赤壁长江大桥70吨架梁起重机改造与设计
发表时间：2020-12-08T08:14:05.921Z 来源：《防护工程》2020年25期 作者： 白福凯
[导读] 针对赤壁长江大桥桥面板安装，利用已有70t全回转桅杆式起重机改造与设计，满足赤壁长江大桥钢桁梁和桥面板的吊装需求。白福凯
武桥重工集团股份有限公司 湖北武汉 430056
摘要：针对赤壁长江大桥桥面板安装，利用已有70t全回转桅杆式起重机改造与设计，满足赤壁长江大桥钢桁梁和桥面板的吊装需求。 关键词：桥梁施工，桅杆式，起重机
1 工程概况
赤壁长江公路大桥是国道G351 台州至小金公路跨越长江的控制性工程。通航孔主桥桥跨布置为90m+240m+720m+90m的双塔对称结合梁斜拉桥，其中主桥斜拉桥长度1380米。本起重机主要用于站位于桥面板上对钢梁和混凝土预制桥面板进行架设。 2 改造要求与参数 2.1 最大吊重和吊幅
最大吊重量为钢主梁ZL14，重量为65.5t（去掉节点板重量），吊幅为24.5m。 根据起重机原吊重曲线，起重机吊重和吊幅满足要求。 2.2 起重机站位
底盘宽度为25.96m，站位于纵梁的腹板上方，有利于桥梁受力，纵向支点为12m站于横隔梁上方混凝土处，前后横梁间距27.12m设置有兜梁，工作时锚固与横梁上。 综上所得改造方案： 1.底盘以上部分利旧；
2.底盘结构部分根据桥型设计横向宽度由14.7m增加到25.96m，纵向距离由原来13.5m缩短为12m； 改造后参数如下： 主起升额定起重量： 70吨 副起升额定起重量： 15吨 走行形式：油缸顶推，步履走行 主钩满载起升速度：0～6m/min 主钩空载起升速度：0～12m/min 吊臂长度：36.5m 最大力矩：70tX28m 回转角度：0~360°
底盘工作支点间距：18.5mx11.4m 3 架梁起重机主要部件
图2 起重机总图
架梁吊机主要由吊臂、上部结构、起升及变幅机构、回转机构、下部结构、步履走行机构、锚定系统、电气及液压系统等部分组成。 3.1 吊臂和吊臂铰座
吊臂长度 36.5m，截面为矩型，采用格构式组合构件，主肢材料为 Q355B； 缀条材料为 20 号钢，吊臂通过臂根铰轴安装于上转台上。臂头上装有取力装置及滑轮组。为减轻吊臂重量，臂头滑轮为 Mc 尼龙轻型滑轮。 3.2上转台
上转台为框架式金属结构，采用工字型纵梁、横梁及圈梁断面，转台上设有吊臂铰轴支座、三角架铰 轴支座。转台下部通过一个
133.50.3550.002（滚动体为滚柱类 三排滚道 内齿小模数 滚动体直径50mm 滚道中心圆直径3550mm 公司内部编号002）的三排滚柱式回转支承与上底盘相连。 3.3三角架及后铰座
三角架采用 Q355 钢板焊成箱形杆件，形成人字形主结构。 3.4底盘
上底盘为可拆式结构，由横梁、纵梁、中间梁等各种箱形梁组成框架结构。前横梁中心线向后3m处设置回转支承。 3.5起升机构
主起升机构采用一台单绳拉力为 200kN 的电动卷扬机，钢丝绳倍率 m=4，卷筒容绳量为 440m。 副起升机构采用一台单绳拉力为 90kN 的电动卷扬机，钢丝绳倍率 m=2，卷筒容绳量为 240m。 3.7变幅机构
变幅机构采用一台单绳拉力为 160kN 的电动卷扬机，钢丝绳倍率 m=12，变幅速度 0~4m/min，卷筒容绳量为 240m。 3.8回转机构
回转机构采用双电机驱动方案，回转速度为 0~0.5r/min。传动机构为变频制动电机+回转减速机+开式齿轮传动。两套回转驱动装置左右对称布置于转台两侧。变频电机功率为 22kw×2。支承型式为三排滚柱式全回转支承。 3.9安全保护
各机构动作联锁安全装置；
视频监控系统、力矩器、超载器、安全限位等。 4 整机特点
1.改造后吊机工作支点位于横梁隔板，有利于钢梁受力。
2.前后横梁间距27.12m设置有兜梁，工作时采用兜梁锚固于横梁上，避免全桥钢梁上设置吊机锚固耳板，节省材料和工期。 3.整机效率高，步履走行一次可以覆盖两个节段24m范围内所有钢桁梁及桥面板。 5 改造部分金属结构计算
利用Midas Civil进行有限元对改造部分建模并分析校核，架梁吊机回转以上部分载荷加载质量单元。质量单元通过刚性区域与底盘连接，前支点和锚点释放转动自由度，建立模型如下：
图3 架梁吊机改造部分有限元模型 选取一种典型工况作如下简述：
工况描述：无风，主钩起吊额定载荷70t×28m，回转角度0°； 安全系数：1.48； 许用应力：219.6MPa
计算结果综合应力云图如下图所示：
表2 主要杆件综合应力 6 结语
本架梁吊机满足赤壁长江大桥施工要求，安装方便，作业效率高，适用同类桥梁施工，将产生良好的经济效益和社会效益。 参考文献：
1王金诺，于兰峰 . 起重运输机械金属结构 . 北京：中国铁道出版社，2002
2张质文，王金诺，程文明，邹胜，刘权，王少华 . 起重机设计手册 . 北京：中国铁道出版社，20133GB/T 3811-2008 起重机设计规范[S]
