２ｍ；地板轨顶距地面最低高度：　２．５ｍ②额定载重量：　９００ｔ；适应梁型及梁跨：双线箱梁，　３２ｍ、　２４ｍ、　２０ｍ③轴线／悬挂：　１６／３２（每悬挂含　１　对轮胎），轮胎直径　×厚度　　　　＝１７３４ｍｍ×　６９８ｍｍ④重载速度：　　０～５ｋｍ／ｈ　；空载速度：　　０～１０ｋｍ／ｈ⑤适应路面坡度：纵坡　５％，横坡　４％⑥运行模式：直行、斜行、八字转向、半八字转向，最大转向角度：α＝±３０°⑦最小转弯半径：Ｒ≥　３５ｍ⑧悬挂升降能力：ｈ　＝±　３００ｍｍ⑨轮胎接地比压：Ｐ≤　０．６ＭＰａ⑩装机容量：　２×　４００ｋＷ；液压油箱容积：　　２４００Ｌ○11自重：　２６８ｔ（３）ＴＬＣ９００　型运梁车系统组成与设计整车由车架（含前后辅助支腿）、活动及固定枕梁、悬挂、动力系统、液压系统、电气系统、控制系统、制动系统、转向系统及操纵系统（驾驶室）等组成。①总体结构组成在设计过程中将车架、驾驶室、动力仓、枕梁、２铁道建筑技术　　　　　ＲＡＩＬＷＡＹＣＯＮＳＴＲＵＣＴＩＯＮＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ２０１５　（６）·特约稿·悬挂等划归为总体结构组成，见图　５。图　　５ＴＬＣ９００ｔ　运梁车总体结构组成图　②总体结构工作原理ａ．在运梁工况时的工作原理根据桥梁设计图纸规定，高速铁路双线整体　ＰＣ梁在运输过程中，梁体四点应位于同一平面，误差不应大于　　２ｍｍ，这是为了防止箱梁受扭。于是把运梁车的悬挂油缸并联起来并进行分组，前端　８　轴线两侧共　１６　个悬挂油缸连通，即相当于一个支点（Ｃ），后端８　轴线　１６　个悬挂油缸按侧连通（８　缸）而两侧互不连通，则相当于两个支点（Ａ、Ｂ），如图　６　所示。这样就形成了典型的格栅梁系平面三点支承的静定结构体系；同时由于　Ａ、Ｂ、Ｃ　三点与车辆中轴对称，所以只要在装载时保证　ＰＣ　箱梁的几何中心与运梁车中心一致，则　Ａ、Ｂ、Ｃ　三支点反力恒等，于是　ＰＣ　箱梁梁体任何截面均不会产生附加弯矩或扭矩。图　　６运梁工况时悬挂油缸分组形成三支点　为便于理解，先简要介绍悬挂体系的构造和原理如下：悬挂体系受悬挂控制系统的指挥，能够根据路况自动调整悬挂油缸的伸缩量，保证车辆平台水平和每个轮胎受力相等，如图　７　所示。图　　７悬挂原理图　ｂ．在架梁工况时的工作原理运梁车配合架桥机架梁时，架桥机在后悬臂处将运梁车上　ＰＣ　箱梁的前端吊起，拖着沿架桥机主梁前移，搁在运梁车活动枕梁上的　ＰＣ　箱梁后端沿着运梁车上的轨道同步向前滑行，直至车头位置，架桥机再将该梁的后端吊起，如图　８　所示。图　　８运梁车配合架桥机架梁后端起吊　ＰＣ　箱梁情形　由上述车上移梁过程可以推知，在　ＰＣ　箱梁后端达到图　８　所示位置且架桥机尚未将其吊起时，对车辆的纵向稳定性最不利。可以想象，假设　１６　轴全部悬挂并未分组控制，而是油缸全连通，则各轮胎反力基本相同，于是全车就有可能绕其前端（ＰＣ　箱梁后端压点）翻起来，即纵倾。为了防止此种危象的发生，须将悬挂按图　９　所示分成　　２×４　组各组独立连通。图　　９架梁工况时悬挂油缸分组形成　　２×４　个等效支点　由以上的分组结果可知，沿车辆纵轴　４　组，各组轮胎反力是不相同的，而各组内的轮胎反力则是相等的。于是车辆板架结构应采用平面弹性支承连续梁模型进行计算。计算结果表明，ＴＬＣ９００　型运梁车实际的纵倾稳定系数为　Ｋ＝１．５，稳定性非常好。（４）小结综上所述，ＴＬＣ９００　型运梁车有如下特点：①整车结构设计合理，车架、悬挂等关键结构件均经过了可靠性设计和有限元校核。并曾对悬挂总成进行专题试验以指导设计。②采用双动力系统，增大了系统冗余性。即使一套系统出现故障，也能保证车辆顺利驶达终点（驱动能力不变，速度降低一倍）。③基于现场总线（ＣＡＮ-ＢＵＳ）的控制系统，保证了整车运行动作的协调可靠。３铁道建筑技术　　　　　ＲＡＩＬＷＡＹＣＯＮＳＴＲＵＣＴＩＯＮＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ２０１５　（６）·特约稿·④具备承载力监测控制、转向协同控制、驱动防超速（防打滑）等功能。⑤具有视频监视和基于图像识别的运行偏差监控系统，确保车辆运行的安全可靠，且能实现自动驾驶。⑥整车运行参数实时监控，具有超限报警和应急锁定功能，包括承载超限、转向误差超限、整车跑偏等。⑦车辆前端安装了激光测距仪，精确地测量前方目标的距离，以便和架桥机实现精确对接，并能实现提前减速和制动控制，避免因误动作而与架桥机发生碰撞。⑧发动机、液压元件、控制元件和轮胎等关键件全部采用进口一类品牌，以确保系统的高可靠性。⑨悬挂支撑作为承载的关键部件，管路设计采用了双管路加安全阀的配置，保证了即使在管道爆裂的情况下，悬挂系统仍能正常工作，极大提高了运梁过程的安全性。可见，这种车型的性能非常适合用来设计制造轮胎式提梁机。　１．２．２广东中远号大型造船门式起重机的研制与应用广东中远号造船门式起重机由郑州新大方公司研制，是我国自主研制和具有完全知识产权的一种大型现代化造船用起重机械设备。通过对它的介绍可以了解我国轮轨式大吨位提梁机发展的技术基础。（１）广东中远号造船门式起重机概述　图　　１０广东中远号造船门机　　　在现场使用实况广东中远号空中翻身造船门式起重机研制了２　台，投入广东中远船务工程公司船厂使用。它们业已在船厂繁忙使用将近　６　年之久，情况良好，达到研制预期目标。其使用实况如图　１０所示。该门式起重机主要由门架结构、上下小车起升系统、大车行走机构、登机电梯、维修吊机、安全保护装置（夹轨钳、锚定装置、终点防撞装置、小车防倾覆装置等）、供电系统、电器控制系统、照明及通信系统、机械润滑系统及司机室等组成；其组成如图　１１　所示。图　　　　１１广东中远号造船门机总图（单位：ｍｍ）　门架结构是门式起重机的总体结构，其安全可靠性必须得到绝对保证。本门机的门架结构属一　图　　１２门架结构最不利应力云图刚一柔双主梁体　系，采用　ＡＮＳＹＳ程序对其进行了各种工况下的有　　　　限元结构分析。图　１２　为其在最不利载荷组合作用于最不利位置时的整体结构应力云图。作为现代化的大型造船起重机械，其电气控制系统的先进性和可靠性同样是至关重要的。本起重机选用工业用　ＰＬＣ　控制系统，以其为核心，配置交流变频调速装置、Ｉ／Ｏ　远程模块、交流变频电动机、光电编码器、荷重检测器、风速检测仪、大车偏差监视系统等，组成了计算机集散控制系统。