Självbalanserande-bromonteringsmaskin för brokonstruktion

En 190 T Bridge Launcher är ett självgående-, rörligt portalsystem som används för att lyfta och placera pre-gjutna betongsegment eller stålbalkar för att bygga viadukter, överfarter och andra förhöjda motorvägs- eller järnvägskonstruktioner. "T" står för "Ton" (metriskt ton), vilket anger dess lyftkapacitet, men "190" är spännlängden i meter.

 

 

Principen liknar en gungbräda. Föreställ dig maskinen förankrad vid en färdig pir.

Analogin om "gungbräda":

Stödjepunkt:Maskinens huvudsakliga stöd på piren.

Lastarm:Den främre delen av maskinen som sträcker sig över springan och bär det nya segmentet som ska installeras.

Motviktsarm:Den bakre delen av maskinen som sträcker sig tillbaka över det redan-färdiga bryggdäcket och bär tunga motvikter.

Processen:

Maskinen flyttar ett nytt segment framåt (lastarm).

Denna handling skapar ett massivt vältande ögonblick, och försöker tippa hela maskinen framåt i dalen.

För att motverka detta genererar motvikterna baktill (motviktsarmen) ett lika och motsatt moment.

Formeln:(Segmentets vikt × Avstånd från Fulcrum) ≈ (Vikten av Motvikten × Avståndet från Fulcrum)

Denna jämvikt håller maskinen stabil och piren säker från överdrivna böjpåkänningar.

Rollen för hydraulik och styrsystem:Sofistikerade datorstyrda-hydrauliska domkrafter gör ständigt mikro-justeringar av motvikterna eller stödbenen för att bibehålla perfekt balans under hela lyft- och placeringsprocessen. Töjningsmätare och lutningsmätare ger feedback i realtid.-

 

 

 

Tillämpliga standarder:Design och tillverkning ska överensstämma med, men inte begränsas till, de senaste utgåvorna av:

FEM 1.001 (Regler för design av lyftanordningar)

DIN 15018 (kranar; stålkonstruktioner; principer för design och konstruktion)

AISC 360 (specifikation för strukturella stålbyggnader)

AWS D1.1/D1.5 (Strukturell svetskod)

Relevanta lokala och nationella säkerhetsföreskrifter.

Designliv:Huvudkonstruktionen ska utformas för minst10 000 arbetstimmareller20 kmav brobyggen.

Arbetsmiljö:

Omgivningstemperatur: -20 grader till +50 grader

Maximal vindhastighet:

Drift: 15 m/s

Överlevnad (icke-operativ, parkerad): 36 m/s

Relativ luftfuktighet: Upp till 95 % icke-kondenserande.

 

 

Nyckelkomponenter

Maskinen kan delas upp i flera stora delsystem:

1. Huvudportalstruktur:

Primära balkar/balkar:Dessa är de två massiva, längsgående stålfackverken eller lådbalkarna som utgör ryggraden i maskinen. De spänner över avståndet mellan de främre och bakre stöden och bär hela lasten.

Tvärbalkar:Dessa förbinder de två primära balkarna, ger sidostabilitet och bildar en styv ram.

2. Stöd- och bensystem ("Fötterna"):

Främre stödben:Dessa är placerade i den främre änden av maskinen. De är utrustade med hydrauliskt styrda klämmor eller skor som greppar toppen av det nybyggda bryggdäcket eller den främre piren.

Bakre stödben:Dessa finns i den bakre änden. De har även klämmor och greppar den stabila, färdiga delen av brodäcket.

Mellanstöd (om tillämpligt):Vissa större maskiner kan ha extra stöd för mycket långa spann.

3. Självbalanseringsmekanism- ("Hjärnan" och "Muskler"):

Hydraulcylindrar:Dessa är kärnan i balansgången. De är placerade vid stödbenen och tillåter:

Vertikal justering:För att kompensera för däckslutning, camber eller sättning.

Lastöverföring:För att flytta maskinens vikt mellan de främre och bakre stöden under startcykeln.

Datorkontrollsystem och sensorer:Det här är "hjärnan". Den övervakar kontinuerligt:

Lastceller:Mät vikten på varje ben.

