Máquina de construção de ponte de 140 toneladas

Em resumo, umMáquina de construção de ponte de 140 toneladasnão é apenas um guindaste; é umsistema de construção sofisticado e independente-que revolucionou a forma como construímos grandes pontes, tornando o processo mais rápido, seguro e preciso.

O processo é cíclico:

Posicionamento:O pórtico avança sobre trilhos ao longo dos trechos já concluídos da ponte.

Elevação:Seus poderosos guinchos descem até o nível do solo, pegam um novo segmento (pesando até 140 toneladas) e elevam-no até a altura do convés.

Colocação:O segmento é cuidadosamente manobrado para sua posição exata, adjacente ao segmento previamente colocado.

Estresse Temporário:A resina epóxi é aplicada nas superfícies de contato e o segmento é temporariamente post-tensionado ao anterior para mantê-lo no lugar.

Repetição:O processo se repete para o próximo segmento do outro lado para equilíbrio até que um vão completo da ponte seja montado.

Estresse final:Depois que um vão completo estiver instalado, tendões de pós-tensionamento interno e/ou externo permanentes serão rosqueados e tensionados para criar um tabuleiro de ponte monolítico e contínuo.

Avançando:Todo o pórtico avança sobre o vão recém-concluído para começar a construir o próximo.

1. Especificações Gerais

Capacidade nominal de elevação:140 toneladas métricas (por ponto de elevação)

Extensão (máx.):Adaptável, normalmente40 - 55 metros(o design modular permite a personalização da extensão do projeto)

Altura de elevação (do trilho):Ajustável, normalmente8 - 12 metros

Tipos de viga aplicáveis:Vigas I-de concreto pré-moldado, vigas U-, vigas em caixa segmentadas, vigas de aço.

Comprimento da viga:Adaptável aos requisitos do projeto (por exemplo, 30m, 40m, 50m).

Comprimento total da máquina:Aproximadamente1,5 x extensão(por exemplo, ~75m para um vão de 50m)

Velocidade-autopropulsada:0 - 5 m/min (ajustável)

Sistema de controle:PLC + unidade de conversão de frequência para operação suave e precisa.

Fonte de energia:380V / 50Hz / Trifásico (ou conforme exigência do projeto). Opção de gerador de backup.

Modo de operação:Controle Remoto (Rádio) + Controle de Cabine (Local).

1. Componentes de elevação e içamento

São os músculos centrais da operação, responsáveis ​​pela movimentação vertical das cargas.

Guindastes sobre esteiras (200+ toneladas de capacidade):Os burros de carga da construção de grandes pontes. Seus componentes incluem:

Lança e lança:Os braços longos-estruturados em treliça que proporcionam alcance e altura. Feito de aço-de alta resistência (geralmente ASTM A514).

Guincho de elevação:Um tambor potente enrolado em cabo de aço, acionado por motores hidráulicos ou elétricos com imenso torque e um sistema de freio-à prova de falhas.

Bloco de carga e gancho:A montagem que se conecta à carga. Para 140 toneladas, trata-se de um enorme bloco de aço forjado com roldanas (polias) e um gancho de aço-de alta qualidade com trava de segurança.

Superestrutura (Unidade Giratória):A peça que gira 360 graus, contendo o motor, os guinchos e a cabine do operador.

Trilhas do rastreador:Fornece estabilidade e mobilidade em terrenos acidentados. Eles distribuem o imenso peso do guindaste e da carga por uma grande área para evitar afundamentos.

Guindastes de pórtico:Frequentemente utilizado em pátios de pré-moldados ou para colocação de segmentos em uma linha específica.

Viga/Ponte Principal:A viga horizontal que atravessa a área de trabalho.

Carrinho e talha:A unidade que se desloca ao longo da viga principal, carregando o mecanismo de içamento.

Pernas/Suportes:As colunas verticais que transferem a carga para o solo ou fundação, muitas vezes sobre trilhos para movimentação.

2. Suporte Temporário e Sistemas de Cofragem

Esses componentes criam uma plataforma estável e um molde para a construção da própria ponte.

Torres de Falsificação e Escoramento:Estruturas de aço modulares-para serviços pesados ​​(por exemplo, Kwikstage, Cup{3}}lok ou cavaletes de aço personalizados) que suportam fôrmas e concreto fresco até que a estrutura da ponte seja auto{4}}sustentável. Eles são projetados com cálculos precisos-de suporte de carga.