由常规主令控制器、功能选择开关及各种限位开关作输入信号；输出经继电器隔离后指令各调速器作机构的运行，其速度大小由　ＰＬＣ　系统的　Ｄ／Ａ　模块输出的模拟量决定，实现无极调速。ＰＬＣ　系统控制不仅简化了控制线路，更主要的是增强了系统的可靠性和控制功能。ＰＬＣ　参与控制使得各种工艺要求和操作要求只需简单的手柄操作即可实现，使操作人员极易接受和掌握。整个系统具有完备可靠的各种自动保护功能和各种故障自诊断及显示功能，十分灵活、准确、可靠，包括：超载保护；起升偏载保护；机构运行同步保护；联锁保护；短路保护；应急保护；过流保护；超风速保护；零位保护；限位保护；缺相保护；超速保护；大车纠偏保护；电源异常保护等。（２）主要技术性能指标①起重能力：上小车（Ⅰ、Ⅱ钩）为　　２×　７５ｔ；下小４铁道建筑技术　　　　　ＲＡＩＬＷＡＹＣＯＮＳＴＲＵＣＴＩＯＮＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ２０１５　（６）·特约稿·车（Ⅲ钩／副钩）为　　　１１０／２５ｔ；上、下小车联合翻身作业为　　１５０ｔ；上、下小车联合抬吊作业为　　２２０ｔ。②起升高度与跨度：ＨＰ　　＝５０ｍ；ＬＰ　　＝８３ｍ。③起升速度：Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ钩为　　　　０～１０ｍ／ｍｉｎ；副钩为　　　０～１５ｍ。④工作风速≤　２０ｍ／ｓ，非工作风速≤　　４０ｍ／ｓ，海域腐蚀度≤１０　级。（３）该起重机主要创新点该机的主要创新点有：①船段空中连续翻身工艺与技术；②新型双塔柱式刚性支腿与观光型登机电梯；③双主梁分层设计制造技术；④随动型维修吊机；⑤低压双卷筒电缆供电技术。以下拟对双主梁分层设计制造技术作一重点介绍，因为它与大吨位提梁机的制造和长途运输技术有关。（４）双主梁分层设计制造技术①主梁分层设计制造的缘由和意义广东中远号造船门式起重机门架主梁的箱形截面高　×宽　　　＝５ｍ×　２ｍ。这样大截面的钢箱梁由内地的工厂制造后经长途汽车运输到广州，梁段装车时立放就超高，倒放就超宽，无法用长途汽运到造船厂进行整机组装。如能解决好这个问题，就具有普遍的经济价值和社会价值。因为大跨度造船门式起重机的主梁高度均在　　３ｍ　以上（公路运输装车限高为　　３ｍ），长途汽运均超限。如果在钢箱梁本身设计制造上能够处理好这个问题，就可以打破大型造船门式起重机不能在内地生产制造这一惯例和观念，从而可更好地发挥内地造价较低和市场广阔的优势。②分层设计制造的主梁截面构成解决上述问题的办法是将箱形主梁沿纵向水平分层设计制造，并使层高不超过　　３ｍ，层间采用内置式无限长法兰板条高强度螺栓连接，图　１３　所示箱形截面腹板中线处的构造细节即如此。这样使整个箱形梁由上层的正П形梁和下层的倒П形梁相扣而组成。图　　１３双主梁分层设计截面构造图（单位：ｍｍ）　由图　１３　可见，这样的分层处理办法，既可保证长途运输截面不变形，又不至于额外花费较多的材料，这与采用上下两个各自封闭的箱形截面叠置的方法要合理优越许多。分层法兰板条处的高强度螺栓系按纵向水平抗剪螺栓计算。在造船厂现场总装之后，再把层间纵向水平接缝外侧用连续焊缝封口，这样既可防雨水渗入箱内，还可增加接口的连接刚度和强度，做到万无一失。　　１．２．３江苏东方船厂　　９００ｔ×　２３０ｍ　超大型造船门式起重机　　（１）　９００ｔ×２３０ｍ　超大型造船门式起重机形式与功能　９００ｔ×２３０ｍ　造船门式起重机由主梁、刚性腿、柔性腿、平衡梁、轮架等钢结构件组成门架，主梁与刚性腿间为焊接连接，与柔性腿间设有柔性铰连接。主梁上安装有　１　台起重量　　２×　３５０ｔ　的上小车和　２　台　３５０ｔ／　５０ｔ　的下小车，下小车可在上小车下穿过。通过上、下小车和大车运行等机械系统及电气控制系统，以实现起重机的升降、吊运和空中分段翻身等功能。在主梁全范围内上下小车共抬吊起重量　　９００ｔ，空中翻身最大起重量　　６００ｔ。当两下小车分别位于上小车左右，并各相距上小车　　２４ｍ，三小车共抬最大起重量为　　１２００ｔ。起重量系指吊索具以下被吊物重量。受江苏东方船厂的委托，笔者黄教授承担了该起重机总体结构方案的审核工作。（２）该门式起重机的主要构造该起重机由门架钢结构（主梁、刚性腿、柔性腿、平衡梁、车架）、上小车、下小车、大车运行机构、维修起重机、电梯、起重机电气系统等主要部分组成，另外还设有夹轮器、顶轨器、锚定装置、锚索装置、风速／风向仪、上下纠偏装置、起重量限制装置、各机构的限位装置，配备消防、喷洒灭火系统以及根据起重机安全规程所规定的各种安全保护装置。如图　１４、图　１５　所示。图　　１４东方船厂　　９００ｔ×　２３０ｍ　造船门式起重机总图　５铁道建筑技术　　　　　ＲＡＩＬＷＡＹＣＯＮＳＴＲＵＣＴＩＯＮＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ２０１５　（６）·特约稿·图　　１５东方船厂　　９００ｔ×　２３０ｍ　造船门式起重机实照　（３）该门机的主要技术参数①船体分段空中翻身重量：　６００ｔ②抬吊重量：　９００ｔ③跨度（大车轨距）：　２３０ｍ④基距：　４６ｍ⑤起升高度：轨上　　８０ｍ，轨下　　１３ｍ⑥上小车两吊钩起重量／间距：　　３５０ｔ／１８．５ｍ⑦下小车主钩起重量：　３５０ｔ⑧上、下小车运行速度：　　０～２５ｍ／ｍｉｎ⑨上、下小车起升速度：　　０～５ｍ／ｍｉｎ⑩大车轮压／轨型：≤　　９５ｔ／ＱＵ１２０○11大车运行速度：　　　０～２５ｍ／ｍｉｎ○12装机容量：　　２５００ｋＷ○13整机自重：　　６５００ｔ（４）主要机构简介主要介绍与轮轨式大吨位提梁机直接相关的两大机构：大车行走系统及小车起升系统。①大车行走系统（见图　１６）图　　１６大车行走机构总图　大车由刚性腿侧运行机构、柔性腿侧运行机构组成。配置防风夹轨器、锚定装置、纠偏装置、清轨器、缓冲器、止挡装置、声光报警器、紧急停车按钮等一系列设备。采用平衡式台车方式，台车均采用销轴连接，确保载荷通过平衡系统使轮压均匀。大车应设减速和行程限位器，大车运行接近轨道端点时自动减速，达到最小安全距离时自动停车。大车运行机构采用电动机、减速机、制动“”器三合一组合形式的经久耐用美观少维护的封闭齿轮箱传动。