Máquina de ereção de ponte de contrapeso de 150 toneladas

A Máquina de montagem de ponte de contrapeso de 150 toneladasé uma maravilha da engenharia civil moderna, permitindo a construção segura e eficiente de pontes maciças em locais onde antes se pensava ser impossível. A sua principal inovação é a utilização de um contrapeso para gerir as imensas forças envolvidas na construção de uma ponte a partir de um único ponto.

 

 

Princípio de funcionamento passo{0}}a{1}}passo (método cantilever balanceado)

O processo para um único cais é altamente metódico:

Configurar:A máquina é montada no topo de um pilar de ponte, com as pernas de apoio firmemente ancoradas.

Entrega do segmento:Um segmento pré-moldado de 150-toneladas-é entregue por um trailer de vários eixos e posicionado diretamente abaixo das talhas de elevação.

Elevação e contrapeso:

A talha de um lado do cais levanta um segmento.

Simultaneamente, o sistema de contrapeso noopostolado é engatado (seja por movimentação de pesos ou por ter um contrapeso fixo projetado para a carga).

Isto cria uma condição de equilíbrio, como uma gangorra com pesos iguais, mantendo o cais e a máquina estáveis.

Colocação e ajuste:O segmento é posicionado com precisão contra o segmento colocado anteriormente. Epóxi de alta-resistência é aplicado na superfície de contato, e barras de pós-tensionamento-temporárias são instaladas para mantê-lo no lugar.

Ereção Equilibrada:O processo é repetido nooutro ladodo cais para manter a simetria e o equilíbrio. A máquina alterna os lados, colocando um segmento à esquerda, depois outro à direita e assim por diante, construindo progressivamente o tabuleiro da ponte em ambas as direções.

Pós-tensionamento:Após vários pares de segmentos serem colocados, tendões de aço internos ou externos permanentes são enfiados através dos segmentos e tensionados com macacos maciços. Isso comprime toda a montagem, transformando segmentos individuais em um vão único, forte e contínuo.

Lançamento:Assim que o cantilever estiver completo e puder se sustentar, a máquina é desengatada, impulsionada para frente sobre o convés recém-construído e montada no próximo píer para repetir todo o processo.

 

 

1.0 Descrição Geral

A máquina de montagem de pontes com contrapeso de 150- toneladas é um sistema de pórtico independente-contido, modular e alimentado eletricamente, projetado para a montagem rápida e segura de vigas de pontes de concreto pré-moldado, especificamente vigas I-, vigas U-e vigas T. A máquina utiliza um método cantilever balanceado com um sistema de contrapeso traseiro para manter a estabilidade durante o processo de lançamento e colocação da viga. Caracteriza-se pela sua elevada eficiência, requisitos mínimos de apoio ao solo e adaptabilidade a diversas geometrias de pontes.

2.0 Principais parâmetros de projeto e especificações de desempenho

Parâmetro	Especificação
Capacidade máxima de elevação	150 toneladas métricas por viga
Faixa de amplitude adequada	20m a 40m (típico); pode ser projetado para até 50m
Comprimento máximo da viga	40 metros (ajustável conforme projeto)
Tipos de viga	Vigas I-pré-moldadas, Vigas U-, Vigas T-
Largura da ponte aplicável	Adaptável para montagem de 2 a 4 vigas por vão
Raio Mínimo da Curva Horizontal	Maior ou igual a 1.500 metros
Gradiente Longitudinal Máximo	±3%
Velocidade de deslocamento da talha de elevação	0,5 ~ 1,0 m/min (ajustável)
Velocidade de deslocamento do pórtico	3 ~ 5m/min
Velocidade auto{0}propulsada da máquina	5 ~ 10m/min
Sistema de controle	PLC centralizado com controle remoto RF

 

 

Os componentes podem ser categorizados em vários sistemas principais:

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1. Estrutura de aço estrutural principal

Este é o esqueleto principal da máquina que suporta todas as cargas.

