Macchina per la costruzione di ponti da 140 tonnellate

In sintesi, aMacchina per la costruzione di ponti da 140 tonnellatenon è solo una gru; è unsistema di costruzione sofisticato e autonomo-che ha rivoluzionato il modo in cui costruiamo ponti di grandi dimensioni, rendendo il processo più veloce, più sicuro e più preciso.

Il processo è ciclico:

Posizionamento:Il portale avanza sui suoi binari lungo le sezioni già completate del ponte.

Sollevamento:I suoi potenti paranchi si abbassano al livello del suolo, prelevano un nuovo segmento (del peso fino a 140 t) e lo sollevano all'altezza del ponte.

Posizionamento:Il segmento viene manovrato con attenzione nella sua esatta posizione a ridosso del segmento precedentemente posizionato.

Stressazione temporanea:La resina epossidica viene applicata alle superfici di accoppiamento e il segmento viene temporaneamente post-teso a quello precedente per mantenerlo in posizione.

Ripetizione:Il processo si ripete per il segmento successivo sull'altro lato per bilanciare fino a quando non viene assemblata una campata completa del ponte.

Sottolineatura finale:Una volta posizionata l'intera campata, i tiranti di post-tensione interni e/o esterni permanenti-vengono fatti passare e sollecitati per creare un impalcato del ponte continuo e monolitico.

Avanzando:L'intero portale avanza quindi sulla campata appena completata per iniziare a costruire quella successiva.

1. Specifiche generali

Capacità di sollevamento nominale:140 Tonnellate (per punto di sollevamento)

Portata (massima):Adattabile, in genere40 - 55 metri(il design modulare consente la personalizzazione in base al progetto)

Altezza di sollevamento (dalla rotaia):Regolabile, in genere8 - 12 metri

Tipi di travi applicabili:Travi a I-calcestruzzo pre-, travi a U-, travi scatolari segmentali, travi in ​​acciaio.

Lunghezza della trave:Adattabile ai requisiti del progetto (ad esempio, 30 m, 40 m, 50 m).

Lunghezza totale della macchina:Circa1,5 x portata(ad esempio, ~75 m per una campata di 50 m)

Velocità-semovente:0 - 5 m/min (regolabile)

Sistema di controllo:PLC + azionamento di conversione di frequenza per un funzionamento regolare e preciso.

Alimentazione elettrica:380 V/50 Hz/trifase (o secondo i requisiti del progetto). Opzione generatore di backup.

Modalità operativa:Controllo Remoto (Radio) + Controllo Cabina (Locale).

1. Componenti di sollevamento e sollevamento

Questi sono i muscoli centrali dell'operazione, responsabili del movimento verticale dei carichi.

Gru cingolate (capacità di 200+ tonnellate):I cavalli da lavoro della costruzione di grandi ponti. I loro componenti includono:

Boma e fiocco:I lunghi bracci a struttura reticolare-che forniscono portata e altezza. Realizzato in acciaio ad alta-resistenza (spesso ASTM A514).

Argano della gru:Un potente tamburo avvolto con fune d'acciaio, azionato da motori idraulici o elettrici con una coppia immensa e un sistema di frenatura-a prova di guasto.

Blocco di carico e gancio:L'assieme che si collega al carico. Per 140 tonnellate, si tratta di un massiccio blocco di acciaio forgiato con pulegge (pulegge) e un gancio in acciaio di alta qualità-con chiusura di sicurezza.

Sovrastruttura (unità di rotazione):La parte che ruota di 360 gradi, contenente il motore, i verricelli e la cabina dell'operatore.

Cingoli:Fornire stabilità e mobilità su terreni accidentati. Distribuiscono l'immenso peso della gru e del carico su un'ampia area per evitare l'affondamento.

Gru a portale:Spesso utilizzato nei cantieri prefabbricati o per posizionare i segmenti in una linea specifica.