大车结构采用多层平衡梁构造，以保证传力均衡、每个轮压相等。刚性支腿侧大车与柔性支腿侧大车轮对组数可以相等，也可以不等。②小车运行与起升系统整个起升机构安装于机器房内，其布置方便人员检修以及起重机的部件吊装。采用　３　层缠绕卷筒，钢丝绳卷筒设置有防脱落安全装置。两吊钩可单动，也可联动，设有高度指示器和行程限制器，在同时起升和下降时误差控制在　　１００ｍｍ　以内，超差时发出报警信号。卷筒轴承座内设置起重量限制器的传感器，卷筒轴一端安装超速保护编码器，用于　　３５０ｔ　吊钩动滑轮组的超速保护。“小车运行机构采用电动机、减速机、制动器三”合一组合形式的封闭齿轮箱传动，下小车可在上小车下面穿过，以完成船体分段的空中翻身作业，装设止挡器、清轨器、缓冲器、防倾覆装置、防风暴锚定等安全装置。上小车总图见图　１７。图　　１７上小车总图　　１．２．４新加坡船厂　２０００ｔ×８７ｍ　轮胎式造船门式起重机设计　　（１）技术背景造船龙门起重机尤其是空中翻身门式（或称龙门式）起重机，自诞生以来其大车行走方式全世界几乎清一色地采用轮轨式。但是，随着世界工业的发展，尤其是石油开采业的发展，造成大量需要海洋石油平台的形势。这些平台结构需要在船厂分段分块预制，然后进行总装。由于石油平台结构的分段块大、重量大，如在造船厂占用通常船段的组焊生产线，会影响造船工序的正常进行。故新加坡某船厂委托我们设计了　２０００ｔ×８７ｍ轮胎式空中翻身造船龙门起重机。这种轮胎式龙门起重机可以不受造船场内大６铁道建筑技术　　　　　ＲＡＩＬＷＡＹＣＯＮＳＴＲＵＣＴＩＯＮＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ２０１５　（６）·特约稿·车运行轨道的限制，能够灵活机动地使用场内任何一块被认为合适的地方进行石油平台结构段块或船段的加工焊接，然后再将焊接好的段块吊运到总装场内进行结构总装。这样就可以提高船厂的生产能力和效率，同时还可以提高生产场地的有效利用率。（２）　２０００ｔ×８７ｍ　轮胎式造船门式起重机的总体组成该起重机的总体组成如图　１８　与图　１９　所示，这２　个图中部件序号分别表示为：　１－支腿，　２－主梁，　３－下小车，　４－上小车，　５－大车行走系统，　６－维修吊机，　７－电梯，　８－爬梯，　９－球铰，　１０－上车发电机组，　１１－下车发动机组，　１２－下车驾驶室，　１３－上车司机室。图　　　１８２０００ｔ×　８７ｍ　轮胎式造船门式起重机主视图图　　　１９２０００ｔ×　８７ｍ　轮胎式造船门式起重机侧视图　该轮胎式造船龙门起重机包括上车系统和下车系统两大部分；其中，所述下车系统是由液力驱动行驶的全液压悬挂式轮胎组合而成的　２　辆大型台车组成，它们包括车架结构、液压悬挂轮胎组、柴油发动机组、驾驶室以及电气控制系统、液压系统、刹车系统和转向系统等；所述上车系统包括由主梁和刚性支腿组成的门架结构、上小车、下小车、司机室、电气房及电气控制系统、维修吊机、发电机组、登机电梯、爬梯、照明系统、通讯系统等。（３）主要技术参数①额定起重量：翻身　　　１５００ｔ，抬吊　　　２０００ｔ②跨度：　８７ｍ③起升高度：　４０ｍ，下探　　１１ｍ④基距：　２０ｍ⑤上小车：双钩　　２×　７５０ｔ，起升速度　　　０～５ｍ／ｍｉｎ，行走速度　　　０～２５ｍ／ｍｉｎ⑥下小车：主钩　　　１０００ｔ，起升速度　　　０～５ｍ／ｍｉｎ，行走速度　　　０～２５ｍ／ｍｉｎ；副钩　　５０ｔ，起升速度　　　０～１０ｍ／ｍｉｎ⑦大车：２　台ａ．液压悬挂式轮胎组，２　列　１７　轴，４　胎／轴，工程轮胎φ１７３　型，接地比压≤　０．６ＭＰａｂ．转向模式：直行、横行、斜行、八字ｃ．车速：　　　０～６．０ｍ／ｍｉｎｄ．液压悬挂自调平能力：±　３００ｍｍｅ．行驶方向线性精度：±　３０ｍｍｆ．适应路面坡度：纵向　５％，横向　３％⑧装机容量上车，自带发电机组：　　２０００ｋＷ，三相四线ＡＣ４００Ｖ／５０Ｈｚ下车，配装　　４×　４００ｋＷ柴油发动机⑨整机自重：　　４２００ｔ⑩维修吊机：平头回转型塔式吊机，额定起重量　　１０ｔ○11登机电梯：　３００ｋｇ／３人电梯　　１．２．５小结本章所述之　　９００ｔ　轮胎式运梁车、２　种轮胎式大型造船门式起重机，都是我们自主研制和使用的大吨位起重运输装备，并经长期使用创造了巨大的经济和社会效益。在本文第一章节我们给它们予以简要介绍，是为了说明大吨位提梁机之所以在我国高铁和海湾大桥建设中能够得到如此迅速的发展，是由于有着扎实深厚的技术和工业基础的。这也是新加坡某船厂特别委托我们设计　　　　２０００ｔ×　８７ｍ轮胎式造船门式起重机的根本原因之一，所以顺此一并予以介绍。　２可换向的　　２×ＭＧ５００型轮轨式提梁机的研制与应用　　２．１背景技术目前在国内外提梁机设备中主要有两大类型，７铁道建筑技术　　　　　ＲＡＩＬＷＡＹＣＯＮＳＴＲＵＣＴＩＯＮＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ２０１５　（６）·特约稿·一是轮轨式，二是轮胎式。其中，轮轨式提梁机价格相当于轮胎式的一半，从而促使轮轨式提梁机的使用比轮胎式更为普遍。但是，现有的轮轨式提梁机只能沿一个方向的轨道来回运行，而不能换向。具体来讲，高速铁路制梁场中的轨道是纵横垂直交错布置的，并将提梁机分为沿纵向轨道作业和沿横向轨道作业两个定向机组，两者之间是无法相互转换的。如此所造成的困境是，由于提梁机只能定向作业，因而不能随纵、横向作业的忙闲不均而做出调整，即经常会发生一个方向上的提梁机忙得不可开交，而另一方向上的提梁机却清闲无事。这样不但会影响全场的劳动生产率，也降低了提梁机的利用率，因而需要寻求一种新的解决途径。　２．２可换向轮轨式提梁机的功能特点及技术指标要解除上述困境的捷径是，须研制出一种可换向的轮轨式提梁机，使其能够在空载及满载工况中，从纵向轨道变换到横向轨道上作业，并且可以随时来回变换。如此可以提高制梁场的劳动生产率，提高提梁机的利用率，节省梁场对提梁机的配备数量。以上便是可换向轮轨式提梁机的基本功能特点。　２×ＭＧ５００　型提梁机系由天业通联公司研制，而其主要技术指标列出如下：（１）额定起重能力：　５００ｔ／台，双机抬吊　　２０ｍ、　２４ｍ、　３２ｍ　双线箱梁（２）整机工作级别：Ａ４（３）跨度：　４０ｍ（４）起升高度：　１０ｍ　或　　２０ｍ　两种高度任选，门架支腿设计为具有增高和变矮功能的组合式结构（５）大车最大轮压：　４３ｔ；小车最大轮压：　３５ｔ；均为双轨制，Ｐ５０　钢轨（６）整机运行速度：　　　０～１０ｍ／ｍｉｎ（７）起重小车运行速度：　　０～８ｍ／ｍｉｎ（８）主起升速度：　　０～０．