Máquina de ereção de ponte de contrapeso de 120 toneladas

Uma máquina de montagem de ponte de contrapeso de 120- toneladas é uma maravilha da engenharia civil moderna. É o carro-chefe que permite a construção eficiente, segura e precisa de algumas das mais impressionantes pontes de concreto de longo vão do mundo.

 

 

Como funciona: o ciclo de construção

O processo é um ciclo repetitivo e altamente coreografado:

Alimentando a Máquina:Um reboque de vários-eixos entrega um novo segmento de 120 toneladas na parte traseira do BEM, diretamente abaixo da talha de elevação.

Elevação e contrapeso:

O guincho traseiro levanta o novo segmento.

Simultaneamente, o diferencial frontal (do outro lado do cais) fixa-se a um segmento previamente colocado no tabuleiro concluído, que servirá de contrapeso.

Viagem sincronizada:Ambas as talhas, transportando o novo segmento e o segmento de contrapeso, avançam ao longo do pórtico em direção às extremidades da ponte (as extremidades em balanço).

Colocação precisa:O novo segmento é manobrado para a sua posição final precisa. Ele é temporariamente mantido no lugar por barras de aço de alta-resistência (pós-tensionamento temporário) e combinado com o segmento anterior com uma resina epóxi.

Pós-tensionamento:Depois que vários segmentos são colocados, tendões de aço internos ou externos são enfiados através dos segmentos e tensionados com macacos hidráulicos, comprimindo todos os segmentos em um vão monolítico e forte.

Lançamento (autopropulsor-):Após completar um trecho entre dois píeres, a máquina “se lança” para o próximo píer. Isso envolve o uso de aríetes hidráulicos para empurrar a estrutura principal para frente, enquanto as pernas de suporte são levantadas, movidas e redefinidas sequencialmente. A máquina literalmente constrói a ponte sobre a qual caminha.

 

 

 

Principais parâmetros de design e especificações de desempenho

Parâmetro	Especificação
Capacidade de elevação (por viga)	120 toneladas métricas
Vão Máximo (Píer a Píer)	50 metros (típico), personalizável até 60 m
Raio Mínimo da Curva	2.000 metros (pode ser projetado para raios mais estreitos)
Grau Máximo Suportado	±4%
Talhas de elevação	2 x talhas principais (normalmente com capacidade de 120 toneladas cada)
Velocidade de elevação da talha	0-5 m/min (controle de velocidade variável)
Velocidade de deslocamento do carrinho	0-10 m/min (controle de velocidade variável)
Velocidade de lançamento do feixe principal	0-5 m/min (controle de velocidade variável)
Velocidade de auto{0}propulsão da máquina	0-5 m/min (controle de velocidade variável)
Sistema de controle	PLC centralizado com controle de frequência para todos os movimentos. Operação de controle remoto.
Fonte de energia	380V / 50Hz / Trifásico (ou conforme exigência do projeto)

 

 

I. Quadro Estrutural Principal

Este é o esqueleto principal da máquina, proporcionando suporte e estabilidade.

Pórtico Principal (viga/treliça primária):

Função:A principal estrutura semelhante a uma ponte suspensa-que abrange toda a largura dos pilares e o vão entre eles. Suporta toda a carga dos segmentos e do sistema de elevação.

Descrição:Normalmente, uma grande estrutura de aço do tipo-caixa ou treliça-. Deve ser incrivelmente rígido para resistir à flexão e à torção durante as operações.

Perna de apoio frontal (nariz/perna de pouso):

Função:Fornece suporte no píer à frente, transferindo a carga à medida que a ponte é estendida. Muitas vezes "caminha" ou é reposicionado no próximo cais.

Descrição:Perna telescópica ou fixa com sistema hidráulico para ajuste fino e travamento na tampa do cais.

Perna de Apoio Traseira (Perna de Apoio Principal):

Função:Ancora a máquina na parte já construída da ponte. Ele carrega uma parte significativa do peso da máquina e do momento do contrapeso.

Descrição:Um conjunto de pernas robusto que se fixa com segurança ao convés ou cais da ponte.