Vigas do Pórtico Principal (vigas):Duas vigas ou treliças de aço grandes-para serviços pesados ​​que percorrem todo o comprimento da máquina. Eles fornecem o suporte principal e guiam o sistema de elevação.

Perna de apoio frontal:Uma estrutura vertical ou de quadro-na parte frontal da máquina. Transfere a carga para o tabuleiro da ponte ou cais já construído.

Perna de apoio traseira:O componente crítico que faz interface com ocontrapeso. Ele também repousa no tabuleiro da ponte e é projetado para lidar com a enorme elevação e forças de compressão.

Vigas Transversais:Vigas horizontais conectando as duas vigas principais, garantindo estabilidade estrutural e fornecendo pontos de fixação para outros componentes.

2. Sistema de Apoio e Mobilidade

Este sistema permite que a máquina “caminhe” para frente à medida que a ponte é construída.

Sapatos de suporte/almofadas de elevação:Placas grandes e robustas na parte inferior das pernas de apoio que distribuem a carga concentrada no tabuleiro da ponte para evitar danos.

Rolamentos temporários:Usado para travar a máquina com segurança no pilar ou no convés da ponte durante a montagem do segmento.

Sistema de Propulsão:

Macacos Hidráulicos (Cilindros de Tração):Estes são os “músculos” que puxam ou empurram a máquina para frente.

Patins para caminhada/sapatos deslizantes:Superfícies de baixo-atrito nas quais a máquina desliza durante o lançamento.

Colchetes de reação:Âncoras fixadas no tabuleiro da ponte contra as quais os macacos de tração empurram para movimentar a máquina.

3. Sistema de elevação e manuseio

Este é o sistema central responsável pela coleta, movimentação e colocação dos segmentos de concreto de 150 toneladas.

Talhas Principais (Pórticos de Elevação):Normalmente, dois ou mais guinchos ou guinchos potentes que se deslocam ao longo das vigas principais.

Guincho de elevação:Um guincho-de alta capacidade, acionado elétrica ou hidraulicamente, com um sistema de freio robusto.

Cabo de aço:Cabo de aço-de alta resistência, capaz de suportar cargas de 150 toneladas com um fator de segurança significativo.

Polias / Polias:Blocos-para serviços pesados ​​que guiam o cabo de aço.

Estruturas de elevação / espalhadores:Uma estrutura de aço rígida que se conecta ao segmento. Garante que a carga seja levantada uniformemente e evita momentos fletores excessivos no segmento pré-moldado. Geralmente inclui cilindros-de ajuste fino para posicionamento preciso.

Carrinho:O conjunto de rodas no qual a talha está montada, permitindo-lhe percorrer todo o comprimento das vigas principais.

4. O sistema de contrapeso

Esta é a característica definidora que equilibra a máquina e evita que ela tombe.

Blocos de contrapeso:Blocos maciços e densos, normalmente feitos de concreto ou aço. Para uma máquina de 150 toneladas, o contrapeso total pode estar na faixa de 1.000 a 2.000 toneladas ou mais, dependendo do projeto e do alcance.

Transportador/Plataforma de Contrapeso:Uma estrutura estrutural forte na parte traseira da máquina que sustenta os blocos de contrapeso.

Mecanismo de levantamento de contrapeso:Um guincho menor e dedicado ou sistema hidráulico usado para adicionar ou remover blocos de contrapeso conforme necessário durante o ciclo de lançamento.

5. Sistema Hidráulico

A “força vital” da máquina, fornecendo potência para a maioria dos movimentos.

Unidade de energia hidráulica (HPU):A unidade central contendo reservatórios, bombas, filtros e resfriadores.

Cilindros Hidráulicos:Usado para:

Propulsão (macacos de tração)

Ajuste da estrutura de elevação

Levantamento e nivelamento de pernas

Operando braçadeiras e travas

Válvulas e coletores de controle:Direcione o fluxo de fluido hidráulico para os vários atuadores.

Mangueiras e tubulações:Linhas de alta-pressão que transportam o fluido hidráulico.