６ｍ／ｍｉｎ；副起升速度：　　７．７６ｍ／ｍｉｎ（９）梁体吊装方式：２　台门机抬运，箱梁四点起吊三点平衡（１０）装机容量：　２４０ｋＷ，外接电源（１１）整机自重：　３９８ｔ（１２）空载或重载换向：９０°　２．３提梁机的总体组成图　２０　所示为提梁机沿纵向轨道行走状态，图２１　所示为提梁机沿横向轨道行走状态。两者的区别是大车走行系统在原位旋转了　９０°，从而实现了换向运行。图　２２　为本提梁机在制梁场中的实照。由上述各图可见，提梁机主要系由门架结构、小车走行及起升系统、大车走行系统、司机室及操作系统、供电及电气系统（含照明）等组成。图　　２０提梁机沿纵向轨道行走状态图　　　２１提梁机沿横向轨道行走状态图　　２２可换向　　２×ＭＧ５００　型轮轨式提梁机实照（支腿可接高　　１０ｍ）　　２．４关键技术设计（１）大车回转机构设计大车回转机构设计是实现提梁机具有换向功能的关键装置。由图　２３　可见，在大车承重大梁的跨中上盖板与提梁机支腿下横梁下盖板（支腿柱底中心）之间装有回转机构，回转机构的转盘用液推杆推动，推杆生根在支腿下横梁下盖板处，转盘顶面与标准回转支承的内座圈栓接，转盘底面与大车承重大梁上盖板焊接，回转支承的外座圈与支腿下横梁栓接，穿过回转支承中央装有支承立柱，柱顶与支腿下横梁连接，柱脚装有液压千斤顶。如此组成的回转机构共　４　套，每支腿　１　套。当提梁机走到纵８铁道建筑技术　　　　　ＲＡＩＬＷＡＹＣＯＮＳＴＲＵＣＴＩＯＮＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ２０１５　（６）·特约稿·横向轨道相交处需换轨运行时，用液压推杆千斤顶将提梁机一侧的两支腿连同大车同时顶起约　５０ｍｍ，使车轮脱离轨顶面，接着用液压推杆将大车走行系统推动旋转　９０°，换向到另一方向轨道上，对位落车。再将提梁机另一侧支腿重复以上操作，即实现了整机的换向。图　２３　示出了推杆由始至终的推动旋转动作过程。图　　２３大车回转机构组成　（２）制梁场正交轨道设计配合可换向提梁机使用的制梁场的轨道布置全场应是一个网格式布局。纵横向轨道在平面上正交，每一轨道铺双轨，轨距　　１．２ｍ。纵向两轨道线间距应等于提梁机的跨度（　４０ｍ），横向两轨道线间距应等于一侧支腿２　台大车的中心距（　８ｍ）。此为制梁场中一个单元的正交轨道的布置尺寸。全梁场共需要多少处换向点就有多少个这样的轨道单元。（３）双机抬运箱梁走行同步技术设计２　台提梁机联合动作抬吊　　２０ｍ、　２４ｍ、　３２ｍ　双线箱形梁沿轨道运行时，需要有一个同步控制机能。我们采用最简单实用的方法来解决这一问题，如图　２４、图　２５　所示。由图可见，在前、后提梁机支腿下横梁内装有可伸缩式拉杆，当双机抬运混凝土梁时，将各自的拉杆从下横梁内拉出并相互连接起来（销轴）。这样就可把　２　台提梁机在轨道上的前、后位置相对地被锁定，并由于连杆具有一定的刚性，可以起到相互牵引和一定的对顶作用，达到所谓软同步的目的，以大体保持两机大车走行的同步性。图　　　２４２×ＭＧ５００　型提梁机抬吊　　３２ｍ　箱形　ＰＣ　梁状态图　　　２５２×ＭＧ５００　型提梁机抬吊　　３２ｍ　箱形　ＰＣ　梁实照　（４）起升系统吊点平衡技术设计我们将箱形梁两端各自的　４　个吊点，通过有　４根吊杆的特殊吊具（见图　２６）过渡，将一端的　４　个吊杆通过钢丝绳绕组作用，成为　２　个各自独立的吊点（见图　２７），再将另一端的　２　个等效吊点串联起来而合成为一个独立的等效吊点（见图　２８）。图　　２６箱形　ＰＣ　梁的特殊吊具图　　２７４　个吊孔变成　２　个独立等效吊点绕组　图　　２８２　个独立等效吊点串联而成一个独立等效节点绕组　于是，最后得到预期的科学效果：３　个理论上的各自独立的等效吊点起作用，使之符合　３　点决定一个平面的空间几何学原理，箱梁在空间不会受扭转９铁道建筑技术　　　　　ＲＡＩＬＷＡＹＣＯＮＳＴＲＵＣＴＩＯＮＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ２０１５　（６）·特约稿·变形作用且　８　个实际存在的吊点反力相等。这种机构后来普及全国并推广到世界各地。　２．５本机的创新性和经济性本机突破了当前国内外轮轨式提梁机只能单向走行的机制，变为无论是在空载或满载条件下均可换向运行，实现了从一个方向的轨道上变换到另一个方向的轨道上进行作业的功能创新，从而大大提高了制梁场的劳动生产率及提梁机设备本身的利用率，可减少制梁场对提梁机的配备数量。实践证明，若与轮胎式提梁机搭配使用，可收到明显的综合经济效益。　３青岛海湾大桥　２×ＭＧＨＺ１２００ｔ　轮轨式提梁机　　３．１引言ＭＧＨＺ１２００　型提梁机是郑州华中建机有限公司为青岛海湾大桥　　６０ｍ　跨简支箱梁的吊运而研制的一种重型门式起重设备。整套设备由　２　台　　　１２００ｔ门式起重机（以下简称门机）组成，共同抬吊　１　片箱梁，完成箱梁在梁场位置的起吊、转移以及为运图　　　２９２×　ＭＧＨＺ１２００ｔ　轮轨式提梁机在青岛海湾大桥吊梁梁船（车）装梁等工作。ＭＧＨＺ１２００　型提梁机目前是国内最大起重量的门机，其于　２００９　年在青岛海湾大桥工地顺利完成了预定的装运　２４００ｔ／６０ｍ　箱形　ＰＣ　梁的任务，见图　２９。　　３．２２×ＭＧＨＺ１２００ｔ　轮轨式提梁机的组成该提梁机的组成见图　３０，主要由门架横梁、支腿、起重小车（２　台）、卷扬机（２　台）、大车行走系统、电气系统、柴油发电机组等组成。图　　３０ＭＧＨＺ１２００ｔ　轮轨式提梁机总图　　３．３单台提梁机的主要技术参数（１）额定起重量：　　１２００ｔ（２）门架跨度：　２８ｍ（３）起升高度：　２４ｍ（４）起升速度：　　０．５ｍ／ｍｉｎ（５）小车行速：　　　０～４ｍ／ｍｉｎ（６）大车行速：　　　０～８ｍ／ｍｉｎ（７）最大轮压：　３０ｔ（８）自重：　６０５ｔ　３．４技术特点　２×ＭＧＨＺ１２００ｔ　轮轨式提梁机具有以下突出特点：（１）采用双箱形门架主梁结构、双刚性支腿，以保证大吨位起重量对门架结构的强度、刚度和稳定性要求。（２）双起重小车，同步运转，两者用拉杆相连，通过调整拉杆长度以适应　ＰＣ　梁头两吊点之间距离。