Perna de suporte central (perna intermediária - se aplicável):

Função:Usado em máquinas mais longas para fornecer suporte adicional e reduzir a tensão na viga principal. Pode repousar sobre um cais ou uma torre temporária.

II. Sistema de manuseio e montagem de segmentos

Este é o sistema central que capta, move e posiciona os segmentos concretos.

Talha Principal (guinchos/carrinhos de elevação):

Função:Para levantar os segmentos pré-moldados do veículo de transporte (na parte traseira) e carregá-los para a frente para colocação.

Descrição:Consiste em potentes guinchos elétricos ou hidráulicos com cabos de aço de alta-resistência. As talhas são montadas em carrinhos que correm ao longo de trilhos na parte inferior do pórtico principal.

Estruturas de Elevação (Vigas Espalhadoras):

Função:Distribuir a força de elevação uniformemente pelo segmento para evitar danos. Eles conectam os cabos de elevação aos pontos de elevação no segmento.

Descrição:Estruturas de aço rígidas com múltiplos pontos de captação. Freqüentemente, eles podem girar e ajustar para lidar com diferentes tipos de segmentos ou curvas.

III. Sistema de Propulsão e Movimento

Este sistema permite que toda a máquina “caminhe” para o próximo vão.

Sistema de Propulsão (Mecanismo de Caminhada):

Função:Para mover toda a máquina para a próxima posição de construção após a conclusão de um vão.

Descrição:Normalmente usa cilindros hidráulicos ou sapatas que empurram o tabuleiro da ponte. A máquina se move em um movimento de "lagarta" ou "caminhada", alternando entre levantar, empurrar e pousar.

Hidráulica da perna de apoio:

Função:Para levantar, abaixar e posicionar com precisão as pernas de apoio durante o ciclo de lançamento. Isso inclui retrair a perna dianteira para ultrapassar obstáculos e estendê-la para pousar no próximo píer.

4. O sistema de contrapeso

Este é um componente operacional e de segurança crítico, especialmente para umcantiléver equilibradométodo de ereção.

Convés/área de contrapeso:

Função:Uma área estrutural designada na parte traseira da máquina onde os contrapesos são colocados.

Blocos de contrapeso:

Função:Para equilibrar o momento de tombamento criado pelos segmentos em balanço colocados na frente da máquina. Isto mantém a máquina estável e evita que ela tombe.

Descrição:Geralmente são blocos de concreto pré-moldados ou pesos de aço enormes. O contrapeso total é cuidadosamente calculado com base no peso dos segmentos e no comprimento do cantilever. Para uma máquina de 120 toneladas, o contrapeso pode estar na faixa de 60 a 100 toneladas, dependendo do projeto.

V. Sistemas Auxiliares e de Controle

Esses sistemas reúnem tudo e permitem uma operação precisa.

Unidade de energia hidráulica (HPU):

Função:Fornece fluido hidráulico pressurizado para todos os componentes hidráulicos (cilindros para pernas, propulsão e algumas talhas).

Descrição:Uma unidade central com bombas, reservatórios, filtros e sistemas de refrigeração.

Sistema de controle elétrico:

Função:O “cérebro” da máquina. Ele controla e sincroniza todos os movimentos das talhas, carrinhos e sistema de propulsão.

Descrição:Inclui uma cabine de controle central com CLPs (Controladores Lógicos Programáveis), joysticks e telas de monitoramento.

Sistemas de Segurança e Monitoramento:

Função:Para garantir uma operação segura.

Componentes:

Indicadores de Momento de Carga (LMIs):Monitore a carga nas talhas e a estabilidade da máquina.

Anemômetro:Mede a velocidade do vento; as operações são interrompidas se os ventos excederem os limites de segurança.

Interruptores de limite:Evite que os componentes se movam além do seu alcance seguro.

Sistemas de Frenagem Redundantes:Em todas as talhas e carrinhos.

Sistema de alinhamento de segmento (pós-{0}}tensionamento temporário):

Função:Embora não faça parte da máquina em si, o BEM funciona em conjunto com um sistema para manter os segmentos no lugar antes que os tendões permanentes sejam tensionados.