Trave/ponte principale:La trave orizzontale che attraversa l'area di lavoro.

Carrello e paranco:L'unità che viaggia lungo la trave principale, trasportando il meccanismo di sollevamento.

Gambe/Supporti:Le colonne verticali che trasferiscono il carico al suolo o ad una fondazione, spesso su rotaie per il movimento.

2. Sistemi di supporto temporaneo e cassaforma

Questi componenti creano una piattaforma stabile e uno stampo per la costruzione del ponte stesso.

Falsework e torri di puntellamento:Strutture modulari in acciaio-per carichi pesanti (ad es. Kwikstage, Cup-lok o cavalletti in acciaio personalizzati) che supportano la cassaforma e il calcestruzzo fresco finché la struttura del ponte non diventa autoportante-. Sono progettati con calcoli precisi-del carico.

Sistemi di casseforme:Gli stampi che modellano pilastri, spalle e impalcati in calcestruzzo.

Gantry di lancio della trave (GLG):Una macchina specializzata che viaggia lungo segmenti di ponte già costruiti per posizionare il successivo segmento prefabbricato-. Gestisce il sollevamento pesante e il posizionamento preciso.

Trasportatori modulari semoventi- (SPMT):Rimorchi multi-assi con sistemi idraulici indipendenti-controllati da computer. Possono essere configurati per trasportare esollevareL'intero ponte pesa migliaia di tonnellate, rendendo per loro un sollevamento da 140 tonnellate un'operazione standard.

3. Attrezzature per fondazioni e palificazioni

Utilizzato per creare le fondamenta profonde e stabili necessarie per sostenere il peso del ponte.

Battipalo/Martello:Un grande martello diesel, idraulico o vibrante che pianta pali di acciaio o cemento in profondità nel terreno.

Impianto di perforazione a rotazione:Per forare pozzi di grande-diametro per fondazioni di cassoni. I componenti chiave includono:

Kelly Bar:Il lungo tubo di perforazione telescopico quadrato che trasmette la coppia.

Strumento di perforazione (coclea o benna):La testata trinciante che rimuove la terra.

Centralina idraulica:Fornisce una coppia elevata per la perforazione e potenza per l'estrazione.

4. Componenti di posizionamento e allineamento

La precisione è fondamentale. Questi componenti garantiscono che tutto sia posizionato entro tolleranze millimetriche.

Martinetti idraulici (piatti e trefoli):

Martinetti di sollevamento:Sistemi sincronizzati utilizzati per sollevare interi impalcati di ponti per la sostituzione dei cuscinetti o il varo incrementale.

Jack stressanti:Utilizzato in post-tensione per tensionare i tiranti (trefoli) di acciaio ad alta resistenza-all'interno dei segmenti di calcestruzzo, mettendo il calcestruzzo in compressione.

Cuscinetti (temporanei e permanenti):Consentire il movimento (espansione, contrazione, rotazione) tra la sovrastruttura e la sottostruttura del ponte.

Cuscinetti elastomerici:Realizzato con strati di acciaio e gomma.

Cuscinetti del vaso:Gestire carichi elevati e rotazioni.

Cuscinetti sferici:Per rotazione multi-direzionale.

Attrezzature di rilevamento e monitoraggio:Vengono utilizzati GPS ad alta-precisione, stazioni totali robotiche e scanner laser per guidare e verificare la posizione di ogni componente in tempo-reale.

5. Movimentazione e lavorazione dei materiali

Impianto di betonaggio:Non sul-sito, ma produce il calcestruzzo ad alta-resistenza consegnato al sito.

Pompe per calcestruzzo (pompe a braccio):Con bracci lunghi e articolati per depositare il calcestruzzo con precisione nella cassaforma, soprattutto per pilastri alti.

Bulloni-e tenditori ad alta resistenza:Utilizzato per collegamenti strutturali in acciaio. Sono tensionati a un precarico specifico per creare connessioni con presa ad attrito-.

