大鹏湾活动开启桥结构及设计特性

大鹏湾活动开启桥结构及设计特性

胡启丽

（武桥重工股份有限公司，湖北武汉430056）

作者简介：胡启丽（1958-），女，江西人，大学专科，工程师，主要研究方向：机制工艺。

摘要：文章介绍了大鹏湾开启桥,并对该起升设备的各组成部分的结构及功能进行了详细的描述。

关键词：开启桥；结构；起升设备

1工程概述

大鹏湾风景区环湾景观道路工程开启桥位于台湾高雄大鹏湾，是由台湾世曦工程顾问股份有限公司和武桥重工股份有限公司共同设计制造。大鹏湾风景区环湾景观道路工程开启桥采用活动桥绕固定轴旋转的方式进行开启。每一活动片左右各用一根枢轴贯穿并固定在活动桥片中部下方箱型纵梁的腹板上，在枢轴的外侧配上一个平面球轴承，并将平面球轴承固定于铸钢所制造的主轴承座上，最后主轴承座再用高强度螺栓和螺帽固定在预先埋设在桥墩内的基础结构板上。每一活动片左右还各配有两个液压缸，每一个主液压缸上下都配有一平面球轴承，用一跟枢轴贯穿并固定在主液压缸连接轴承座上。上方的主液压缸连接轴承座以电焊方式固定在活动桥片的结构上，而下方的主液压缸连接轴承座，以高强度螺栓固定在预先埋设在桥墩内的基础结构板上。

开启桥活动桥体由四台油缸支承机构操纵升降，主液压缸通过伸缩做俯仰角度调节,使活动桥体绕桥体中部的固定铰链旋转，实现开启桥的起落。

2开启桥主要技术参数

①跨距：28m(全长37m)

②开启桥总宽：15m×2

③结构型式：钢箱梁型式

④钢桥尺寸：37m×14.9m×2座

⑤开启桥总重：450t×2=900t

⑥开启方式：单边掀起式，最大开启角度为75°。（以提供至少20m，上方无障碍之航行水道宽度）

⑦端部最大开启及平放速度：0.31m/s

⑧平衡重：230t×2=460t

⑨额定压力：16MPa最大工作压力：24MPa

⑩总功率：90kW×4＋15kW×2+1kW×黄2=212kW

3开启桥起升设备介绍

全桥开启设备共分七个部分：

①液压站；②油缸支承机构；③平衡重机构；④对中装置；⑤止端锁固机；⑥主轴承及枢轴装配；⑦电气控制监测系统。

3.1液压站

液压站为驱动油缸运行提供动力，主要由电机-油泵组、控制阀组、液压附件（油箱、滤油器、管道等）组成。电机-油泵组与油箱卧式布置，有自己的安装底架。油箱的最低油位高于油泵的吸油口，便于油泵对油液的自吸。而电机-油泵组与油箱的油口联接间有可曲挠橡胶接头，防止电机-油泵运行时振动波及到油箱与阀件。泵站与油箱的安装底架是独立的两个部分，经出厂验收调试后，只需拆开中间的联接管路，再将各进出油口封好，将各小部件运输至工地安装都不需要解体，保证了泵站各部件的装配精度，减少安装时对阀件、泵组的二次污染。各小部件安装时仅需采用膨胀螺栓固定于泵房内，方便快捷。

而电机-油泵组将机械能转化成液压能，是整机的“心脏”，因此油泵性能直接关系到启闭机的整机质量。设计采用的是V30D-250RKN-1-1-05/LLSN变量泵，为德国哈威公司的产品。该泵为斜盘结构轴向柱塞变量泵。本方案采用四台相同油泵电机组，它们可单台、两台、三台、四台供油，即便有一台或两台油泵电机组发生故障，不影响开启桥的正常使用。

主阀组采用德国哈威的负载敏感阀，该阀能够灵敏的控制流量的速度和方向。主阀组有手动与电动控制两种方式。

本工程开启桥液压污染控制系统采用了比较先进的保护措施。由于液压系统70%的故障来源于油液的不清洁，其中最主要的污染物为颗粒物、水、空气等，因为油液的颗粒物可造成元件堵塞与卡紧故障，导致动作失灵，空气中的水分进入油液，可加速油液性能劣化，缩短油液的使用寿命，直接影响液压系统的工作可靠性，则设计时充分考虑了对污染物的清洁：1.对颗粒物的清除，设计采用高精度回油滤油器，油箱为全封闭型结构；油箱及部分管道采用不锈钢材料。并严格控制开启桥液压系统的安装程序，对油箱、油管、阀件进行循环冲洗，并对液压油进行反复过滤，要求清洁度不低于NAS9级，以减少油液污染的隐患；2.液压系统装有磁性分离器，可去除循环操作油中的金属粉末；3.由于开启桥运行时油箱油位的上下波动，油箱内的空气需要排出或补进，为防止补气时空气中的水分进入油箱，泵站采用黎明生产的QLS型吸空气滤清器，具有防潮功能的空气滤清器。基本原理为阀件与干燥剂结合，使油箱既可方便空气的进出，又使进入油箱的水分降低。该空气滤清器技术先进，防潮性能可靠。且干燥剂可重复使用。

3.2油缸支承机构

两片活动桥体后端各设两套油缸支承机构，它能根据操作台的指令将活动桥体平稳的旋起或落下，每一活动桥体由一套油缸支撑机构驱动并有另一套油缸支撑机构作为备用。

在开启油缸上配置位移传感器,预埋在每一支液压缸伸缩推杆中，并在油缸两极限位置设置极限行程式开关，可根据工况的需要准确停位。在电控系统和液压系统的协调配合下,精确调节四油缸支承机构的俯仰角度。

3.3平衡机构

每一活动片还各配两套平衡重由混凝土、铸铁调整块等组成，其总重量为230t，由固定式平衡重和活动式平衡重组成，固定在活动桥体后端。

两套平衡重共同平衡活动桥体的大部分重量，剩余的重量作用是使活动桥体能落实在支座上

3.4对中装置

在活动桥趾端及桥墩上应装有对应的强固对中装置。对中装置使活动桥梁补偿在下降接近趾端墩座时的横向偏移，使活动桥梁放在适当的平放位置。

3.5趾端锁固机

在活动桥板的趾端纵向箱梁下方或附近装设电动伸缩式锁固机。每一桥片左、右侧应各装置一组锁固装置。用来保证活动桥梁在平方时的安全。

3.6主轴承及枢轴装配

轴承采用免维护球平面式轴承(达100000次开启及关闭次数)。每一活动片左右各用一根枢轴（材料为高强度合金锻钢）贯穿并固定在活动桥片下方箱型纵梁的腹板上。在枢轴外侧还要配上一个免维护式平面球轴承，并固定在主轴承座（铸钢）上。而且在主轴承座两侧配置密封装置，防止免维护式平面球轴承的转动界面被污染，最后再把主轴承座用高强度螺栓和螺帽固定在预先埋设在桥墩内的基础结构板上。

4结语

该桥为台湾第一座可经由驱动动力系统开启的桥梁。驱动系统是采用全球少见液压系统驱动控制，设计正常开启时间为2分钟，使得船舶能够快速进出。通过液压系统提升，受力较好，通过计算机控制提升平稳可靠，操作简单。

参考文献：

[1]张质文.起重机设计手册[M].中国铁路出版社,2001.