6. Sistema Elétrico e de Controle

O “sistema nervoso” que coordena todas as operações.

Cabine de controle principal:Um posto do operador fechado com joysticks, interruptores e telas, geralmente localizados para proporcionar visibilidade ideal.

Controlador Lógico Programável (CLP):O computador que automatiza sequências, monitora sensores e garante intertravamentos de segurança.

Unidades de frequência:Para controle suave de motores de guindastes e troles.

Sensores:

Células de Carga:Para medir o peso do segmento levantado e do contrapeso.

Interruptores de limite:Para evitar o-deslocamento excessivo de peças móveis.

Inclinômetros:Para monitorar o nível de toda a máquina.

Sistemas de posicionamento a laser:Para alinhamento preciso de segmentos.

Distribuição de energia:Transformadores, disjuntores e cabeamento para fornecer eletricidade a todos os motores e sistemas.

7. Sistemas Auxiliares e de Segurança

Ancoragem e reforço:Amarrações temporárias e tirantes para proteger a máquina contra vento e cargas sísmicas.

Portões e passarelas de segurança:Para acesso e manutenção de pessoal.

Iluminação:Para operações noturnas.

Sistemas de parada de emergência:Sistemas redundantes-com fio para interromper todas as funções da máquina imediatamente.

Empates de tempestade-:Disposições para proteger a máquina durante condições climáticas severas.

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Como os componentes funcionam juntos em um ciclo típico:

Posicionamento:A máquina está ancorada no cais. A perna traseira está firmemente travada na plataforma, com o contrapeso totalmente engatado.

Elevação:Um segmento de 150 toneladas é entregue por reboque. As talhas principais, em seus carrinhos, posicionam-se, abaixam a estrutura de elevação e recolhem o segmento.

Transporte:Os carrinhos transportam o segmento ao longo das vigas principais até a sua posição de instalação na frente da máquina.

Colocação e Epóxi:As talhas e a estrutura de elevação ajustam com precisão a posição do segmento. O epóxi é aplicado na face correspondente.

Pós-tensionamento temporário-:Tendões de aço são enfiados e tensionados para prender o novo segmento aos anteriores.

Lançamento (Caminhada):Uma vez construído um vão completo, a máquina é liberada. O sistema de propulsão (macacos hidráulicos) é acionado e toda a máquina com capacidade de 150- toneladas, junto com seu enorme contrapeso, "caminha" para frente sobre o tabuleiro da ponte recém-construída para se posicionar para o próximo vão.

 

 

 

 

 

Principais vantagens de um contrapeso BEM de 150 toneladas

1. Estabilidade e segurança incomparáveis ​​para cargas pesadas

Esta é a vantagem mais significativa. A capacidade de 150 toneladas indica que foi construído para segmentos grandes e pesados.

Construção Cantilever Equilibrada:A máquina utiliza o contrapeso para equilibrar o segmento que está sendo içado no lado oposto do píer. Isto cria uma carga estável e simétrica na cabeça do pilar, evitando que a estrutura tombe durante a construção. Isto é muito mais seguro do que usar um guindaste sem suporte para içamentos pesados ​​e precisos.

Risco reduzido de capotamento:O mecanismo preciso de contrapeso garante que o centro de gravidade permaneça sobre o cais, reduzindo drasticamente o risco de falha estrutural ou da máquina, especialmente em condições climáticas desafiadoras, como ventos fortes.

2. Alta eficiência e velocidade de construção

Para viadutos longos e repetitivos, um BEM é incomparável em velocidade.

Tempo de ciclo:Um BEM bem{0}}tripulado pode colocar um segmento de 150 toneladas a cada 20-45 minutos. Isto permite a construção de um vão inteiro de ponte (compreendendo vários segmentos) em questão de dias, não de semanas.

Fluxo de trabalho contínuo:A máquina cria uma “fábrica móvel” ao longo do alinhamento da ponte. À medida que um vão é concluído, a máquina avança para o próximo cais, permitindo um processo de construção contínuo e ininterrupto.