（３）２　台提梁机抬吊箱形　ＰＣ　梁时，可做到　４　点起吊　３　点平衡，保证箱梁在空间不受扭转力。（４）大车行走机构采用每侧双轨制、３　层均衡梁，并可适应横坡变化，保证轮压均匀。（５）自带发电机组自行供电。（６）电气控制系统以　ＰＬＣ　为核心的先进控制技术，具有变频、触摸屏、遥控及各种安全保护和故障检测功能。采用局域网通信模块，实现双台提梁机的协调同步运作。（７）各行走及起升机构一律采用交流变频电机驱动，实现无级变速、软启动、软停止、无冲击。　４高铁双梁双门蟹形　ＴＬＭＥＬ９００ｔ　轮胎式提梁机的研制与应用　　４．１引述轮胎式提梁机机动灵活，在高速铁路双线整体式　ＰＣ　箱梁预制场中非常方便于混凝土梁体的起吊、调运、堆码、倒运等施工，属于特重型轮胎门式起重机范畴，在秦沈铁路客运专线、上海磁悬浮工程、杭州湾大桥工程等得到初步应用，后来在我国高速铁路建设中开始得到迅猛的发展。轮胎式提梁机实际上是将轮胎式运梁车的走行驱动、悬挂支承、车轮回转、电液控制等先进技术和架桥机的大吨位起升系统有机地结合而成。本节所介绍的由天业通联公司出品的　ＴＬＭＥＬ９０００１铁道建筑技术　　　　　ＲＡＩＬＷＡＹＣＯＮＳＴＲＵＣＴＩＯＮＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ２０１５　（６）·特约稿·型轮胎式提梁机（见图３１）造型雄伟大方，线形流畅优美，栩栩如生，是艺术和力量的经典结合，彰显着无限活力和自信。更为重要的是，它的总体结构方案系采用双梁双门式，因而造就了它的多功能水平和强大的施工适应性，能够在不同的制梁场中实施纵图　　　３１ＴＬＭＥＬ９００ｔ　轮胎式提梁机　在京沪高铁施工作业实照向或横向两种不同的取梁方式。所以在我国四横四纵的高速铁路建设中，各施工单位先后共　采购了　５０　　　多台（２００５年起投入使用），设备总价达到人民币　１０　亿元以上，而所完成的生产定额则超过　１００　亿元。所以该提梁机及其配套设备业已于　２０１０　年获得国家科技进步二等奖。　４．２总体组成ＴＬＭＥＬ９００　型轮胎式提梁机的总体组成主要包括空间门架结构、大车走行系统、天车起升系统、动力系统、液压系统、电控系统、驾驶室及照明系统八部分，如图　３２、图　３３　所示。由于其大车走行系统由４　辆轮胎式台车组成，且可以直行、横行和斜行，从其俯视图形看，很像可以随意纵行和横行的螃蟹，故十分形象地称之为蟹形提梁机。图　　３２ＴＬＭＥＬ９００　型轮胎式提梁机状态之一（Ａ　式）　　４．３总体功能本提梁机总体功能的最大优点是对于高速铁路整体预应力箱形梁的预制场，不论其场地宽阔与狭长，均可适应和进行混凝土箱梁的起吊、调运、堆码、倒装等施工，兹分别说明如下。对于宽阔的预制场，将提梁机组装成图　３２　所示状态，称为　Ａ　式提梁机；对于狭长预制梁场，则将提梁机组装成图　３３　所示状态，称为　Ｂ　式提梁机。２　种状态的主要差别是，Ａ　式的直行方向与提梁机门架主梁轴向相垂直，称为纵向运行；Ｂ　式则与门架主梁轴向相一致，称为横向运行；且　Ａ　式的几何宽度比　Ｂ式大　　５ｍ。Ａ　式适用于宽式制梁场，Ｂ　式适用于窄式制梁场；宽、窄式制梁场的制梁台座的排列方式是不同的，如图　３４、图　３５　所示，Ａ、Ｂ　两式可互换。（１）Ａ　式与　Ｂ　式提梁机的拼组成形方法对于同一台提梁机，要将其组装成　Ａ　式或　Ｂ式，可用非常简单的方法来实现，而无需额外增加任何一个零部件。对照图　３２　与图　３３　的俯视图可见，只要将支腿连同底车整体相对侧横梁旋转　９０°，即成为　Ａ　式或　Ｂ　式状态，而支腿顶端法兰板设计成正方形，它与侧横梁端部下盖板用法兰螺栓连接，并具有精确的在正方形四边上的互换性。图　　３３ＴＬＭＥＬ９００　型轮胎式提梁机状态之二（Ｂ　式）　（２）用于宽阔制梁场的作业方式：提梁机横向取梁本提梁机用于宽阔制梁场时应采用　Ａ　式状态。首先我们应了解，当具备场地宽阔的有利条件时，制梁场的制梁台座布置系按梳形排列，如图　３４　所示。这样的布局可使台座的容纳量达到最大，同时采用　Ａ　式提梁机横向取梁的作业方式可使作业效率达到最高。对照图　３４，提梁机由运梁道路行至点位①后，在原位将车轮转向　９０°，提梁机主横梁横跨制梁台座驶入，行至点位②停住，即可起吊已经开模的混凝土梁。然后吊梁返回点位①停稳，运梁车即可从端面钻进提梁机腹内承接混凝土梁，如图　３２１１铁道建筑技术　　　　　ＲＡＩＬＷＡＹＣＯＮＳＴＲＵＣＴＩＯＮＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ２０１５　（６）·特约稿·侧视图所示状态。运梁车开走后，提梁机再重复初始动作，进行后续的吊运作业。图　　３４用于宽阔制梁场的作业方式（单位：ｍｍ）　（３）用于狭长制梁场的作业方式：提梁机纵向取梁本提梁机用于狭长制梁场时应采用　Ｂ　式状态。由于场地限制，制梁场的制梁台座布置只能按条形排列，如图　３５　所示。这样的布局亦可使台座的容纳量达到最大，并相应采用窄式提梁机亦可使作业效率达到最高。换而言之，由于采用了　Ｂ　式提梁机纵向取梁的作业方式，就能够克服由于场地狭长给制梁场造成的先天不足，从而达到与场地宽阔时相同的效果。对照图　３５，提梁机由运梁道路行至点位①后，在原位将车轮转向　９０°，再向前驶到点位②停住，车轮再转向　９０°，然后提梁机侧横梁横跨制梁台座的宽度，沿条形排列的台座纵向驶入到点位③停住，即可起吊开模的混凝土梁。接着吊梁返回点位②停稳，底车液压辅助支承启动起顶以减轻轮胎负荷，此时再将车轮转向　９０°，再返回点位①停靠，运梁车即可从端面钻进提梁机腹内承接混凝土梁，如图　３３　侧视图所示状态。运梁车开走后，提梁机再重复初始动作，进行后续的吊运作业。图　　３５用于狭长制梁场的作业方式（单位：ｍｍ）　综上所述，可以看出　２　种作业方式的最大区别是，Ａ　式提梁机驶入梳形排列的台座区时，系以门架主横梁横跨台座的，跨度为　　４０ｍ（即提梁机横向取梁）；Ｂ　式提梁机驶入条形排列台座区时，系以门架侧横梁横跨台座的，跨度为　　１８．４ｍ（即提梁机纵向取梁）。但是，两者的起吊跨度却是相同的。　４．