Lutningsmätare:Mät lutningen på huvudbalkarna.

Positionskodare:Spåra hydraulcylindrarnas position.

Styrsystemet justerar automatiskt det hydrauliska trycket i cylindrarna för att hålla en jämn och stabil plattform, vilket säkerställer att inget enskilt stöd överbelastas.

4. Lyft- och hanteringssystem:

Lyft/kran:En färdhiss (eller flera hissar) löper längs skenor på huvudbalkarna. Den används för att lyfta de förgjutna segmenten från transportfordonen på baksidan av maskinen och bära dem framåt till deras installationsläge.

Spridarbalkar:Fästa på lyften ser dessa till att de stora tunga segmenten lyfts jämnt utan att skadas.

5. Framdrivningssystem ("Rörelsen"):

Startmekanism:Så går maskinen framåt. Den använder vanligtvis en gång- eller glidmekanism:

Hydrauliska domkrafter/gångkuddar:Maskinen "går" genom att sekventiellt lyfta sina ben, flytta sin vikt och trycka sig framåt på glidskor. Detta är en steg-för-process som kontrolleras av det centrala systemet.

6. Hjälpsystem:

Power Pack:En dieselgenerator eller en elektrisk anslutning som ger ström till hydraulik, kontroller och belysning.

Säkerhetssystem:Nödstopp, anti-kollisionssystem, vindhastighetsmätare och överbelastningsskydd.

Arbetsplattformar:Ge säker åtkomst för arbetare längs maskinens längd.

 

 

 

 

 

Viktiga fördelar med självbalanseringsmaskiner-

Fördelarna härrör direkt från kärnprincipen att upprätthålla jämvikt under byggandet.

1. Förbättrad säkerhet

Detta är den mest kritiska fördelen.

Eliminering av vältrisk:Traditionella metoder innebär ofta att man bygger ut från en brygga i en riktning (obalanserad konsol), vilket skapar ett enormt vältande ögonblick som måste motstås av piren eller tillfälliga rekvisita. Självbalanseringsmetoden tar bort dessa ögonblick, vilket gör processen i sig stabil.

Minskad risk för strukturella fel:Genom att hålla piren i ett nästan-nollmomentstillstånd under konstruktionen minimeras risken för överbelastning av den permanenta strukturen.

Säkrare arbetsmiljö:Den stabila plattformen ger en säkrare och mer förutsägbar miljö för arbetare som monterar segmenten.

2. Ökad konstruktionshastighet och effektivitet

Samtidig konstruktion:Maskinen kan placera segment på båda sidor av en pir i en enda cykel, vilket effektivt fördubblar framstegshastigheten jämfört med sekventiella metoder.

Kontinuerligt arbetsflöde:Det balanserade tillvägagångssättet möjliggör ett mer rytmiskt och kontinuerligt arbetsflöde, vilket minskar vilotiden. Det finns ingen anledning att vänta på att ena sidan ska stabiliseras innan du startar den andra.

Snabbare cykeltider:Utan att behöva montera och demontera stora tillfälliga stöd eller motvikter förkortas den övergripande projekttiden avsevärt.

3. Överlägsen strukturell integritet och kvalitet

Kontrollerad deformation:Den balanserade konstruktionen minimerar nedböjningar och krypeffekter i betongen under byggskedet. Detta resulterar i en slutlig broprofil som ligger mycket närmare den teoretiska designen, vilket leder till en jämnare åkyta.

Minskad sprickbildning:Genom att undvika stora, obalanserade tillfälliga spänningar minskar risken för mikro-sprickbildning i betongsegmenten och piren avsevärt.

Exakt inriktning:Maskinerna är mycket automatiserade, vilket möjliggör precision på millimeter-nivå vid segmentplacering, vilket säkerställer att bron byggs exakt enligt dess designade inriktning och geometri.

4. Ekonomiska fördelar

Minskat behov av tillfälliga arbeten:Detta är en enorm kostnadsbesparing. Traditionell balanserad fribärande konstruktion kräver ofta dyra tillfälliga bryggor, förfalskning eller stora motvikter. Den självbalanserande maskinen integrerar denna funktion, vilket eliminerar eller drastiskt minskar dessa kostnader.