1. Vantaggi per la sicurezza

Riduzione della- manodopera in loco:Riduce al minimo il numero di lavoratori necessari in posizioni elevate e potenzialmente pericolose su acqua, strade o burroni.

Ambiente di costruzione controllato:Il processo di sollevamento e posizionamento è altamente meccanizzato e controllato da una cabina centrale, riducendo così gli errori umani e gli incidenti associati alle tradizionali operazioni con gru.

Eliminazione di numerose opere false:A differenza dei metodi tradizionali che richiedono la costruzione di massicce strutture di supporto temporanee (false opere) sotto il ponte, la macchina è supportata sui pilastri e sull'impalcato del ponte già-costruiti. Ciò è molto più sicuro per i lavoratori sottostanti e per il traffico che passa sotto.

Stabilità:Queste macchine sono progettate per garantire un'eccezionale stabilità durante il sollevamento e lo spostamento di carichi pesanti, riducendo notevolmente il rischio di ribaltamento o caduta del carico rispetto alle gru mobili che operano su terreni temporanei.

2. Vantaggi in termini di efficienza e velocità

Ciclo di costruzione rapido e ripetitivo:La macchina è progettata per un ciclo ripetitivo di "lancio, sollevamento, posizionamento e avanzamento". Ciò consente la costruzione di un segmento (ad esempio 30-50 metri) ogni2-4 giorni, accelerando notevolmente le tempistiche del progetto.

Operazione per tutte le-meteo:La macchina fornisce una piattaforma di lavoro riparata per gli equipaggi, consentendo di continuare il lavoro in condizioni atmosferiche (pioggia leggera, vento) che interromperebbero le tradizionali operazioni della gru.

Attività lavorative parallele:Mentre la macchina posiziona i segmenti nella parte anteriore, altre squadre possono lavorare contemporaneamente su attività di finitura (ad esempio, post-tensione, drenaggio, ringhiere) sulle sezioni del ponte già-completate dietro di essa.

Preparazione minima del sito:Richiede meno preparazione e sgombero del sito-a livello del suolo rispetto ai metodi che richiedono piattaforme per gru di grandi dimensioni e strade di accesso per il trasporto pesante.

3. Vantaggi economici e di gestione del progetto

Pianificazione prevedibile:La natura ripetitiva del processo rende la pianificazione del progetto altamente prevedibile, riducendo il rischio di costosi ritardi.

Costo complessivo del progetto inferiore: 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 metri).

Flotta a noleggio ridotta:Sostituisce la necessità di più gru mobili-di grande capacità e i relativi costi di trasporto, installazione e operatore.

Accessibilità su terreni difficili:Questo è unvantaggio primario. È ilunico metodo fattibileper la costruzione di ponti su valli profonde, ampi fiumi, autostrade trafficate, ferrovie attive o aree sensibili dal punto di vista ambientale dove la costruzione di supporti temporanei a terra è impossibile, proibitivamente costosa o troppo distruttiva.

4. Vantaggi tecnici e qualitativi

Precisione estrema:Le macchine sono dotate di posizionatori idraulici di precisione e sofisticati sistemi di allineamento laser-guidati o assistiti da GPS-. Ciò garantisce che ogni segmento o trave venga posizionato con una precisione millimetrica-, fondamentale per l'allineamento finale e la levigatezza dell'impalcato del ponte.

Movimentazione di componenti grandi e pesanti:La capacità di 140-tonnellate consente l'uso di segmenti prefabbricati di grandi dimensioni-. Segmenti più grandi significano meno giunti nell'impalcato finale, portando ad un ponte più forte, più durevole e più fluido.

Prestazioni strutturali superiori:Il metodo di varo incrementale garantisce che la struttura sia costruita in modo continuo e staticamente determinato, consentendo agli ingegneri di controllare con precisione le sollecitazioni durante tutta la costruzione.