４主要技术性能与指标（１）额定起重能力：　９００ｔ（２）提梁机进场取梁方式：Ａ　式为横向取梁；Ｂ式为纵向取梁，Ａ　式与　Ｂ　式可互换（３）适应箱梁跨度与宽度：Ｌ０　＝３２ｍ、　２４ｍ、　２０ｍ；Ｂ０≤　１４ｍ（４）天车配置：２　台，定点吊，吊点纵向变跨，靠液力顶推滑移，满载调位　±　２５０ｍｍ（５）大车配置：４　辆　４　轴轮胎式台车，液压悬挂，液力驱动，电液控制（６）装机容量：　２×　２４１ｋＷ，液压油箱容积　２×　　１０００Ｌ（７）自重：　５６０ｔ　４．５总结ＴＬＭＥＬ９００　型轮胎式提梁机是机电液一体化的高科技产品，此种机型属世界首创，且其技术已全面达到当前国际先进水平，兹将要点总结如下：（１）整机造型雄伟美观、线形流畅，总体结构平稳可靠；（２）总体功能设计新颖、充满活力和创意，推行横向取梁和纵向取梁两种作业方式属世界首创；（３）液压悬挂、混合转向、电液双级制动、微电系统及　ＰＬＣ　控制等技术已达国际先进水平，车辆行走可实现直行、横行、斜行等全方位转向；（４）大车同步控制采用以结构刚性胁逼同步为主、传感器检测实时控制同步为辅的混合模式亦属世界首创，且先进可靠、经济实用；（５）起升系统采用四点起吊、三点平衡技术，保证　ＰＣ　箱梁不受扭；（６）整机设置了全面的安全保护系统，能够确保设备及人员的绝对安全。　５高铁单梁金杯形　　９００ｔ　轮胎式提梁机　　５．１关于大吨位提梁机的造形设计我们历来重视对大型特种装备的造形设计，因为这是技术升华和民族文化的反映和体现。一种造形独特、线条美观的大型施工装备，可以使劳动者心旷神怡、减少疲劳感因而提高了工作效率和劳动安全度。例如以上刚刚介绍过的蟹形轮胎式提２１铁道建筑技术　　　　　ＲＡＩＬＷＡＹＣＯＮＳＴＲＵＣＴＩＯＮＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ２０１５　（６）·特约稿·梁机，由于造形美观且从任何角度去看都显得如此雄伟大方、线条流畅优美，如图　３６　所示。再如此前所述之广东中远号造船门式起重机，设计时我们事先做好了造形设计，它的刚性支腿设“”计成为双子塔形，打破了那种传统的大鸡腿形的呆板形象；如图　３７、图　３８　所示。　　　图　　３６ＴＬＭＥＬ９００ｔ轮胎式提梁机的　　　雄姿　　　　　图　　３７广东中远号造船门式起重机双子塔形　刚性支腿端视图　对于本节所述之单梁金杯形　　９００ｔ轮胎式提梁机，我们所做的金杯形造形设计见图　３９、图　４０。图　　３８广东中远号造船门式起重机造形设计图（突显双子塔形刚性支腿）　　　图　　３９单梁金杯形　　９００ｔ轮胎式提梁机金杯形　　支腿端视图　　　５．２单梁金杯形　　９００ｔ　轮胎式提梁机总体组成单梁金杯形　　９００ｔ轮胎式提梁机主要由门架、轮胎式台车、起升系统、动力系统、电气系统、液压传动系统、制动系统、转向系统、微电控制系统、安全装置等组成。见图　４１。图　　４０单梁金杯形　　９００ｔ轮胎式提梁机造形设计图　　　　图　　　４１单梁金杯形　　９００ｔ轮胎式提梁机在施工　５．３单梁金杯形　　９００ｔ　轮胎式提梁机主要技术参数（１）额定起重量：　９００ｔ（２）门架跨度：　４３．５ｍ（３）起升高度：　１１．５ｍ（４）满载行速：　　　０～３０ｍ／ｍｉｎ（５）吊运梁形／跨度：箱形　ＰＣ　梁　／３２ｍ，　２４ｍ，　２０ｍ（６）驱动轴／从动轴数：　４／１２（７）悬挂组数：３２（８）轮胎个数／规格：　６４／２６．５Ｒ２５（９）自重：　５００ｔ　５．４整机技术特点（１）整机造型雄伟美观、线形流畅，总体结构平稳可靠；（２）液压悬挂、混合转向、电液双级制动、微电系统及　ＰＬＣ　控制等技术已达国际先进水平，车辆行走可实现直行、横行、斜行等全方位转向；（３）大车同步控制采用以结构刚性胁逼同步为主、传感器检测实时控制同步为辅的混合模式亦属世界首创，且先进可靠、经济实用；（４）起升系统采用四点起吊、三点平衡技术，保证　ＰＣ　箱梁不受扭；（５）整机设置了全面的安全保护系统，能够确保设备及人员的绝对安全。　６杭州湾大桥　　２×　８００ｔ　轮胎式提梁机　　６．１中国杭州湾大桥南引桥架梁工程简介杭州湾大桥南岸滩涂区引桥共有双幅箱形预应力混凝土先简支后连续梁　２０２　孔（４０４　片），等跨度　Ｌｐ　＝５０ｍ，每片梁重　　　１４３０ｔ。该桥全部　　５０ｍ　简支箱梁的整体运架工程由中铁二局承揽。自　２００５年　７　月　２８　日架设首片　１　　　４３０ｔ／５０ｍ　箱梁，到　２００６年　１１　月　１６　日架设末片　　　　１４３０ｔ／５０ｍ　箱梁，总共胜利完成　４０４　片　　　　１４３０ｔ／５０ｍ　箱梁的整体架设，创造了世界领先水平的架梁工艺和技术装备，为中国同类装备技术走向世界创造了扎实的基础和无比优越的竞争条件。上述　２０２　孔（４０４　片）ＰＣ　箱形梁采用先简支后连续的施工工艺，即将　　　　１４３０ｔ／５０ｍ　的箱梁在桥头陆地区域集中整孔预制成简支梁，首先用架桥机逐片架设，然后再在各个桥墩顶部用预应力钢丝束串联起来变成连续梁。该引桥的情况是由　２０　联　　８×　５０ｍ　和　６　联　　７×　５０ｍ　组成，全长正好３１铁道建筑技术　　　　　ＲＡＩＬＷＡＹＣＯＮＳＴＲＵＣＴＩＯＮＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ２０１５　（６）·特约稿·　　１０１００ｍ（２０２　孔）。为了完成这一史无先例的巨大架梁工程，中铁二局与意大利　Ｄｅａｌ　公司联合研发了ＬＧＢ１６００　型步履式架桥机和配套的　ＴＥ１６００　型轮胎式运梁车，以及　２×　８００ｔ　轮胎式提梁机，共同组成了“”一套完整的大吨位箱形梁超大型运架提成套装备和技术。　　６．２２×８００ｔ　轮胎式提梁机在杭州湾大桥架梁施工中的应用　　正如以上所述，　２×８００ｔ　轮胎式提梁机与　ＬＧＢ１６００型步履式架桥机和配套的　ＴＥ１６００　型轮胎式运梁车这“”套完整的大吨位箱形梁超大型运架提成套装备　图　　　４２２×　８００ｔ　轮胎式　提梁机在杭州湾大桥施工和技术，由中铁二局于２００６　年胜利完成了杭州湾大桥南引桥滩涂区双　　幅箱形　ＰＣ　　梁（１４３０ｔ／５０ｍ）２０２　孔梁的架设任务，创造了世界领先水平的整孔提、运、架简支箱梁的技术和装备。见图　４２。　６．３杭州湾大桥　　２×　８００ｔ　轮胎式提梁机主要技术参数（见表　１　）表　　　　１２×　８００ｔ　轮胎式提梁机主要技术参数（单台）２　台单机抬吊梁重≤　　１６００ｔ２　台单机抬吊箱梁跨度　５０ｍ工作风速≤　　２０ｍ／ｓ非工作风速≤　　４２ｍ／ｓ工作环境温度　　℃０～６０２　台联机行走速度（ｋｍ／ｈ）：重载／空载（　０～３）／（　０～６）轮胎比压（ｂａｒ）：充气／接地　８／６起重跨度　５０ｍ起升高度（由地面算起）　２０ｍ爬坡能力±３％起升速度（ｍ／ｍｉｎ）：重载／空载（　０～０．