Lägre arbetskraftskostnader:Processen är mer mekaniserad och kräver färre personal för att uppföra tillfälliga strukturer.

Snabbare slutförande av projekt:Tid är pengar. En kortare byggperiod leder till lägre omkostnader, tidigare öppning för intäkter (vid tullbroar) och minskade störningsrelaterade kostnader-.

5. Mångsidighet och anpassningsförmåga

Lämplig för utmanande webbplatser:Dessa maskiner är idealiska för att bygga broar över djupa dalar, breda floder, trafikerade motorvägar eller ekologiskt känsliga områden där det är opraktiskt, farligt eller oöverkomligt dyrt att sätta upp tillfälliga stöd från marken.

Förmåga att navigera i komplexa geometrier:Avancerade modeller kan användas för att bygga broar med komplexa horisontella och vertikala kurvor.

6. Minskad miljöpåverkan och social påverkan

Minimal markstörning:Eftersom det mesta av arbetet sker från däcksnivå är det minimala störningar i terrängen, vattendragen eller ekosystemen nedanför.

Mindre störningar i befintlig trafik:När man bygger över en väg eller järnväg minskar behovet av avstängningar eller skyddsställningar, eftersom arbetet till stor del är självständigt- ovan.

 

 

Primära tillämpningar inom brokonstruktion

Den här maskinen är inte en lösning-som passar alla-men är exceptionellt effektiv i specifika scenarier:

Prefabricerad segmentell balanserad konsolkonstruktion:Detta är den mest klassiska applikationen. Maskinen placerar segmentpar symmetriskt på vardera sidan av en pir, och utnyttjar perfekt sin självbalanserande natur för att upprätthålla jämvikt under hela "utkragning"-processen.

Spänn-för-Spankonstruktion med prefabricerade segment:Maskinen monterar ett helt spann (från en pir till nästa) på marken eller vid ändarna av bron, lyfter hela spannet och placerar den på pirerna. Självbalanseringen- är avgörande under lyft- och lanseringsfasen.

Lansering av prefabricerade lådbalkar med full-spann:För broar med medel-spännvidd kan hela brosträckor (t.ex. 40-50 meter) prefabriceras och sedan lanseras på plats av dessa maskiner. Den självbalanserande funktionen är avgörande när balken är fribärande under lanseringsprocessen.

Byggande i utmanande miljöer:

Över djupa dalar eller floder:Eliminerar behovet av dyra, svåra och miljöstörande falskarbete från marken eller vattnet.

Över befintlig trafik (järnväg eller väg):Gör att konstruktionen kan fortgå med minimala störningar för trafiken under, eftersom maskinen arbetar uppifrån.

I ekologiskt känsliga områden:Minimerar markstörningar och påverkan på landskapet.

 

 

Kärnprincipen för "själv-balansering"

Innan proceduren är det viktigt att förstå mekanismen för "självbalansering"-. Maskinen är inte beroende av yttre stöd från marken. Istället använder den en kombination av:

Bakre förankring:Den är ordentligt förankrad till det redan konstruerade däcket bakom det.

Nässtöd:Maskinens front (nos) vilar tillfälligt på nästa pir, ofta på ett glidlager eller en tillfällig sadel.

Hydraulsystem:Ett sofistikerat system av hydrauliska domkrafter och vinschar för maskinen framåt på ett kontrollerat, balanserat sätt, vilket säkerställer att tyngdpunkten alltid förblir över den stödda strukturen.

---

Produktionsförfarande: Steg-för-steg

Hela processen är en repetitiv cykel för varje nytt spann. Vi antar att maskinen redan är monterad på brodistansen eller de första pirerna.

Steg 1: Förberedelse för en ny cykel

Maskinpositionering och stabilisering:

Maskinen är placerad över piren där det sista segmentet placerades. Dess huvudben är säkert fastklämda i de färdiga däckssegmenten.

Maskinens främre nos stöds på nästa pir ("målpiren") via ett tillfälligt lager.

Alla strukturella anslutningar är verifierade för integritet.