Sistemas de cofragem:Os moldes que moldam pilares, pilares e decks de concreto.

Pórtico de lançamento de viga (GLG):Uma máquina especializada que percorre segmentos de ponte já construídos para posicionar o próximo segmento pré-moldado. Ele lida com o trabalho pesado e o posicionamento preciso.

Transportadores modulares autopropelidos (SPMTs):Reboques de vários-eixos com sistemas hidráulicos independentes-controlados por computador. Eles podem ser configurados para transportar eelevadorpontes inteiras pesando milhares de toneladas no lugar, tornando uma elevação de 140 toneladas uma operação padrão para eles.

3. Equipamento de fundação e empilhamento

Usado para criar fundações profundas e estáveis ​​necessárias para suportar o peso da ponte.

Bate-estaca/martelo:Um grande martelo diesel, hidráulico ou vibratório que crava estacas de aço ou concreto profundamente no solo.

Equipamento de perfuração rotativa:Para perfurar poços de{0}}diâmetro grande para fundações em caixões. Os principais componentes incluem:

Barra Kelly:O tubo de perfuração telescópico longo e quadrado que transmite torque.

Ferramenta de perfuração (trado ou balde):A cabeça de corte que remove a sujeira.

Unidade de energia hidráulica:Fornece alto torque para perfuração e potência para extração.

4. Componentes de posicionamento e alinhamento

A precisão é crítica. Esses componentes garantem que tudo seja colocado dentro das tolerâncias milimétricas.

Macacos Hidráulicos (Planos e Trançados):

Macacos de elevação:Sistemas sincronizados usados ​​para içar plataformas inteiras de pontes para substituição de rolamentos ou lançamento incremental.

Macacos estressantes:Usado em pós-tensionamento para tensionar os tendões de aço de alta-resistência (cordões) dentro de segmentos de concreto, colocando o concreto em compressão.

Rolamentos (temporários e permanentes):Permitir movimento (expansão, contração, rotação) entre a superestrutura e a subestrutura da ponte.

Rolamentos elastoméricos:Feito de camadas de aço e borracha.

Rolamentos de panela:Lidar com altas cargas e rotação.

Rolamentos esféricos:Para rotação multi-direcional.

Equipamento de levantamento e monitoramento:GPS de alta-precisão, estações totais robóticas e scanners a laser são usados ​​para orientar e verificar a posição de cada componente em-tempo real.

5. Manuseio e processamento de materiais

Central dosadora de concreto:Não-no local, mas produz concreto de alta-resistência entregue no local.

Bombas de concreto (bombas de lança):Com lanças longas e articuladas para colocar o concreto com precisão nas cofragens, especialmente para pilares altos.

Parafusos e esticadores-de alta resistência:Usado para conexões de aço estrutural. Eles são tensionados com uma pré-carga específica para criar conexões de aderência-de fricção.

1. Vantagens de segurança

Mão de obra-reduzida no local:Minimiza o número de trabalhadores necessários em posições elevadas e potencialmente perigosas sobre águas, estradas ou ravinas.

Ambiente de construção controlado:O processo de elevação e colocação é altamente mecanizado e controlado a partir de uma cabine central, reduzindo erros humanos e acidentes associados às operações tradicionais de guindastes.

Eliminação de falsificações extensas:Ao contrário dos métodos tradicionais que exigem a construção de enormes estruturas de suporte temporárias (falsas) sob a ponte, a máquina é apoiada nos-pilares e no convés da ponte já construídos. Isto é muito mais seguro para os trabalhadores abaixo e para o tráfego que passa por baixo.

Estabilidade:Estas máquinas são projetadas para oferecer estabilidade excepcional durante a elevação e movimentação de cargas pesadas, reduzindo bastante o risco de tombamento ou queda de carga em comparação com guindastes móveis que operam em terreno temporário.

2. Vantagens de eficiência e velocidade

Ciclo de construção rápido e repetitivo:A máquina foi projetada para um ciclo repetitivo de “lançar, levantar, posicionar e avançar”. Isto permite a construção de um segmento (por exemplo, 30-50 metros) a cada2-4 dias, acelerando drasticamente os cronogramas dos projetos.

Todas as-operações climáticas:A máquina fornece uma plataforma de trabalho protegida para as equipes, permitindo que o trabalho continue em condições climáticas (chuva fraca, vento) que interromperiam as operações tradicionais dos guindastes.