Impronta al suolo minima:I punti di appoggio della macchina si trovano sui pilastri, lasciando praticamente intatto il terreno sottostante. Ciò è fondamentale per i progetti su ecosistemi protetti o corridoi di trasporto operativi.

5. Vantaggi ambientali e sociali

Disturbo ecologico minimo:Evita la necessità di liberare ampie aree di terreno per l'installazione di gru e strade di accesso, proteggendo l'ambiente circostante.

Riduzione dei disagi nel traffico:Quando si costruisce su strade o ferrovie esistenti, il funzionamento della macchina provoca un disagio minimo al traffico sottostante. Non sono necessarie frequenti chiusure delle corsie per installare gru o lavori di falso.

Minore inquinamento acustico:L'operazione è generalmente più silenziosa del costante andirivieni di autogru pesanti e veicoli di supporto associati ad altri metodi.

Maggiore sicurezza dei lavoratori:Come accennato in precedenza, ciò si traduce anche in un processo di costruzione socialmente più responsabile con un minor rischio di incidenti sul lavoro.

1. Posizionamento della trave (applicazione più comune):

Cosa fa:Questo è l'uso classico. La macchina solleva e posiziona con precisione travi prefabbricate in calcestruzzo o acciaio su-pilastri (colonne) e spalle. Queste travi costituiscono la struttura di supporto primaria per l'impalcato del ponte.

Tipi di progetto:Cavalcavia autostradali, viadotti, ponti ferroviari e attraversamenti fluviali. Una macchina da 140-tonnellate potrebbe gestire travi in ​​cemento precompresso molto lunghe (ad esempio, 40-50 metri / 130-160 piedi) o travi a I e travi scatolari di grandi dimensioni in acciaio.

2. Costruzione di ponti segmentali:

Cosa fa:Per i ponti complessi (come i ponti strallati-o a sbalzo bilanciati), l'impalcato è costruito in segmenti. La macchina solleva questi segmenti pre-colati (del peso massimo di 140 tonnellate ciascuno) e li mantiene in perfetto allineamento mentre vengono permanentemente verniciati con resina epossidica e post-tesi alla struttura esistente.

Tipi di progetto:Ponti a lunga- campata, ponti su valli profonde, corpi idrici o infrastrutture esistenti in cui i falsi lavori (supporti temporanei da terra) sono impossibili o pericolosi.

3. Avvio dei sistemi Gantry:

Cosa fa:Si tratta di una gru a portale semovente-che si "lancia" in avanti sulle travi appena posizionate. Raccoglie le travi dal retro (dove i trasportatori le consegnano), le sposta lungo il proprio ponte e le posiziona sui pilastri anteriori. Quindi va avanti per ripetere il processo per la campata successiva.

Vantaggio:Funziona interamente dalla parte superiore della struttura, riducendo al minimo i disagi al terreno sottostante (ad esempio, su autostrade trafficate, fiumi o terreni accidentati). Un portale di lancio da 140 tonnellate è una dimensione comune per i grandi progetti.

4. Portale a gamba di taglio o torre a gamba rigida:

Cosa fa:Si tratta di sistemi di sollevamento più stazionari ma incredibilmente stabili, spesso utilizzati nei cantieri dei ponti o nel cantiere del progetto per scaricare e assemblare componenti. Possono effettuare sollevamenti molto pesanti e controllati con un ampio raggio.

Fase 1: pre-produzione (ingegneria e pianificazione)

Questa è la fase più critica, poiché garantisce che il prodotto finale soddisfi tutti i requisiti tecnici e di sicurezza.

Progettazione e ingegneria:

Progettazione concettuale e dettagliata:Utilizzando il software CAD (Computer{0}}Aided Design), gli ingegneri creano modelli 3D e disegni dettagliati 2D di ogni componente. Ciò include elementi strutturali, sistemi meccanici (idraulica, argani) e sistemi di controllo elettrici.

