作品名稱:國之重器——運架一體高鐵架橋機
學校名稱:山東理工大學
參賽隊伍:學無止境
參賽學生:姚學彬 高霞 唐許風
指導老師:魏崢
研究意義:
近幾年來,我國高鐵運輸行業(yè)橫空出世,迅速發(fā)展,已經穩(wěn)居世界第一。與此同時,我國還相繼研制出“和諧號”和“復興號”兩種類型的標準動車,且正朝著高高時速前進。但動車組的速度、平穩(wěn)性和安全性不僅取決于動車的性能,更依賴于高速鐵路的高質量建設。而高速鐵路線橋墩上的每一節(jié)箱梁便是保障這種新型交通方式的強有力支撐。但是鐵路鋪設行業(yè)的發(fā)展遠遠沒有趕上高鐵行業(yè)發(fā)展的腳步,因為高速鐵路的參數和形式發(fā)生變化,普通火車的鐵軌與高鐵鐵
軌并不通用,所以我國需要鋪設大量的高鐵鐵軌以推動高鐵行業(yè)的發(fā)展。這對橋梁架設設備提出了更高的要求。而我國如今在鐵路鋪設方面幾乎全部使用人力或者小型機械鋪設。對于一些需要架橋鋪設的特殊路段,這類鋪設方式的難度相當高,效率低下,并且其安全性有待提高。
結構說明與功能使用:
1.控制技術:
為使架橋機的液壓同步系統(tǒng)對于升降油缸的動作有更精確的調節(jié),控制系統(tǒng)采用了“主從方式”的控制策略,能夠根據油缸運動的實時參數,通過調節(jié)與控制油缸相對應的比例換向閥的開度,達到四組油缸同步運動的精度要求。
2.掉頭技術:
(1)回轉機構系統(tǒng)的設計
(2)調頭回轉裝置的錨固
回轉支撐底座是調頭回轉裝置的最下層結構,必須將其可靠錨固在橋面上才能抵抗架橋機傾覆力矩。之所以采用混凝土橋面作為錨固點,是考慮到混凝土橋面要比一般的路基路面的承壓強度更高,且可避免在施工過程中因雨水浸泡等情況造成支撐面不均勻下沉的不利影響。
(3)回轉支撐桁架及反力測試裝置的設置
回轉支撐桁架采用倒三角桁架的結構形式,上端兩個鉸點分別和架橋機左右主梁采用螺栓連接,下端鉸點通過銷軸
座和支撐平臺結構相連。設置此結構一是作為架橋機的前后平衡支撐點,二是在下鉸點處安裝反力傳感器,測試前后的支撐反力,差別較大時,通過主梁上的起重天車位置來進行調節(jié),確保整機的重心位于回轉中心附近。
(4)整機平衡重心的調整和架橋機結構分析
整個架橋機呈雙懸臂懸空狀態(tài)時,其重心位置首先通過計算來確定。通過調整主梁上兩個起重天車的位置,來保證整機的重心位于回轉中心附近,同時還要盡量減小主梁的反向彎矩,確保中間最不利截面處架橋機結構滿足強度要求。經過詳細的優(yōu)化分析計算,最終確定起重天車的布置方案。
3.自動調速
主支腿斜撐銷軸設置壓力傳感器,通過讀取壓力大小,通過PLC即時調整后支腿走行與前腿托輥輪箱的走行速度,達到自動控制功能。