Atividades de trabalho paralelas:Enquanto a máquina posiciona os segmentos na frente, outras equipes podem trabalhar simultaneamente nas tarefas de acabamento (por exemplo, pós--tensionamento, drenagem, guarda-corpos) nas seções já{3}}concluídas do convés atrás dela.

Preparação mínima do local:Requer menos-preparação e limpeza do local no nível do solo em comparação com métodos que exigem plataformas de guindaste grandes e estradas de acesso para transporte pesado.

3. Vantagens econômicas e de gerenciamento de projetos

Agendamento previsível:A natureza repetitiva do processo torna o cronograma do projeto altamente previsível, reduzindo o risco de atrasos dispendiosos.

Custo geral mais baixo do projeto: While the initial investment or rental cost of the machine is high, the savings from reduced labor, faster completion times, and eliminated falsework often lead to a lower total project cost, especially for long or repetitive bridges (>500 metros).

Frota de aluguel reduzida:Substitui a necessidade de vários guindastes móveis de{0}}grande capacidade e seus custos associados de transporte, configuração e operação.

Acessibilidade em terrenos difíceis:Este é umvantagem primária. É oúnico método viávelpara a construção de pontes sobre vales profundos, rios largos, rodovias movimentadas, ferrovias ativas ou áreas ambientalmente sensíveis onde a construção de apoios terrestres temporários é impossível, proibitivamente cara ou muito perturbadora.

4. Vantagens Técnicas e de Qualidade

Precisão Extrema:As máquinas são equipadas com posicionadores hidráulicos de precisão e sofisticados sistemas de alinhamento guiados por laser-ou auxiliados por GPS-. Isso garante que cada segmento ou viga seja colocado com precisão milimétrica-, o que é fundamental para o alinhamento final e a suavidade do tabuleiro da ponte.

Manuseio de componentes grandes e pesados:A capacidade de 140-ton permite o uso de grandes segmentos pré-moldados. Segmentos maiores significam menos juntas no convés final, resultando em uma ponte mais forte, mais durável e mais suave.

Desempenho Estrutural Superior:O método de lançamento incremental garante que a estrutura seja construída de forma contínua e estaticamente determinada, permitindo aos engenheiros controlar com precisão as tensões durante a construção.

Pegada mínima no solo:Os pontos de apoio da máquina ficam nos pilares, deixando o solo abaixo praticamente intocado. Isto é crucial para projetos em ecossistemas protegidos ou corredores de transporte operacionais.

5. Vantagens Ambientais e Sociais

Perturbação Ecológica Mínima:Evita a necessidade de limpar grandes extensões de terreno para instalações de guindastes e estradas de acesso, protegendo o meio ambiente circundante.

Interrupção de tráfego reduzida:Ao construir sobre estradas ou ferrovias existentes, a operação da máquina causa perturbações mínimas no tráfego abaixo. Não há necessidade de fechamentos frequentes de pistas para instalação de guindastes ou cimbres.

Menor poluição sonora:A operação é geralmente mais silenciosa do que as constantes idas e vindas de caminhões guindastes pesados ​​e veículos de apoio associados a outros métodos.

Melhor segurança do trabalhador:Tal como mencionado acima, isto também se traduz num processo de construção mais socialmente responsável e com menor risco de incidentes no local de trabalho.

1. Colocação da viga (aplicação mais comum):

O que faz:Este é o uso clássico. A máquina levanta e posiciona com precisão vigas pré-moldadas de concreto ou aço em pilares (colunas) e pilares. Essas vigas formam a principal estrutura de suporte do tabuleiro da ponte.

Tipos de projetos:Viadutos rodoviários, viadutos, pontes ferroviárias e travessias de rios. Uma máquina de 140- toneladas lidaria com vigas de concreto protendido muito longas (por exemplo, 40-50 metros/130-160 pés) ou grandes vigas I de aço e vigas em caixa.

2. Construção de ponte segmentada:

O que faz:Para pontes complexas (como pontes estaiadas ou cantilever balanceadas), o tabuleiro é construído em segmentos. A máquina levanta esses segmentos pré-moldados (pesando até 140 toneladas cada) e os mantém em perfeito alinhamento enquanto são permanentemente revestidos com epóxi e pós{4}}tensionados à estrutura existente.