Analisi strutturale (FEA):Sul modello viene eseguita l'analisi agli elementi finiti (FEA) per simulare sollecitazioni, deflessioni e fatica sotto carico massimo (140 tonnellate + fattore di sicurezza). Ciò garantisce l'integrità strutturale e identifica potenziali punti deboli.

Progettazione del sistema idraulico ed elettrico:Vengono progettati schemi per circuiti idraulici (cilindri, pompe, valvole, tubi flessibili) e sistemi di controllo elettrici (PLC, sensori, cablaggi).

Revisione del progetto:Un team multidisciplinare (ingegneri strutturali, meccanici, elettrici) esamina tutti i progetti per individuare eventuali errori, producibilità e conformità agli standard.

Pianificazione degli approvvigionamenti:

Distinta base (BOM):Dal progetto viene generato un elenco completo di tutte le materie prime (piastre di acciaio, profili, ecc.) e dei componenti acquistati (cilindri idraulici, motori, PLC, cuscinetti, funi metalliche).

Selezione del fornitore:I fornitori qualificati vengono selezionati in base alla loro capacità di fornire materiali certificati (ad esempio, acciaio ad alto-resistenza allo snervamento S355, S460) e componenti affidabili e di alta-qualità.

Ordinazione dei materiali:Le materie prime (piastre d'acciaio, profilati) vengono ordinate con i certificati di fabbrica necessari. Gli articoli a lunga-conduzione (cilindri idraulici personalizzati, motori specializzati) vengono ordinati in anticipo.

Pianificazione del processo:

Istruzioni di lavoro:Vengono scritte procedure dettagliate per il taglio, la saldatura, la lavorazione meccanica e l'assemblaggio. Ciò include le specifiche della procedura di saldatura (WPS).

Piano di controllo qualità:Viene stabilito un piano che definisce tutti i punti di ispezione, i metodi (visivi, NDT) e i criteri di accettazione durante tutto il processo di produzione.

Fase 2: fabbricazione e produzione

Questa fase prevede la trasformazione delle materie prime in componenti finiti.

Preparazione del materiale:

Stoccaggio e ispezione:L'acciaio in entrata viene verificato rispetto ai certificati dello stabilimento e ispezionato per eventuali difetti.

Marcatura e taglio:Le macchine da taglio CNC (plasma, laser o ossi-combustibile) vengono utilizzate per tagliare piastre e profili in acciaio a dimensioni precise in base ai disegni CAD. Le parti sono contrassegnate con identificatori univoci.

Fabbricazione dei componenti:

Piegatura e formatura:Le piastre vengono piegate nelle forme richieste (ad esempio, per travi, scatole) utilizzando grandi presse piegatrici o laminatoi.

Lavorazione:I componenti critici che richiedono superfici di accoppiamento ad alta-precisione (ad esempio punti di articolazione, interfacce di connessione) vengono lavorati su fresatrici, torni o alesatrici CNC.

Saldatura di sotto-assieme:I componenti più piccoli vengono saldati in sottoassiemi- (ad esempio, rinforzi saldati a una piastra d'anima principale) da saldatori certificati secondo la WPS.

Alleviare lo stress:Le strutture saldate critiche possono essere sottoposte a un trattamento termico di distensione in un grande forno per eliminare le tensioni interne derivanti dalla saldatura.

Trattamento superficiale:

Sabbiatura e verniciatura:I componenti fabbricati in acciaio vengono-sabbiati secondo lo standard di pulizia SA 2.5 (vicino-metallo bianco) per rimuovere ruggine e incrostazioni.

Adescamento:Viene applicato immediatamente un-primer epossidico ad alte prestazioni per prevenire la corrosione.

Strato intermedio/finale:Gli strati intermedi e finali (spesso poliuretanici) vengono applicati come specificato, con misurazioni precise dello spessore del film secco (DFT).

Fase 3: assemblaggio e integrazione (officina)

I componenti vengono riuniti per costruire la macchina completa.