3. Capacidade de superar terrenos desafiadores

Isso é uma mudança-no jogo para projetos em locais difíceis.

Eliminação de Obstáculos:O BEM opera inteiramente a partir do convés e dos píeres, permitindo que ele atravesse facilmente estradas, ferrovias, rios, vales e terrenos instáveis ​​existentes, sem a necessidade de sistemas de suporte-terrestres dispendiosos e perturbadores (falsificações).

Pegada mínima no solo:Como a maioria das operações são elevadas, há interrupção mínima no ambiente e no tráfego abaixo. Isto é crucial em áreas ecologicamente sensíveis ou em corredores urbanos densamente povoados.

4. Precisão excepcional e controle de qualidade

Colocação guiada:Os segmentos são levantados e posicionados com extrema precisão usando macacos hidráulicos e sistemas de alinhamento guiado. Isso garante um ajuste perfeito entre os segmentos, o que é fundamental para a integridade estrutural das juntas-coladas com epóxi e o eventual pós-tensionamento-.

Resultados consistentes:O processo repetitivo e{0}controlado por máquina leva a um produto final consistente e de altíssima qualidade,-com um perfil de estrada suave.

5. Vantagens econômicas em projetos-de grande escala

Embora o investimento inicial seja alto, os benefícios econômicos-de longo prazo são substanciais.

Custos trabalhistas reduzidos:O processo é altamente mecanizado, exigindo uma equipe menor em comparação aos métodos tradicionais.

Custos mais baixos de falsificação:Eliminar a necessidade de construir e desmontar enormes suportes temporários para cada vão resulta em enormes economias de materiais, mão de obra e tempo.

Conclusão mais rápida do projeto:A elevada velocidade de construção leva a uma entrega mais precoce do projecto, o que se traduz em custos de financiamento mais baixos e na geração mais precoce de receitas de portagens ou de utilização pública.

6. Maior segurança do trabalhador

Ambiente Controlado:Os trabalhadores operam a partir da plataforma estável do convés previamente construído e dentro da estrutura do BEM, reduzindo os riscos associados ao trabalho em altura.

Processo Sistemático:O processo de elevação repetitivo e projetado minimiza decisões ad{0}}hoc e os riscos associados às operações do guindaste e à colocação manual.

7. Adaptabilidade e Personalização

Um BEM de 150-ton não é uma máquina de-tamanho único-que sirva para todos. Pode ser personalizado para necessidades específicas do projeto:

Comprimento do vão e geometria:Ele pode ser configurado para diferentes comprimentos de vão e pode lidar com alinhamentos de pontes retas e curvas.

Iniciando a configuração do pórtico:Pode ser uma máquina de viga única-ou de viga-dupla, escolhida com base na largura da ponte e no peso do segmento.

 

 

A aplicação principal: construção cantilever balanceada

Esta é a aplicação principal e mais exigente para um BEM com um contrapeso significativo, como 150 toneladas.

1. O Processo:

Configurar:O BEM é montado no topo de um pilar de ponte. Sua viga principal atravessa o cais, com uma talha em cada extremidade.

Ativação do contrapeso:O contrapeso de 150-ton é posicionado no lado "traseiro" ou "concluído" da ponte (o lado onde os segmentos já estão colocados e colados/pós-tensionados com epóxi{{2}).

Posicionamento do segmento:O guincho na “frente” (lado da construção) levanta um novo segmento de concreto pré-moldado de um veículo de transporte no solo ou de uma barcaça em um rio.

Ato de equilíbrio:

O novo segmento dianteiro cria um enorme momento de capotamento, tentando inclinar toda a máquina para a frente.

OContrapeso de 150 toneladasna parte traseira cria um momento de estabilização igual e oposto, evitando que a máquina tombe.

Progressão:Depois que um segmento é colado e tensionado temporariamente, a máquina “caminha” ligeiramente para frente para se preparar para o próximo segmento. Este processo continua simetricamente em ambos os lados do pilar até que os dois cantilevers dos pilares adjacentes se encontrem no meio do vão.