Segmenttransport och utfodring:

Pre-betong- eller stålbrosegment tillverkas utanför-platsen och transporteras till lanseringsplatsen.

Segment förs till baksidan av maskinen med hjälp av ett transportfordon (t.ex. en flerhjulig släpvagn).

Maskinens interna lyftsystem (en lyftvagn som löper längs huvudbalken) plockar upp segmentet och flyttar det på plats under maskinens huvudram. Segment lagras vanligtvis tillfälligt inom maskinens räckvidd.

Steg 2: Segmentlyft och placering

Lyfta segmentet:

Lyftvagnen flyttas till segmentets förvaringsposition, sänker krokarna och fästs säkert i segmentets lyftankare.

Segmentet lyfts till önskad höjd, något över sitt slutliga läge.

Fin positionering:

Vagnen transporterar segmentet framåt längs huvudbalken till dess exakta placering framtill på maskinen.

Genom att använda hydrauliska precisionskontroller (och ofta styrda av ett GPS- eller Total Station-system) är segmentet noggrant uppriktat både vertikalt och horisontellt.

Tillfällig stress:

När det väl har placerats kopplas det nya segmentet tillfälligt till det tidigare placerade segmentet med hjälp av stålstänger eller senor för efterspänning (PT).

Denna tillfälliga påfrestning håller ihop segmenten och bildar en fribärare och gör att maskinen kan överföra sin vikt till det nya segmentet för nästa lanseringscykel.

Steg 3: Efter-Spänning och komplettering av fog

Epoxiapplikation (för betongsegment):

Precis innan segmentet placeras appliceras ett tunt lager av-höghållfast epoxi på den matchande ytan av det föregående segmentet. Denna epoxi säkerställer en full bäryta och vattentätar fogen.

Permanent post-Spänning:

Efter att flera segment har placerats (ofta i ett symmetriskt mönster för att upprätthålla balansen, t.ex. ett på varje sida), träs de permanenta post-spännsenorna genom kanalerna i segmenten.

Senorna spänns (spänns) med hjälp av hydrauliska domkrafter till en specificerad kraft, vilket komprimerar hela spännet och ger det dess strukturella styrka. Detta görs vanligtvis efter att ett helt spann eller ett balanserat par av segment har slutförts.

Steg 4: Självet-Balancing Launch Forward

Detta är den mest kritiska och karakteristiska fasen av operationen.

Förankringsöverföring:

De bakre benklämmorna lossas. Maskinens vikt stöds nu av dess främre nos på målpiren och huvudbenen på däcket bakom den.

Det bakre förankringssystemet kopplas ur och förbereds för nästa cykel.

Startsekvens:

Huvudbalkens förskott:Maskinens huvudbalkar skjuts framåt över det nybyggda spännet. Detta görs med hjälp av stora hydraulcylindrar som trycker mot den stabila delen av däcket.

Nässtödsjustering:Det främre nosstödet är justerat för att styra balkarna och säkerställa en mjuk övergång till nästa pir.

Kontinuerlig balansövervakning:Under hela denna process justerar hydraulsystemet och styrmjukvaran kontinuerligt tryck och rörelser för att hålla maskinens tyngdpunkt inom säkra gränser, vilket förhindrar tippning.

Om-förankring och åter-stabilisering:

När huvudbalkarna har avancerat hela längden av ett spann, sänks de bakre benen och kläms fast på däcket.

Den främre nosen är placerad och fäst pånästapir (den nya "målpiren").

Maskinen är nu stabil och redo att börja cykeln igen för nästa spann (återgå till steg 1).

 

 

---

 

 

 

Företaget har installerat en intelligent plattform för hantering av utrustning och har installerat 310 set (set) med hanterings- och svetsrobotar. Efter slutförandet av planen kommer det att finnas mer än 500 uppsättningar (uppsättningar), och utrustningens nätverkshastighet kommer att nå 95 %. 32 svetslinjer har tagits i bruk, 50 är planerade att installeras och automatiseringsgraden för hela produktlinjen har nått 85 %.

Populära Taggar: själv-balanserande bromonteringsmaskin för brobyggande, Kina själv-balanserande bromonteringsmaskin för brobyggande tillverkare, leverantörer, fabrik