５）／（　０～１．０）吊梁小车移动速度　　　０～１．５ｍ／ｓ转向角度－５°～９５°发动机功率（柴油机）　２×　３３６ｋＷ轴线数／轮胎数　２０／８０驱动轴数４制动轴数４轮胎型号　　２６．５Ｒ２５ＥＴＳＣ门架内／外宽度　　　４０．５ｍ／４９．６ｍ轮胎式台车总长度　２５．９ｍ提梁机总高度　２５．５ｍ单机自重　６００ｔ　７舟山跨海大桥　　２×９００ｔ轮胎式提梁机（ＤＬＴ９００　型）　　７．１概述舟山跨海大桥又称舟山连岛工程，１９９９　年　９　月　２６日动工，２００９　年　１２　月　２５　日通车，为时十年，全长　４８．１６ｋｍ，其主桥西堠门大桥主悬索桥跨度　　　１６２４ｍ，因采用直升机牵引先导索过海而闻名世界。该跨海大桥的组成还有：岑港大桥、响碓门大桥、桃天门大桥和金塘大桥。金塘大桥非通航孔采用　　６０ｍ　简支箱形　ＰＣ　梁，箱梁直腹板，面宽　　１２．３ｍ、底宽　　６．３ｍ、自重　　　１５７５ｔ。采用整片预制、整片装船、浮吊安装的施工方案，因制　图　　　４３２×ＤＬＴ９００　型提梁机　　在舟山跨海大桥施工梁场地吊装与运输难度大，需要采用　２　台　　９００ｔ轮胎式提梁机来抬吊并移运箱梁装船。其施工实况如图　４３　所示。该套设备由郑州新大方公司研制，于　２００７　年　１　月起投入金塘大桥使用，直至胜利完工。　７．２单台提梁机主要技术参数（１）额定起重量：　９００ｔ（２）门架跨度：　４３．７５ｍ（３）起升高度：　１１．５ｍ（４）满载行速：　　　０～１７ｍ／ｍｉｎ（５）双机联动行速：　　０～６ｍ／ｍｉｎ（６）吊运梁形／跨度：箱形　ＰＣ　梁　／６０ｍ（７）驱动轴／从动轴数：　４／１２（８）悬挂组数：３２（９）轮胎个数／规格：　６４／２６．５Ｒ２５（１０）自重：　５６０ｔ　７．３ＤＬＴ９００　型轮胎式提梁机的组成ＤＬＴ９００　型轮胎式提梁机主要由门架、轮胎式台车、起升系统、动力系统、电气系统、液压传动系统、制动系统、转向系统、微电控制系统、安全装置等组成。　７．４ＤＬＴ９００　型轮胎式提梁机的关键技术（１）单台提梁机左右台车同步技术；（２）双台提梁机联动同步技术；（３）重载工况整机转向行驶技术；４１铁道建筑技术　　　　　ＲＡＩＬＷＡＹＣＯＮＳＴＲＵＣＴＩＯＮＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ２０１５　（６）·特约稿·（４）起吊箱形　ＰＣ　梁四点受力三点平衡技术；（５）台车液压悬挂分组，保证由一侧台车稳定平衡过渡到整机稳定平衡技术。　　８９００ｔ　轮胎式跨线提梁机的研制与应用　　８．１跨线提梁机的概念　９００ｔ　轮胎式提梁机是一种特大型的高速铁路施工的重要机械，其主要功能是在预制梁场内对混凝土梁进行起吊、搬运的作用。对于不同梁场的布置，有的轮胎式提梁机可以直接给进入梁场的运梁车装车；有的梁场无法让运梁车驶入，运梁车只能停泊在桥上，需要用跨线式提梁机将梁提到桥上给运梁车装车。通常轮胎式提梁机不能够驶出预制梁场进行跨线作业，因为它们的门架高度做得都很矮，起升高度一般为　　１０ｍ　左右。因此这时就需要增加一种轮轨式跨线提梁机，给桥上的运梁车完成装梁作业。　８．２轮轨式提梁机跨线装梁的工况在预制梁场内施工时，一般情况下采用一台轮胎式提梁机和一套轮轨式跨线提梁机进行配合作业，轮胎式提梁机负责混凝土梁侧吊装和搬运，将梁从制梁台座提起运至存梁台座或从存梁台座提起运至提梁台座，轮轨式跨线提梁机负责将梁从提梁台座提起给在桥墩上已架梁上行驶的运梁车进行装梁作业。这两种设备虽然各司其职，相互配合，如图　４４　所示，但这样却增加了设备，增加了工程施工的成本。图　　４４传统施工工况图　　８．３轮胎式跨线提梁机研制一种能够跨线作业的轮胎式提梁机，可以把制梁场上的梁直接吊运送到停留在桥上的运梁车装梁，做到一机两用，可以节省以上所述之轮轨式跨线提梁机。（１）结构组成本提梁机系由天业通联公司研制，主要由起重小车、金属结构、大车走行装置、动力及液电控制系统等组成，如图　４５　所示。图　　４５跨线型轮胎式提梁机总体结构　（２）主要参数吊具下额定起吊能力：　９００ｔ底部内侧行走轮组中心净距：　３６．０ｍ爬坡能力：２％起吊高度：　２１ｍ外形尺寸：长　　４５．２ｍ、宽　　２７．６ｍ、高　　２７ｍ轴数／驱动轴数：１６　轴／４　轴纵／横移微调量：±　５００ｍｍ／±　２５０ｍｍ横移速度：　　　０～０．７ｍ／ｍｉｎ提升速度：空载　　０～１．５ｍ／ｍｉｎ；满载　　０～０．７ｍ／ｍｉｎ走行速度：满载　　　０～１７ｍ／ｍｉｎ；空载　　　０～３５ｍ／ｍｉｎ轮胎型号／数量：　２６．５Ｒ２５／６４　个转向角度：－１０°～９５°（可原地转向）行走模式：直行、斜行、横行和小角度转向总重：　６２０ｔ（３）作业流程本提梁机不仅可以在预制梁场内完成吊梁、移梁及给运梁车装车等一般性功能外，同时还可以完成架梁和给线上运梁车装车功能。①预制梁场内首孔跨线架梁工况高铁施工中预制梁场的选址和布置不仅取决于线路经过的地形地貌，而且和施工设备的选择有关。一般的施工单位会把预制梁场建设在线路经过的较为平坦的地段，采用运梁车从预制梁场运梁至桥头，配合架桥机完成架梁作业，但是有的施工现场不具有这样的条件，只能将预制梁场建设在线路经过的长大桥区间段，运梁车始终在桥上反复循环运梁作业，此种工况下跨线型轮胎式提梁机可以完成首孔梁架设功能。如图　４６　所示，线路上需要预５１铁道建筑技术　　　　　ＲＡＩＬＷＡＹＣＯＮＳＴＲＵＣＴＩＯＮＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ２０１５　（６）·特约稿·留出两孔箱梁位置（序号　２）作为提梁机横向行走通道，提梁机行至线路中心线位置后沿桥梁纵向移动，到达待架桥孔位置，进行对位落梁作业，见图４７。图　　４６跨线运行通道平面图　②跨线装车工况在跨线提梁机完成架设预制梁场内的　　５～６　孔箱梁后，桥上就有足够的空间以满足架桥机的组装和运梁车运梁，继续向前方进行架梁施工作业。此时，提梁机就可以往返于制梁场与桥梁预留空孔之间为运梁车进行装车作业，如图　４８　所示。图　　４７跨线架梁作业图　　　　图　　４８提梁机装车作业　　８．