浅谈龙门吊在曲线段上的设置和管理措施

宋德俊

（中铁二十四局集团桥梁建设有限公司，江西 赣州 341000）

针对山区高速公路建设，因山区河谷断面多呈“V”字形，断裂构造带发育众多，地形地貌复杂，受地理条件限制，无法在主线外找到合适的场地以便进行梁板的预制、存储、运输及架设，特别是山区桥隧占比高线路，利用主线路基路堑、路堤成为最主要的选择。但是，由于路基多处于平曲线、纵曲线段落内，又给预制梁场的规划建设、龙门吊等设施的设置和使用安全带来了一定的困难。

1 项目情况

项目主线采用六车道高速公路设计标准，设计速度采用100km/h，整体式路基宽度33.5m，曲线半径为1000m，最大纵坡3.9%。根据现场实际情况，最终选取主线两座桥梁之间一处300m 路堤和主线600m 路堑设置1#、2#梁场分别完成670 片30m 箱梁和769 片（30m 箱梁398 片、40mT 梁371 片）预制、架设任务。该两段路基全线半径为1000m，纵坡2%。考虑到工期压力大，1#梁场设置2 台80T、2 台10T 龙门吊，跨度32m，供30m箱梁预制、转移、存储，2#梁场设置4 台80T、2 台10T龙门吊，跨度32m，负责30m 箱梁和40mT 梁预制、转移、存储。为提高场地利用率，龙门吊轨道沿主线曲线半径设置，内外侧轨道半径分别为984m 和1016m。

2 建设和使用中存在的问题

（1）梁场的纵坡的选择。因梁场布局在设计纵坡为2%的路基上，根据龙门吊设计参数中运行轨道纵坡不大于1%要求，考虑到设备的使用安全、梁板预制质量和施工工期等因素，需要确定最终路基填筑、开挖后的纵坡。

（2）曲线段龙门吊行走系统易损。龙门吊在曲线段行走时，因龙门吊两侧支腿行走系统不同步，如仅靠两侧行走轮的轮缘导向作用进行行走方向的校正，会造成龙门吊啃轨、出轨或倾覆等现象。过程中，为有效调节，常常进行重复往返前进，总体运行速度很慢，效果不甚理想。同时，龙门吊在曲线段运行时，靠外侧轨道受力较大，特别是在梁板吊装、存储行走过程中，轨道易发生横向移位和扭曲变形等问题。

（3）常规龙门吊电力供应采用电缆结合同步卷线器进行电缆自动布设和卷收。但位于曲线上龙门吊通过卷线器布设电缆时，会导致电缆未按照全线布设，而位于弦线上，导致与轨道交叉，出现短路、漏电等隐患。

（4）夹轨器和轨道不配套。因夹轨器夹板与轨道侧面接触以确保紧固效果，到位于曲线段轨道上行走和使用时，夹板会与轨道碰撞、发声影响行走的稳定性。在停车加紧时出现点接触，采取人工螺旋式夹轨器或双卡夹轨器都影响紧固效果，存在安全隐患。

（5）运行过程中联动安全隐患大。梁场在梁板吊装、转移、存储时，多采用2 台龙门吊位于梁体两端同时起吊后，同步前移或后退。因单机均存在以上问题，在联动时两台龙门吊行走同步性、各支腿支点受力均匀性等要求更加严格，从而使安全隐患不断增大。

3 解决优化的措施，强化过程管理

3.1 优化措施

（1）为确保龙门吊技术参数的要求，确定路基施工顶面，即最终龙门吊轨道纵坡按照1%的要求进行设置。对于1#梁场设置在路堤上，填筑越高顶面宽度越窄，为增大龙门吊两侧的富裕宽度，故选择以最低点为控制标高进行1%顺坡。既减少了土方填筑的数量、减少了建设工期，又降低了沉降系数，保证场地的稳定性。对于2#梁场设置在路堑段落，开挖越低挖方量越大，故选择以最高点为控制标高进行1%顺坡，减少了挖方量和土方填筑的数量，提前了施工工期。

（2）通过对龙门吊四个支腿导向功能进一步优化，目的在曲线段行走时，可以自动调整方向，与轨道保持平行，减少与轨道的摩擦和碰撞。传统的龙门吊四个支腿分别采用两侧横梁固定，且保证两侧平行，四套行走轮通过钢销固定在左右两侧支腿上，通过四个同步电机工作。为解决问题，在支腿和行走系统之间增加转动装置，即现将行走系统与支腿割离，在行走箱顶面焊接增加连接钢板转动下座，在钢板中间增设穿销孔，在支腿下焊接增加连接钢板转动上座和钢销，钢销直径与穿销孔直径相同。加工完成后，将支腿钢销出入行走箱穿销孔内，并在支腿钢板转动上座和行走箱加强钢板转动下座接触，且在上下座钢板之间加入硅脂油作为转动润滑剂，以便行走时稳定和适当转动、调整，以解决行走轮与轨道摩擦、碰撞以发生啃轨等问题。

图1 铰支座转向组件图

（3）通过在龙门吊行走轨道外非通行侧每4m 增设立杆，立杆离地2.5m 处设横杆，在横杆上固定好电力单级组合式滑线组，滑线组采用三相五线制，每根滑线与电力线路一一对应，在滑线组端接入龙门吊专用三级电箱。通过调整立杆、横杆、及滑线组相对位置，确保滑线组与轨道平曲线、竖曲线平行。在龙门吊靠近滑线组侧安装滑靴与滑线对应接触，通过滑靴将电力引入龙门吊操作室。通过优化后，现场不存在电缆拖地、布线过程与轨道交叉等问题，同时排除了其他工序作业导致电缆破皮、受损等等隐患。