Descrição:Isto inclui resina epóxi temporária aplicada entre segmentos e barras ou fios de aço temporários que puxam o novo segmento contra o anterior.

 

 

 

 

 

Principais vantagens de uma máquina de montagem de ponte de contrapeso de 120 toneladas

1. Estabilidade e segurança aprimoradas

Esta é a vantagem mais significativa. O contrapeso de 120 toneladas equilibra ativamente a máquina durante sua operação mais crítica: quando ela está tentando colocar um novo segmento, criando um grande momento de tombamento.

Evita tombamento:O contrapeso pesado gera um momento estabilizador que neutraliza o momento criado pelo peso do segmento que está sendo levantado e pela própria lança da máquina. Isto é crucial para a segurança.

Opera em condições "desequilibradas":Ele pode erguer segmentos com segurança em um lado do píer (para construção em balanço balanceada) sem a necessidade de um "vão traseiro" temporário ou de suportes-baseados no solo.

2. Capacidade de percorrer longas distâncias

A estabilidade proporcionada pelo contrapeso permite que a máquina tenha um longo alcance.

Cantilevers longos:Pode colocar segmentos afastados do pilar de apoio, permitindo a construção de pontes com vãos longos (normalmente 100-200 metros, dependendo do projeto) sem pilares intermédios.

Ideal para terrenos desafiadores:Isto o torna perfeito para atravessar obstáculos como rios, rodovias, desfiladeiros e áreas ambientalmente sensíveis onde a construção de cais intermediários é difícil, cara ou impossível.

3. Pegada mínima no solo e perturbação

Como a máquina é inteiramente suportada pela própria estrutura da ponte, ela causa um impacto muito pequeno no solo abaixo.

Sem interrupção do solo:Não há necessidade de extensas obras temporárias, fundações ou cimbres no terreno. Esta é uma grande vantagem em áreas ecologicamente sensíveis ou em relação às rotas de transporte ativas (ferrovias, rodovias, hidrovias navegáveis).

O tráfego pode fluir ininterruptamente:A construção pode prosseguir acima de uma rodovia ou ferrovia sem a necessidade de fechamentos ou interrupções significativas no tráfego.

4. Alta Precisão e Controle

Essas máquinas são projetadas para precisão. Eles apresentam sofisticados sistemas de controle hidráulico e eletrônico.

Micrômetro-Ajuste de nível:Eles podem manobrar com precisão segmentos pesados ​​(neste caso, pesando até 120 toneladas) em todas as direções (para cima/para baixo, esquerda/direita, inclinação, guinada) para garantir um ajuste perfeito com o segmento previamente colocado.

Garante a geometria da ponte:Essa precisão é crítica para manter o alinhamento e o perfil corretos da ponte e garantir que as chavetas de cisalhamento dos segmentos e as juntas de epóxi se encaixem perfeitamente, o que é vital para a integridade estrutural da ponte acabada.

5. Eficiência e Rapidez de Construção

O processo é altamente metódico e repetitivo, levando a ciclos de construção rápidos.

Tempo de ciclo:Depois que a máquina estiver configurada, o ciclo de elevação, transporte, posicionamento e tensionamento de um segmento pode ser concluído em questão de horas. Um ciclo típico pode durar de 3 a 7 dias por par de segmentos (um de cada lado).

Operações paralelas:Enquanto a máquina ergue segmentos na frente, outras equipes podem trabalhar no convés concluído atrás dela (por exemplo, em paredes de barreira, drenagem e pavimento), acelerando o cronograma geral do projeto.

6. Versatilidade e Adaptabilidade

Uma máquina com capacidade de 120 toneladas é um modelo robusto e versátil.

Lida com segmentos pesados:A capacidade de 120 toneladas permite lidar com segmentos grandes e pesados, o que pode reduzir o número total de segmentos necessários para um vão e acelerar a construção.

Adaptável a geometrias complexas:Muitas máquinas modernas podem ser configuradas para erguer pontes com geometrias complexas, incluindo curvas horizontais e verticais.