４小结该多功能型　　９００ｔ　轮胎式提梁机在石武高速铁路西平预制梁场，总共完成吊梁、搬运及装车　　１２００余次，于　２０１０　年　１　月份圆满完成施工任务，达到预期的设计效果，给施工单位带来了明显的经济效益。图　４９　为该提梁机的施工作业实况。该机起升高度达　　２１ｍ，是迄今为止大吨位轮胎式提梁机全世界最大高度。今年将出口到科威特海湾大桥一套　２×　２６０ｔ　的跨线轮胎式提梁机，其总高度已达　　３０ｍ。图　　　４９９００ｔ　轮胎式跨线提梁机现场作业实况　　９科威特海湾大桥　　２×　９００ｔ　轮胎式提梁机　　９．１总述　９００ｔ　轮胎式提梁机这种大型架梁施工装备是我国在高铁建设中自行设计制造并被广泛推广应用的最成熟可靠的技术，并已达到普及的程度。尤其采用单梁式　９００ｔ　机型，使用单机就可以独立完成跨度　　３２ｍ、自重　　９００ｔＰＣ　箱形梁的提梁作业，经济效益和社会效益显著。因此，对于科威特海湾大桥架桥用　　　　１８００ｔ／６０ｍ　提梁机的设计制造，可以说是轻车熟路。我们只要效仿　　９００ｔ／３２ｍ　高铁使用的提梁机，２　台为一组用抬吊的办法完成提梁作业即可，其液压悬挂轮胎式台车系统、门架结构、动力系统、液压系统、起升系统、电气控制系统、转向系统、制动系统、辅助支承系统、照明系统和司机室、无线遥控系统及安保防护系统等，均有现成的技术储备供使用。图　５０　所示是为科威特海湾大桥提供的　　２×　９００ｔ轮胎式提梁机方案总图。由图可知，１　　８００ｔ／　６０ｍ的　ＰＣ　箱形梁系采用　２　台　　９００ｔ　提梁机抬吊。应当指出，当用　２　台提梁机抬吊混凝箱梁行走时，其关键技术是同步控制。这种双机抬吊箱梁模式在杭州湾大桥已率先由中铁二局使用，见图　４２。　２×９００轮胎式提梁机系由我国郑州新大方公司供货，其方案总图示于图　５０；样机在郑州新大方公司进行的厂内动载试验（见图　５１）。目前该机正在科威特工地组装。图　　５０科威特海湾大桥　　２×　９００ｔ　轮胎式提梁机方案总图　图　５１科威特海湾大桥　２×　９００ｔ　轮胎式提梁机厂内动载试验　６１铁道建筑技术　　　　　ＲＡＩＬＷＡＹＣＯＮＳＴＲＵＣＴＩＯＮＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ２０１５　（６）·特约稿·　　９．２２×　９００ｔ　轮胎式提梁机的主要技术参数（见表２）表　　　２２×　９００ｔ　轮胎式提梁机主要技术参数（单台）２　台单机抬吊梁重≤　　１８００ｔ２　台单机抬吊箱梁跨度　３５ｍ、　４０ｍ、　４５ｍ、　６０ｍ工作风速≤　　２０ｍ／ｓ非工作风速≤　　４２ｍ／ｓ工作环境温度　　℃０～６０２　台联机行走速度（ｋｍ／ｈ）：重载／空载（　０～３）／（　０～６）轮胎比压（ｂａｒ）：充气／接地　８／６起重跨度　４５ｍ起升高度（由地面算起）　２０ｍ爬坡能力±３％起升速度（ｍ／ｍｉｎ）：重载／空载（　０～０．５）／（　０～１．０）吊梁小车移动速度　　　０～１．５ｍ／ｓ转向角度－５°～９５°发动机功率（柴油机）　２×　３３６ｋＷ轴线数／轮胎数　２０／８０驱动轴数４制动轴数４轮胎型号　　２６．５Ｒ２５ＥＴＳＣ门架内／外宽度　　　４０．５ｍ／４９．６ｍ轮胎式台车总长度　２５．９ｍ提梁机总高度　２５．５ｍ单机自重　６５０ｔ　１０科威特海湾二桥　　２×　８５０ｔ　轮胎式提梁机　　１０．１总述科威特海湾二桥是连接科威特城区与著名的多哈军营之间的跨海大桥，又称多哈联络线（ＤＯＨＡＬＩＮＫ），全长　　１２．４３ｋｍ，工程总造价　５．７９　亿美元，韩国　ＧＳ　建设公司为总承包商，大桥全套运架提装备为我国天业通联公司供货，计划　２０１６　年初全部运抵科威特工地，合同额约合　１　亿美元。现已完成了方案设计，如图　５２　所示。　１０．２科威特海湾二桥　　２×　８５０ｔ　轮胎式提梁机的组成及技术参数　　该提梁机的组成及技术参数与科威特海湾大桥基本上相同，在此不再赘述。　　　１１我国大吨位提梁机技术与装备在世界上的地位　　在本文的开篇中已述及，提梁机这种桥梁施工装备，其概念系由我国创立的，其名字也始称于我国。在欧美、日本等国，修建高铁桥梁和海湾大桥时，即使采用整体架设箱形　ＰＣ　梁的工艺，他们也不使用提梁机，他们一般都使用滑拽方法或浮吊方法装车或装船。而近些年来，韩国修建高铁一般都从我国购买运架提成套装备。所以说，我国大吨位提梁机的技术与装备在世界上占有绝对的龙头地位。图　　５２科威特海湾二桥　　２×８５０ｔ　轮胎式提梁机总图参考文献［１］　王金祥，黄耀怡，董秀林，等．铁路客运专线预制梁轮胎式提梁机与轨行式提梁机［Ｊ］．铁道建筑技术，２００５（２）：　５１－５３．［２］　王金祥，黄耀怡，董秀林，等．高速铁路桥梁运架设备ＴＬＣ９００　型运梁车研制［Ｊ］．铁道建筑技术，２００６（６）：６－１０．［３］　黄耀怡，王景全，张志华，等．广东中远号空中翻身造船门式起重机研制与应用［Ｊ］．中国工程科学，２０１２（７）：　４０－４５．［４］　黄耀怡，魏福祥，黄树军，等．高铁　　２×　５００ｔ　级可换向轮轨式提梁机的设计制造［Ｊ］．铁道建筑技术，２００６（６）：　１２－１７．［５］　田智玲．ＭＧＨＺ１２００　型提梁机的研制［Ｊ］．起重运输机械，２００９（６）：　７５－７８．［６］　王荣芝．１２００ｔ　门式起重机设计［Ｊ］．建筑机械化，２００９（５）：　４１－４４．［７］　黄耀怡，王旭，郭梦琪．２０００ｔ／８７ｍ　轮胎式造船起重机［Ｊ］．建筑机械，２０１２（４）：　１０４－１０７．［８］　黄耀怡，王金祥，刘培勇，等．我国高铁　ＴＬＭＥＬ９００ｔ　轮胎式提梁机的设计与应用［Ｊ］．建筑机械技术与管理，２０１３（９）：　９７－１０１．［９］　王金祥，黄耀怡，覃艳明，等．蝶形　　９００ｔ　轮胎式提梁机研制［Ｊ］．铁道建筑技术，２００６（６）：　１１－１５．［１０］吴耀辉，张志华，马少群．大吨位轮胎式提梁机在宁波舟山连岛工程上的应用［Ｃ］．郑州：河南汽车工程学会第四届学术研讨会论文集，２００７：　１８３－１８７．［１１］刘培勇，江创华，秦艳明　．９００ｔ　跨线型轮胎式提梁机的研制［Ｊ］．工程机械，２０１１（１０）：　１１－１４．７１铁道建筑技术　　　　　ＲＡＩＬＷＡＹＣＯＮＳＴＲＵＣＴＩＯＮＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ２０１５　（６）