Tipos de projetos:Pontes-de vão longo, pontes sobre vales profundos, corpos d'água ou infraestrutura existente onde cimbres (suportes temporários do solo) são impossíveis ou inseguros.

3. Lançamento de sistemas de pórtico:

O que faz:Este é um guindaste de pórtico autopropelido que se "lança" sobre as vigas recém-colocadas. Ele pega as vigas da parte traseira (onde os transportadores as entregam), move-as ao longo de seu próprio convés e as coloca nos pilares frontais. Em seguida, ele avança para repetir o processo para o próximo intervalo.

Vantagem:Funciona inteiramente a partir do topo da estrutura, minimizando perturbações no terreno abaixo (por exemplo, sobre estradas movimentadas, rios ou terrenos acidentados). Um pórtico de lançamento de 140 toneladas é um tamanho comum para grandes projetos.

4. Pórtico de perna de cisalhamento ou torre de rigidez:

O que faz:Estes são sistemas de elevação mais estacionários, mas incrivelmente estáveis, frequentemente usados ​​em pátios de pontes ou no local do projeto para descarregar e montar componentes. Eles podem fazer levantamentos muito pesados ​​e controlados com um grande raio.

Fase 1: Pré-Produção (Engenharia e Planejamento)

Esta é a fase mais crítica, garantindo que o produto final cumpre todos os requisitos técnicos e de segurança.

Projeto e Engenharia:

Projeto conceitual e detalhado:Usando software CAD (Computer Aided Design), os engenheiros criam modelos 3D e desenhos detalhados em 2D de cada componente. Isto inclui membros estruturais, sistemas mecânicos (hidráulicos, guinchos) e sistemas de controle elétrico.

Análise Estrutural (FEA):A Análise de Elementos Finitos (FEA) é realizada no modelo para simular tensões, deflexões e fadiga sob carga máxima (140 toneladas + fator de segurança). Isto garante a integridade estrutural e identifica potenciais pontos fracos.

Projeto de sistema hidráulico e elétrico:São projetados esquemas de circuitos hidráulicos (cilindros, bombas, válvulas, mangueiras) e sistemas de controle elétrico (CLP, sensores, fiação).

Revisão do projeto:Uma equipe multidisciplinar (engenheiros estruturais, mecânicos e elétricos) analisa todos os projetos em busca de erros, capacidade de fabricação e conformidade com os padrões.

Planejamento de Aquisições:

Lista de materiais (BOM):Uma lista abrangente de todas as matérias-primas (placas de aço, perfis, etc.) e componentes adquiridos (cilindros hidráulicos, motores, PLCs, rolamentos, cabos de aço) é gerada a partir do projeto.

Seleção de Fornecedores:Fornecedores qualificados são selecionados com base em sua capacidade de fornecer materiais certificados (por exemplo, aço de alto- limite de escoamento S355, S460) e componentes confiáveis ​​e de alta{5}}qualidade.

Pedido de materiais:As matérias-primas (chapas de aço, perfis) são encomendadas com os certificados necessários da fábrica. Itens-de longo prazo (cilindros hidráulicos personalizados, motores especializados) são encomendados com antecedência.

Planejamento de Processo:

Instruções de Trabalho:Procedimentos detalhados são escritos para corte, soldagem, usinagem e montagem. Isto inclui Especificações de Procedimento de Soldagem (WPS).

Plano de Controle de Qualidade:É estabelecido um plano definindo todos os pontos de inspeção, métodos (visual, END) e critérios de aceitação ao longo do processo de produção.

Fase 2: Fabricação e Fabricação

Esta fase envolve a transformação de matérias-primas em componentes acabados.

Preparação de materiais:

Estocagem e inspeção:O aço recebido é verificado em relação aos certificados da usina e inspecionado quanto a defeitos.

Marcação e Corte:Máquinas de corte CNC (plasma, laser ou oxicombustível) são usadas para cortar chapas e perfis de aço em dimensões precisas com base em desenhos CAD. As peças são marcadas com identificadores exclusivos.

Fabricação de Componentes:

Dobragem e conformação:As placas são dobradas nos formatos necessários (por exemplo, para vigas, caixas) usando grandes dobradeiras ou laminadoras.

Usinagem:Componentes críticos que exigem superfícies de acoplamento de alta{0}}precisão (por exemplo, pontos de articulação, interfaces de conexão) são usinados em fresadoras CNC, tornos ou mandriladoras.