Assemblaggio strutturale:

Le travi/capriate principali sono posizionate su maschere o supporti di assemblaggio grandi e livellati.

Le traverse-, i telai di supporto e il telaio principale del carrello di sollevamento sono allineati e imbullonati o saldati in posizione. L'allineamento di precisione con gli strumenti laser è fondamentale.

Installazione del sistema meccanico:

Sistema idraulico:Vengono installate pompe, serbatoi, valvole e collettori. Sono collegati fasci di tubi idraulici pre-assemblati e testati.

Argani e montacarichi:Gli argani del paranco principale (classificati per 140T+) sono montati e le funi metalliche sono avvolte.

Sistema di viaggio:Sono installati carrelli, ruote e unità di trasmissione per lo spostamento della macchina lungo il ponte.

Installazione dell'impianto elettrico:

Supporti per cavi e condotti:sono installati lungo la struttura.

Cablaggio:Gli elettricisti eseguono e terminano i cavi di alimentazione e controllo di motori, sensori, finecorsa e pannelli di controllo.

Cabina di controllo:La cabina dell'operatore, che ospita il PLC principale, l'HMI (interfaccia uomo-macchina) e i joystick di controllo, viene installata e collegata.

Fase 4: test, ispezione e spedizione

La macchina completata viene rigorosamente testata prima di lasciare la fabbrica.

Controlli pre-della messa in servizio:

Ispezione visiva:Controllo finale di tutti i bulloni per verificarne la corretta coppia, saldature e installazione.

Lavaggio del sistema idraulico:Il sistema idraulico viene lavato con olio pulito per rimuovere eventuali contaminanti prima del riempimento finale.

Controlli elettrici:Su tutti i circuiti elettrici vengono eseguiti test di continuità, resistenza di isolamento e messa a terra.

Test funzionali (senza-carico):

La macchina è accesa.

Tutte le funzioni sono testate senza carico: marcia avanti/indietro, traslazione del carrello, sollevamento/discesa e tutti i finecorsa di sicurezza.

Vengono registrati le pressioni del sistema, le correnti del motore e i tempi di risposta.

Test di carico (test di carico di prova):

Prova di carico statico:Il paranco principale è dotato di pesi di prova (spesso blocchi di cemento calibrati). La macchina solleva un carico25% in più rispetto alla sua capacità nominale (140T * 1.25 = 175 tonnellate). Viene mantenuto per un periodo prolungato (ad esempio, 10-15 minuti) mentre gli ingegneri misurano le deflessioni rispetto alle previsioni FEA e ispezionano eventuali deformazioni o problemi.

Prova di carico dinamico:Il carico da 140 T viene sollevato e spostato attraverso l'intera gamma di movimento per testare tutti i sistemi in condizioni dinamiche.

Preparazione finale e spedizione:

Certificazione:Tutti i risultati dei test e i rapporti di ispezione vengono raccolti in un dossier FAT (Factory Acceptance Test). Un ispettore di terze parti- può assistere ai test e rilasciare un certificato di conformità.

Smantellamento e conservazione:Per la spedizione la macchina viene spesso parzialmente smontata in moduli. Le superfici lavorate esposte sono rivestite con grasso protettivo.

Imballaggio e spedizione:I componenti vengono imballati in modo sicuro e caricati su camion o rimorchi a pianale. I punti di sollevamento sono chiaramente segnalati. Vengono forniti elenchi di imballaggio dettagliati e manuali di assemblaggio.

L'azienda ha installato una piattaforma di gestione intelligente delle apparecchiature e ha installato 310 set (set) di robot di movimentazione e saldatura. Dopo il completamento del piano, ci saranno più di 500 set (set) e il tasso di messa in rete delle apparecchiature raggiungerà il 95%. 32 le linee di saldatura sono state messe in uso, è prevista l'installazione di 50 e il tasso di automazione dell'intera linea di prodotti ha raggiunto l'85%.

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