 

 

 

Procedimento de produção: Máquina de montagem de ponte de contrapeso de 150 toneladas

1. Definição do Projeto e Fase de Planejamento

Análise de Requisitos do Cliente:Revisão detalhada das especificações técnicas, incluindo comprimento do vão, capacidade máxima de elevação (150 toneladas), curvatura da ponte, ambiente de trabalho e padrões de segurança aplicáveis.

Projeto e Engenharia:

Projeto conceitual e detalhado:Criação de modelos 3D e análise de elementos finitos (FEA) para todos os componentes principais (vigas principais, suportes, carrinho de elevação, estrutura de contrapeso) para garantir a integridade estrutural sob carga total.

Projeto Mecânico:Projeto do sistema de lançamento (nariz, cilindros propulsores), guinchos de elevação, sistema de acionamento do trole e mecanismo de contrapeso.

Projeto de sistema elétrico e de controle:Projeto de distribuição de energia, acionamentos de motor, sistema de controle-baseado em CLP e intertravamentos de segurança (interruptores de limite, sensores de carga, anemômetros).

Planejamento de Aquisições:Identificação e fornecimento de matérias-primas (chapas de aço de alta-resistência, perfis), componentes adquiridos (cilindros hidráulicos, motores, guinchos, painéis elétricos) e serviços terceirizados (usinagem-em larga escala, tratamento térmico).

2. Aquisição e inspeção de materiais

Fornecimento de matéria-prima:Aquisição de materiais primários, principalmente Q345B, Q460C ou placas e perfis de aço de alto- limite de escoamento equivalentes.

Inspeção de entrada (IQC):

Verificação de certificados de materiais (Mill Test Certificates - MTC).

Teste ultrassônico (UT) de placas de aço críticas para detectar falhas internas.

Verificações dimensionais e visuais.

3. Fabricação de componentes principais

Esta é a fase principal de fabricação, realizada em uma oficina-de fabricação pesada.

A. Vigas em caixa principal (vigas primárias):

Corte:Corte CNC a plasma/oxi-combustível de placas de aço nos tamanhos necessários.

Preparação de borda:Biselamento de bordas para soldagem.

Fabricação de linha de painel:Montagem e soldagem por arco submerso (SAW) de placas de alma e flange para formar sub-seções.

Montagem da Seção:Montagem de sub-seções na viga caixão completa usando grandes gabaritos e acessórios para controlar a geometria e a curvatura.

Soldagem:Uso extensivo de SAW e soldagem manual (SMAW/FCAW) por soldadores certificados. Todas as soldas críticas têm penetração-total.

Alívio do estresse:Tratamento térmico pós{0}}soldagem (PWHT) de toda a viga em um grande forno para aliviar tensões residuais.

B. Pernas e torres de apoio:

Fabricado de forma semelhante às vigas principais, com foco nos pontos de ligação e placas de base. A usinagem de alta-precisão é executada em superfícies correspondentes.

C. Carrinho de elevação:

Fabricação da estrutura do carrinho.

Montagem dos componentes: guinchos, cabos, roldanas e sistema de acionamento (motores, redutores, rodas).

D. Sistema de contrapeso:

Fabricação da bandeja ou moldura do contrapeso.

Fornecimento dos blocos de contrapeso reais (geralmente de concreto ou aço).

4. Usinagem e Acabamento

Usinagem de Precisão:Usinagem CNC de interfaces críticas:

Orifícios para pinos de conexão nas vigas principais e pernas.

Superfícies de montagem em trilho para o carrinho.

Superfícies de montagem de rolamentos.

Tratamento de Superfície:

Explosão:Jateamento/granalha de todos os componentes conforme padrão Sa 2.5 para remover carepa e ferrugem.

Pintura:Aplicação de primer, camada intermediária e acabamento durável (por exemplo, poliuretano) conforme especificação. A espessura da tinta é medida e registrada.

5. Sub-montagem e pré{2}}montagem

Os componentes são montados em módulos maiores e gerenciáveis.

