变跨功能是墩梁一体架桥机适应不同桥梁跨度的核心技术,通过结构模块化设计与智能控制系统协同,实现跨径快速调整。以下是关键技术解析:
1. 多级支腿伸缩与模块化设计
变跨的核心在于支腿系统的灵活调整。前支腿采用多级油缸伸缩结构(行程 ±1.2 米),配合倾角传感器将主梁水平度偏差控制在 ±0.5° 以内。中支腿通过分段式立柱设计,可通过销轴快速接长或缩短,适应 30-50 米跨度变化。例如某 900 吨级架桥机的中支腿节段采用 Q345B 钢材,单节长度 2 米,通过高强螺栓连接,5 分钟内可完成 20 米跨度调整。后支腿则通过轮箱驱动系统微调纵移位置,确保整机重心与梁体重心重合。
2. 导梁自适应调整技术
导梁采用分段式拼接设计,通过销轴与螺栓快速拆装。例如昆伦号架桥机的导梁由 8 米标准节与 2 米调节节组成,可在 1 小时内完成 40-60 米跨度调整。导梁前端设置浮动式铰支座,允许 ±8° 倾角变化,适应曲线梁与变坡桥梁施工。此外,导梁尾部集成液压顶升装置,通过油缸顶升力(单组 2200kN)实现导梁姿态动态修正,确保过孔时的稳定性。
3. 智能控制系统与协同控制
变跨过程依赖 PLC 与传感器实时监测:
位移同步控制:支腿油缸位移编码器精度达 ±0.1mm,通过 CAN 总线实现多油缸同步误差≤±1.5mm。
载荷均衡管理:销轴式压力传感器实时监测支腿载荷,当偏差超过 5% 时自动触发纠偏程序,防止结构应力超限。
参数预编程:在操作界面输入目标跨度后,系统自动计算支腿高度、导梁长度等参数,生成***调整路径,较传统人工计算效率提升 80%。
4. **冗余与动态监测
变跨过程设置多重防护:
机械锁定:支腿节段连接处采用 10.9 级高强螺栓与销轴双重锁定,抗剪承载力达 850kN;导梁拼接处设置防脱销装置,可抗击 8 级大风。
液压冗余:双回路压力补偿阀组在油管爆裂时仍能维持 30 分钟**支撑;支腿油缸配置液压锁与机械插销,突发断电时载荷不下滑。
姿态监测:倾角传感器实时反馈主梁水平度,激光测距仪监测导梁前端与桥墩间距,结合有限元仿真将箱梁落位精度控制在 ±5mm 以内。
5. 实际工程应用案例
深中通道:TJ160/40 架桥机通过中支腿分段接长与导梁模块化调整,在 30-50 米跨度间快速切换,完成海上复杂环境下的箱梁架设,效率较传统方法提升 40%。
郑济高铁:某 900 吨级架桥机在 40-64 米跨度调整中,通过 PLC 预编程控制,2 小时内完成支腿接长与导梁拼接,箱梁落位精度达 ±3mm。
山区铁路:QJ220-40 架桥机采用 “前支腿顶升 + 后支腿滑移” 组合,在 25-40 米跨度变化中实现连续作业,无需重新锚固,较传统方法减少 60% 停机时间。
所有流程均强调模块化快速响应:销轴连接实现支腿节段 5 分钟更换,导梁模块化设计支持 1 小时内完成跨径调整。实际应用中,变跨功能使架桥机在多跨径桥梁施工中保持 95% 以上的作业可靠性,显著降低设备转场成本。
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