（4）为保证龙门吊使用安全，本着“机械化换人、自动化减人”的管理要求，在龙门吊两侧的行走系统横梁端部各安装一台液压夹轨器。液压夹轨器工作原理是系统内部弹簧在自身压力的作用下夹紧龙门吊行走道轨，龙门吊在运行的时候，液压系统通过液压泵启动液压缸作用打开夹轨器，在龙门吊行走时，液压系统时刻保持在通电工作状态下，夹轨器此刻保持开启状态。龙门吊停机稳定后或液压系统断电时，夹轨器在弹簧反力作用下，液压缸回缩，自动夹紧行走轨道。为解决小半径曲线上夹轨器夹片与轨道行走时发生摩擦、碰撞及点接触影响夹轨效果等问题，通过和厂家沟通针对现场轨道实际曲线半径，在左右两侧夹轨器分别安装与轨道半径向对应的曲线夹片，在夹片放开行走和轨道平行，夹紧时保持紧密接触，达到使用效果。

（5）通过对行走系统的的优化，解决电缆设施和夹轨器等问题，使龙门吊行走时不受外界阻力影响，在梁板调运、转移、存储时均能完好工作，安全高效，两台龙门吊配合联动效果可控。

（6）改造出新的门机弧形轨道自动纠偏运行系统。①弧形轨道自动纠偏运行系统采用全中文人机界面，作为整个系统的工作状态监视及故障显示，运行参数的标定；采用施耐德TM241 作为核心控制器，采用FRID 定位技术，检测定位刚性支腿和柔性支腿的行程偏差，通过以太网，控制走行变频器，实时调节柔性支腿速度，跟踪刚性支腿，从而实现过弧形弯道的自动运行。②弧形轨道自动纠偏运行系统通过制作新的大车走行变频驱动系统（单独成柜），拆除原来控制系统和大车走行相关的主回路及控制回路，将原车大车走行的操作信号及限位开关信号，接入大车走行控制的PLC，自动纠偏基本功能搭建完毕。

根据大车走行轨道内外的弧度半径差，计算刚性支腿和柔性支腿的速度差，PLC 设置不同的刚性支腿和柔性支腿变频器驱动频率，实现基本的弧形轨道运行速度差控制。

沿轨道半径方向在刚性支腿轨道外侧边，和柔性支腿轨道外侧边，均匀布置FRID 标签，（刚性支腿和柔性支腿的轨道标贴实际位置，是轨道同心圆的半径方向，行车最佳运行姿态位置），刚性支腿和柔性支腿通过读取器读取标签，从而可以检测车大车刚性支腿和柔性支腿实际运行的位置差，PLC 根据实时的位置差，调节柔性支腿的运行速度，实现位置补偿。从而实现行车在弧形轨道上的可靠运行。

3.2 强化管理

（1）轨道基础必须牢固，位于底部坚实的地基上。根据平面布置图，通过测量放样确定轨道平面位置和竖向高程。在轨道基础上按照每50cm 在轨道两侧设轨道压板预埋螺栓，螺栓中心距轨道底部距离根据压板型号确定，确保轨道布设后压板可以放入，并能压紧钢轨，通过调整两侧压板，每节轨道端头采用鱼尾板连接，连接螺栓紧固无松动，保证轨道线形顺直、稳定。采用钢卷尺确定确保其走行轨道的间距、轴线等无误。

（2）在龙门吊行走系统安装时，检查支腿转动装置钢销与行走箱销孔直径的配合情况，防止间隙过大，影响龙门的稳定性。在上下座钢板间填满硅脂油，并在使用过程中定期检查，缺少时及时补充。安装时，应保证两侧支腿面平行，并且两侧支腿中心连线与曲线半径重合，防止出现安装后整体扭曲，影响整体结构和正常运转。

（3）当设备处于小半径时，相邻两台设备在支腿面不在同一平面，形成一定的夹角，因此，在安装限位装置、触发器时，应考虑相应的影响，采用双向触发系统或采用起重机红外线防撞器及反射板，灵敏有效，更有保证。

（4）在每班开始时，上机接通电源后，首先，应打开液压夹轨器，并确认夹片与轨道脱离后，方可进行行走作业。定期检查液压夹轨器内液压油高度，发现夹轨器表面有油迹或漏油应及时进行检查、修理。做好液压缸的保护措施，防止外力撞击损坏。在本班工作结束后，关闭电源后，液压夹轨器会自动夹紧，回到安全停止状态。

（5）在龙门吊进行梁板吊装、转运、存储时，在行走过程中检查行走轮是否与轨道存在摩擦、啃轨等问题。从检查转动系统的灵敏性、轨道松动、轨道线形不顺畅等方面，发现问题分析原因，及时解决。检查龙门吊的制动情况，如发现在重载停机时，出现下滑的趋势时，应抓紧检查各支腿的电机制动功能是否完好，对存在问题的电机及时进行更换，确保龙门吊处于完好状态。

4 结语

通过优化、增加龙门吊的相应设施以及通过加强过程安全技术管理，使轨道设置、电力布置等得到优化，龙门吊啃轨、行走缓慢等问题得到有效的解决，为曲线上龙门吊的配置和使用提出实施性的措施，同时，为小半径曲线上龙门吊的设置做到了指导性、突破性的建议。后续将继续通过现场在使用过程中的问题的收集、相关参数的整理，总结出更加优化的施工方案及保证措施。