Montagem do carrinho com seus guinchos e acionamentos.

Montagem dos pés de apoio com seus macacos niveladores hidráulicos.

Montagem de secções da viga principal se esta for desenhada por segmentos.

Teste de aceitação de fábrica (FAT) de sub-sistemas:Testes funcionais de sistemas individuais, como guinchos, movimento do carrinho e sistema de propulsão hidráulica, antes da montagem final.

6. Montagem Final (na Fábrica ou Local)

Devido ao enorme tamanho da máquina, a montagem final geralmente é feita no grande pátio externo do fabricante ou, mais comumente, no local do projeto.

Montagem em Suportes:As pernas de apoio são erguidas sobre uma base simulada ou real.

Montagem da viga principal:As vigas principais da caixa são levantadas no lugar e conectadas às pernas de suporte por meio de pinos grandes.

Instalação do carrinho:O carrinho de elevação é colocado nos trilhos da viga principal.

Instalação do contrapeso:Os blocos de contrapeso são cuidadosamente colocados na parte traseira da máquina.

Integração Elétrica e Hidráulica:Todos os cabos elétricos e mangueiras hidráulicas são roteados e conectados. A cabine de controle está instalada.

7. Comissionamento, Teste e Teste de Carga

Esta é a fase mais crítica para garantir segurança e desempenho. Geralmente é testemunhado pelo cliente e por inspetores-de terceiros.

A. Verificações pré-funcionais:

Inspeção visual de todas as estruturas e conexões.

Verificação de torques de parafusos e instalações de pinos.

B. Testes Funcionais (Sem Carga):

Teste todos os movimentos: deslocamento do carrinho, elevação/descida do guincho, propulsão da máquina (lançamento).

Verifique o bom funcionamento e o funcionamento adequado dos interruptores de limite.

C. Teste de carga estática:

A máquina está posicionada no pior-cenário de carregamento.

A carga de teste é aplicada, normalmente125% da Carga de Trabalho Segura (SWL). Para uma máquina de 150 toneladas, isso significa uma carga de teste de187,5 toneladas.

A carga é suspensa por um período específico (por exemplo, 10 a 30 minutos).

As medições são feitas para a deflexão da viga principal. A deflexão deve estar dentro dos limites elásticos calculados.

Uma inspeção visual e END completa de todas as soldas e conexões é realizada após o teste.

D. Teste de carga dinâmica:

Uma carga de teste (geralmente 110% do SWL, ou 165 toneladas) é levantada e movida por toda a extensão do percurso do carrinho para simular forças dinâmicas.

E. Testes do sistema de emergência:

Teste dos botões de parada de emergência.

Teste do sistema de proteção contra sobrecarga.

Teste de sistemas de energia de backup (se houver).

8. Desmontagem, Embalagem e Expedição

Após testes bem-sucedidos, a máquina é sistematicamente desmontada em módulos transportáveis.

Todos os componentes são cuidadosamente embalados e protegidos contra corrosão e danos durante o transporte.

Os pontos de içamento e marcações estão claramente identificados.

Documentos de embarque, listas de embalagem e um manual de montagem detalhado são preparados.

9. Montagem e comissionamento do local (pela equipe do cliente/fornecedor)

A máquina é re-montada no local final do projeto por uma equipe treinada, seguindo os manuais fornecidos.

Um comissionamento final-baseado no local e um teste de carga geralmente são realizados para verificar a integridade da remontagem antes que a máquina seja colocada em serviço.

10. Documentação e entrega

Desenhos finais "As{0}}Construídos".

Relatórios de cálculo detalhados e FEA.

Certificados de materiais e especificações de procedimentos de soldagem (WPS)/registros.

Relatórios de END.

Relatório de teste de carga e certificado.

Manuais de operação e manutenção.

Lista de peças sobressalentes.

Este procedimento garante que a máquina de montagem de pontes de contrapeso de 150 toneladas seja fabricada de acordo com os mais altos padrões de qualidade e segurança, pronta para um serviço confiável na construção de infraestrutura crítica.

 

 

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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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