Contrapeso ajustável:O contrapeso muitas vezes não é uma massa fixa; ele pode ser ajustado (por exemplo, adicionando ou removendo blocos de peso ou ajustando sua posição) para otimizar o equilíbrio para diferentes pesos de segmento e distâncias de alcance.

7. Maior viabilidade econômica para projetos específicos

Embora a máquina em si represente um investimento de capital significativo, as suas vantagens muitas vezes levam à redução dos custos gerais do projeto nos cenários certos.

Obras Temporárias Reduzidas:As poupanças resultantes da eliminação de cimbres maciços e de estruturas de apoio no solo podem ser enormes.

Conclusão mais rápida:A redução do tempo de construção leva à redução dos custos indiretos e ao retorno antecipado do investimento, especialmente para projetos com alto tráfego ou impacto económico.

 

 

Aplicação Central e Princípio de Funcionamento

A aplicação principal é oMétodo de construção cantilever balanceado. Este método é usado na construção sobre vales profundos, rios largos, desfiladeiros ou estradas/ferrovias existentes onde a construção de andaimes a partir do solo é impossível ou proibitivamente cara.

Como funciona:

A máquina é posicionada no topo do cais já construído. Em seguida, procede-se à construção do tabuleiro da ponte simetricamente em ambas as direções a partir do cais, um segmento de cada vez.

Posicionamento:A máquina é montada no cais.

Fundição/levantamento:Um novo segmento de 120 toneladas (ou menos) do tabuleiro da ponte é:

Transmitir-no{1}}local:O concreto é despejado em uma fôrma fixada diretamente na máquina.

Pré--transmissão:Um segmento pré{0}}fabricado é entregue e colocado no lugar pela máquina.

Estressante:Tendões (cabos) de aço de alta{0}resistência são passados ​​através do segmento e tensionados, prendendo-o com segurança aos segmentos anteriores.

"Caminhando" para frente:Depois que o segmento é fixado, toda a máquina utiliza um sistema hidráulico para “caminhar” ou “lançar-se” para frente no convés recém-construído para se preparar para o próximo segmento.

Função de contrapeso:Ao longo deste processo, a máquina suporta um peso significativo na sua extremidade dianteira (o novo segmento e o seu próprio pórtico frontal). Para evitar que a máquina tombe para trás, umcontrapesoé aplicado em sua parte traseira. Este contrapeso, muitas vezes na forma de blocos de concreto ou tanque de água, cria um momento de equilíbrio, garantindo estabilidade.

Principais aplicações e cenários de projetos

Esta máquina é indispensável nos seguintes cenários:

Viadutos-de longo vão:Atravessando amplos vales ou planícies aluviais.

Travessias de Rio:Construção sobre grandes rios onde o tráfego de navios não pode ser interrompido para cimbres.

Terreno Montanhoso:Construindo pontes através de desfiladeiros profundos.

Infraestrutura Urbana:Erguer viadutos ou extensões de pontes sobre rodovias e ferrovias existentes sem interromper o tráfego abaixo.

Pilares de pontes estaiadas-de cabos:Construção do tabuleiro que se conecta à base das torres-da ponte estaiada.

 

 

 

Procedimento de produção para uma máquina de montagem de ponte de contrapeso de 120 toneladas

1. Definição do Projeto e Fase de Planejamento

1.1. Revisão e finalização do projeto:

Uma revisão abrangente de todos os desenhos de engenharia, cálculos e especificações é conduzida por uma equipe de engenheiros, gerentes de produção e controle de qualidade.

Os principais componentes incluem a viga principal (viga), pernas de suporte (dianteiras e traseiras), talhas de elevação, carrinho, sistema hidráulico, sistema de controle elétrico e sistema de contrapeso.

Todos os códigos de projeto (por exemplo, AISC, EN, GB) e fatores de segurança são verificados.

1.2. Aquisição e inspeção de materiais:

Matérias-primas:Aquisição de placas de aço-de alta resistência (por exemplo, Q345B, Q460C ou equivalente ASTM A572 Gr. 50), seções estruturais (vigas I-, canais) e peças fundidas/forjadas de aço para peças críticas.