Soldagem de sub{0}montagem:Componentes menores são soldados em sub{0}}conjuntos (por exemplo, reforços soldados a uma placa principal) por soldadores certificados seguindo o WPS.

Alívio do estresse:Estruturas soldadas críticas podem passar por tratamento térmico de alívio de tensão em um grande forno para eliminar tensões internas da soldagem.

Tratamento de Superfície:

Jateamento e Pintura:Os componentes de aço fabricados são jateados-de acordo com o padrão de limpeza SA 2.5 (quase{2}}metal branco) para remover ferrugem e carepa.

Preparação:Um primer epóxi de alto{0}}desempenho é aplicado imediatamente para evitar corrosão.

Demão Intermediária/Final:Camadas intermediárias e superiores (geralmente poliuretano) são aplicadas conforme especificado, com medições precisas de espessura de película seca (DFT).

Fase 3: Montagem e Integração (Chão de Fábrica)

Os componentes são reunidos para construir a máquina completa.

Montagem Estrutural:

As vigas/treliças principais são posicionadas em gabaritos ou suportes de montagem grandes e nivelados.

Vigas-transversais, estruturas de suporte e a estrutura principal do carrinho de elevação são alinhadas e aparafusadas ou soldadas no lugar. O alinhamento preciso com ferramentas a laser é crucial.

Instalação do Sistema Mecânico:

Sistema Hidráulico:Bombas, reservatórios, válvulas e coletores são instalados. Conjuntos de mangueiras hidráulicas pré-montados e testados são conectados.

Guinchos e Talhas:Os guinchos da talha principal (classificados para 140T+) são montados e os cabos de aço são enrolados.

Sistema de viagem:São instalados truques, rodas e unidades de acionamento para mover a máquina ao longo da ponte.

Instalação do Sistema Elétrico:

Bandejas de cabos e conduítes:são instalados ao longo da estrutura.

Fiação:Os eletricistas executam e terminam cabos de energia e controle para motores, sensores, interruptores de limite e painéis de controle.

Cabine de controle:A cabine do operador, que abriga o CLP principal, a IHM (Interface Homem-Máquina) e os joysticks de controle, é instalada e conectada.

Fase 4: Teste, Inspeção e Envio

A máquina concluída é rigorosamente testada antes de sair da fábrica.

Verificações pré{0}}de comissionamento:

Inspeção Visual:Verificação final de todos os parafusos quanto ao torque, soldas e instalação adequados.

Lavagem do sistema hidráulico:O sistema hidráulico é lavado com óleo limpo para remover quaisquer contaminantes antes do enchimento final.

Verificações elétricas:Testes de continuidade, resistência de isolamento e aterramento são realizados em todos os circuitos elétricos.

Teste funcional (sem{0}}carga):

A máquina está ligada.

Todas as funções são testadas sem carga: deslocamento para frente/para trás, deslocamento do carrinho, elevação/descida e todos os interruptores de limite de segurança.

As pressões do sistema, as correntes do motor e os tempos de resposta são registrados.

Teste de carga (teste de carga de prova):

Teste de carga estática:A talha principal é equipada com pesos de teste (geralmente blocos de concreto calibrados). A máquina levanta uma carga25% maior que sua capacidade nominal (140T * 1.25 = 175 toneladas). Ela é mantida por um período prolongado (por exemplo, 10 a 15 minutos) enquanto os engenheiros medem as deflexões em relação às previsões da FEA e inspecionam qualquer deformação ou problema.

Teste de carga dinâmica:A carga de 140T é levantada e movida em toda a amplitude de movimento para testar todos os sistemas sob condições dinâmicas.

Preparação Final e Envio:

Certificação:Todos os resultados de testes e relatórios de inspeção são compilados em um dossiê de Teste de Aceitação de Fábrica (FAT). Um inspetor-terceirizado pode testemunhar os testes e emitir um certificado de conformidade.

Desmontagem e Preservação:Para envio, a máquina é frequentemente desmontada parcialmente em módulos. As superfícies usinadas expostas são revestidas com graxa protetora.

Embalagem e envio:Os componentes são embalados com segurança e carregados em caminhões ou reboques. Os pontos de elevação estão claramente marcados. São fornecidas listas de embalagem detalhadas e manuais de montagem.

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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