Componentes adquiridos:Fornecimento de componentes certificados, incluindo cilindros hidráulicos, bombas, válvulas, motores elétricos, conversores de frequência, freios, cabos de aço, polias, rolamentos e gabinetes elétricos.

Inspeção de entrada:Todos os materiais e componentes adquiridos são inspecionados em relação aos pedidos de compra e padrões relevantes. Certificados de materiais (certificados de fábrica) são verificados.

1.3. Planejamento de Produção:

Criação de cronograma de produção detalhado, ordem de serviço e lista de materiais (BOM).

Alocação de recursos: mão de obra, espaço de oficina, estações de soldagem e centros de usinagem-pesados.

2. Fase de Fabricação e Fabricação

2.1. Corte e perfilamento de aço:

As placas e seções de aço são marcadas de acordo com os desenhos de agrupamento.

O corte é realizado usando máquinas CNC de corte a plasma/oxicombustível-ou serras de alta-precisão para garantir precisão dimensional e bordas limpas.

A perfuração de furos para parafusos é feita usando furadeiras CNC ou brocas de base magnética para precisão.

2.2. Fabricação de sub-montagem:

Vigas principais da caixa:Placas de aço são soldadas para formar as grandes vigas principais de seção-em caixa. Este é um processo crítico.

Jigging e ajuste-:Os componentes são colocados em um gabarito de montagem grande e rígido para evitar distorções e garantir a geometria correta.

Soldagem:Realizado por soldadores certificados usando Soldagem por Arco Submerso (SAW) para costuras longas e Soldagem por Arco Metálico Blindado (SMAW) ou Soldagem por Arco Metálico a Gás (GMAW) para outras juntas. O pré-aquecimento e o tratamento térmico pós{2}}soldagem (PWHT) podem ser necessários para chapas grossas para aliviar tensões.

Pernas e torres de apoio:Fabricado de forma semelhante, com usinagem precisa de superfícies de contato e furos de conexão de pinos.

Estrutura do carrinho:A estrutura que carrega a talha é fabricada, garantindo planicidade e esquadria para um deslocamento suave.

Recipientes/estruturas de contrapeso:Fabricado para segurar com segurança os blocos de contrapeso especificados (geralmente de concreto ou aço).

2.3. Usinagem de Componentes Críticos:

Os principais pontos de conexão, como os pinos para articulação das pernas, pontos de articulação e superfícies dos trilhos do trole, são usinados em grandes fresadoras, tornos ou plainas para obter as tolerâncias e o acabamento superficial necessários.

3. Fase de montagem e integração

3.1. Pré-montagem (ajuste-):

As sub{0}}montagens principais (vigas principais, pernas) são reunidas na área de montagem.

Um ajuste preliminar "seco"-é realizado sem soldagem ou aparafusamento final para verificar as dimensões e o alinhamento. As conexões dos pinos são verificadas quanto à livre circulação.

3.2. Montagem Estrutural Principal:

As vigas caixões principais são conectadas (aparafusadas ou soldadas conforme o projeto) para formar a-estrutura completa do vão.

As pernas de suporte e as torres são fixadas à viga principal usando-pinos e parafusos de alta resistência.

Os trilhos do trole são instalados e alinhados ao longo do flange superior da viga principal.

3.3. Instalação do Sistema Mecânico:

Sistema de carrinho e talha:O carrinho é colocado nos trilhos. A(s) talha(s) principal(is) (capacidade de 120- toneladas, normalmente um sistema de guincho duplo com cabos de aço) é instalada no carrinho.

Sistema de viagens:Nas pernas de apoio são instaladas rodas ou esteiras para movimentação longitudinal da máquina.

Sistema Hidráulico:Cilindros hidráulicos (para ajuste das pernas, posicionamento preciso), fonte de alimentação, mangueiras e válvulas são instalados e conectados.

3.4. Instalação do sistema elétrico e de controle:

Distribuição de energia:O gabinete elétrico principal, os enroladores de cabos e os cabos de alimentação estão instalados.

Sistema de controle:Controlador lógico programável (CLP), conversores de frequência para controle do motor, sensores (interruptores de limite, células de carga, encoders) e cabine do operador com pendentes de controle são instalados e conectados.

Sistemas de segurança:Circuitos de parada de emergência, proteção contra sobrecarga, sensores anti-colisão e alarmes de alerta estão integrados.

4. Fase de teste e comissionamento (teste de aceitação de fábrica - FAT)

Esta é uma fase crítica para garantir que a máquina funcione conforme projetada antes da desmontagem para envio.

4.1. Inspeção Dimensional:

Verifique as dimensões gerais, o alinhamento da viga principal e o paralelismo dos trilhos.

4.2. Testes não-destrutivos (END):

Teste Ultrassônico (UT)ouTeste Radiográfico (RT)em juntas de solda críticas.

Teste de Partículas Magnéticas (MT)ouTeste de corante penetrante (PT)em superfícies usinadas e furos de pinos.

4.3. Teste de carga (de acordo com os padrões relevantes -, por exemplo, FEM, DIN, GB):

Teste de carga estática:A máquina está ancorada e a talha é usada para içar uma carga de teste de125% da Carga de Trabalho Segura (SWL). Para uma máquina de 120 toneladas, isso é150 toneladas. A carga é mantida por um tempo especificado (por exemplo, 10-15 minutos) enquanto os inspetores verificam a deflexão, a deformação permanente e a integridade das soldas e estruturas.

Teste de carga dinâmica:A talha é usada para levantar e mover uma carga de teste de110% do SWL (132 toneladas). O carrinho percorre todo o comprimento da viga e a talha realiza ciclos de elevação e abaixamento. Este teste verifica o desempenho de motores, freios e sistemas de controle sob condições dinâmicas.

4.4. Testes funcionais e de segurança:

Teste todos os movimentos: elevação, abaixamento, deslocamento do carrinho e deslocamento do pórtico.

Verifique todos os interruptores de limite, paradas de emergência e sistemas de proteção contra sobrecarga.

Teste o sistema hidráulico quanto a vazamentos e retenção de pressão.

Calibre células de carga e outros sensores.

5. Preparação para Envio

5.1. Marcação e desmontagem:

Todos os componentes são marcados com identificadores exclusivos correspondentes aos desenhos de montagem.

A máquina é sistematicamente desmontada em módulos transportáveis, considerando restrições de peso e tamanho para transporte.

5.2. Proteção de superfície e embalagem:

Todas as superfícies de aço estrutural são jateadas-de acordo com o padrão Sa 2.5 e pintadas com um sistema de revestimento protetor (primer, intermediário e acabamento).

As superfícies usinadas e as hastes dos cilindros hidráulicos são revestidas com graxa anti-corrosiva e protegidas com compensado ou tampas plásticas.

Os componentes hidráulicos e elétricos são selados e embalados para evitar a entrada de umidade e poeira durante o transporte.

5.3. Embalagem de documentação:

Um conjunto abrangente de documentos é preparado, incluindo:

Desenhos-conformes construídos

Cálculos de projeto

Especificações do procedimento de soldagem (WPS) e registros (PQR)

Relatórios de END

Certificados de materiais

Carregar certificados de teste

Manual de Operação e Manutenção

Catálogo de peças

Esquemas Hidráulicos e Elétricos

6. Montagem e comissionamento no local (fornecidos pelos engenheiros do fabricante)

Assim que os componentes chegam ao local de construção da ponte, os engenheiros do fabricante normalmente supervisionam a-reconstrução e o comissionamento final, incluindo um teste de carga final na ponte real antes de iniciar o trabalho de montagem.

 

 

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A empresa instalou uma plataforma inteligente de gerenciamento de equipamentos e instalou 310 conjuntos (conjuntos) de robôs de manuseio e soldagem. Após a conclusão do plano, serão mais de 500 conjuntos (conjuntos), e a taxa de rede dos equipamentos chegará a 95%. 32 linhas de soldagem foram colocadas em uso, 50 estão previstas para serem instaladas e a taxa de automação de toda a linha de produtos atingiu 85%.

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