【文章內(nèi)容簡介】 設(shè)計（論文）說明書 6 應(yīng)根據(jù)墩臺基礎(chǔ)的不同損壞程度 ， 不同的結(jié)構(gòu)情況進(jìn)行維 修加固 ， 以確保行車安全 ，延長橋梁使用壽命 ， 同時可避免拆除重建 ， 從而減少投資 ， 充分發(fā)揮現(xiàn)有公路基本設(shè)施的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。 （ 1） 基礎(chǔ)加固方法。 常用的有水泥灌漿加固法 ： 擴(kuò)大基礎(chǔ)加固法 ； 鋼筋混凝土套箍加固法 ； 增補(bǔ)樁基加固法和人工地基加固法等。 （ 2） 墩臺加固方法 常用的有鋼筋混凝土套箍或護(hù)套加固貫通裂縫的墩臺法 ； 用支撐法或增設(shè)擋土墻法處理墩臺滑移 ； 用頂升法加固產(chǎn)生過大沉降的橋梁結(jié)構(gòu)等。 橋梁檢測技術(shù)的發(fā)展趨勢 傳統(tǒng)的橋梁檢測方法主要依賴于動靜載試驗和檢測人員的現(xiàn)場目測， 輔以混凝土硬度實驗、超聲波探測、腐蝕作用實驗等多種檢測手段。進(jìn)入 20 世紀(jì) 90 年代，隨著現(xiàn)代傳感與通信技術(shù)的發(fā)展，無損檢測技術(shù)更是出現(xiàn)了前所未有的發(fā)展勢態(tài)，先后涌現(xiàn)出一大批新的檢測方法和檢測手段，使無損檢測技術(shù)向著智能化、快速化、系統(tǒng)化的方向發(fā)展。近年來，致力于橋梁檢測的研究人員提出了許多成功的方法對橋梁進(jìn)行非破壞性評估。一些新的方法被廣泛應(yīng)用于橋梁檢測，如利用相干激光雷達(dá)測試橋梁下部結(jié)構(gòu)的撓度，利用全息干涉儀和激光斑紋測量橋體表面的變形狀態(tài)，利用雙波長遠(yuǎn)紅外成像檢測橋梁混凝土層的損傷，利用磁漏攝動檢測鋼索 、鋼梁和混凝土內(nèi)部的鋼筋等。隨著振動實驗?zāi)B(tài)分析技術(shù)的發(fā)展，運(yùn)用振動測試數(shù)據(jù)進(jìn)行結(jié)構(gòu)動力模型修正理論得到了充分的發(fā)展，為橋梁結(jié)構(gòu)的安全檢測開辟了新的途徑。基于振動模態(tài)分析技術(shù)，人們研究發(fā)現(xiàn)結(jié)構(gòu)的動力響應(yīng)是整體狀態(tài)的一種度量，當(dāng)結(jié)構(gòu)的質(zhì)量、剛度和阻尼特性發(fā)生變化時，選用結(jié)構(gòu)振動模態(tài)作為權(quán)數(shù)，對結(jié)構(gòu)損傷前后的模態(tài)變化量進(jìn)行加權(quán)處理， 從而實現(xiàn)對單元損傷的識別和有效定位。 2. 國外橋梁檢測技術(shù)發(fā)展動向 （ 1） 先進(jìn)的橋面板檢測系統(tǒng)，包括雙帶遠(yuǎn)紅外熱成像系、地面滲透雷達(dá)等。 （ 2） 先進(jìn)的橋梁測試和健康監(jiān)測系統(tǒng)，包括 全橋監(jiān)測系統(tǒng)的無線電發(fā)送、精確的差分式全球定位系統(tǒng)測量橋梁變形、應(yīng)用鋼傳感器對橋梁超載進(jìn)行測量和監(jiān)測等。 （ 3） 先進(jìn)的疲勞裂紋探測和評估系統(tǒng)，包括測橋梁裂紋的新型超聲波和磁分析儀系統(tǒng)、熱成像系統(tǒng)、便攜式聲發(fā)射系統(tǒng)、無線應(yīng)變測量系統(tǒng)、微波探測和定量分析、無源疲勞荷載測量設(shè)備和電磁聲發(fā)射傳感器等。 （ 4） 先進(jìn)的銹蝕探測和評估技術(shù)，包括磁漏探測技術(shù)、探測先張法壓漿空隙的沖擊 — 反射系統(tǒng)、埋入式銹蝕微傳感器以及以磁為基礎(chǔ)的測量系統(tǒng)。 （ 5） 用強(qiáng)迫振動響應(yīng)法定量評估橋梁下部結(jié)構(gòu) 、 用激光振動計測量斜拉索索力以及量化的第一章 緒 論 7 無 損 檢測方法與橋梁管理系統(tǒng)結(jié)合的課題。 通過對橋梁進(jìn)行檢測可以得知 橋梁的運(yùn)營狀態(tài)，確保其安全使用。傳統(tǒng)檢測方法在精度和簡便性等方面有所不足。 在越來越先進(jìn)的橋梁檢測技術(shù)之上，橋梁檢修平臺的質(zhì)量被提到一個嶄新的高度，檢橋機(jī)的生產(chǎn)設(shè)計變得尤為重要，而運(yùn)行機(jī)構(gòu)更是其中的重中之重 。 課題的主要任務(wù) 通過查閱資料搜集相關(guān)數(shù)據(jù)后，按照公式去計算檢橋機(jī)的運(yùn)行機(jī)構(gòu)中的各個參數(shù)，如計算運(yùn)行機(jī)構(gòu)的運(yùn)行靜阻力、運(yùn)行摩擦阻力、機(jī)構(gòu)在有坡度軌道上運(yùn)行時須克服由運(yùn)行機(jī)構(gòu)重量分力引起的阻力、在室外時機(jī)構(gòu)運(yùn)行時由風(fēng)載荷引起的阻力，然后由這 些數(shù)據(jù)計算出運(yùn)行機(jī)構(gòu)的運(yùn)行阻力。之后就可以利用數(shù)據(jù)去初選電動機(jī)型號，制動器和減速器的選擇等。把所有的參數(shù)都計算出來后就可以進(jìn)行橋梁檢修平臺運(yùn)行機(jī)構(gòu)的設(shè)計總圖、零件圖的繪制 。 小結(jié) 本章主要通過對橋梁的概述去了解橋梁檢修問題，利用對橋梁的主要病害分析和橋梁的維修方法分析去了解橋梁檢修技術(shù)。在了解橋梁檢修技術(shù)的發(fā)展趨勢上去對橋梁檢修平臺進(jìn)行了解，這樣對設(shè)計橋梁檢修平臺的運(yùn)行機(jī)構(gòu)有了更大的幫助。只有在了解的層面上才能去創(chuàng)新設(shè)計，才能有系統(tǒng)有計劃的了解橋梁檢修平臺。 隨著人類社會的發(fā)展，橋梁也在一直發(fā)展著，橋 梁發(fā)展成為現(xiàn)今社會的重要交通樞紐之一。無論是在我國還是國外都有著重要的意義，單是我國就有超過 50 萬座的橋梁，而且每年還有一批橋梁在興建中。橋梁會受到的損傷不僅是使用過程中的自然老化，還有人為的使用不當(dāng)，當(dāng)然還有就是每一年都不可估測的自然災(zāi)害，橋梁損傷的類型也是不一樣的，橋梁檢修機(jī)的出現(xiàn)就是為了讓檢修人員能夠在安全的高空情況下作業(yè)，對橋梁進(jìn)行一系列的檢查與維修，從而確保人們在使用橋梁的過程中的人身安全。華南 理工大學(xué)廣州學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文）說明書 8 第二章 機(jī)構(gòu)設(shè)計方案介紹 橋梁檢測平臺的技術(shù)要求 ： 38m ： 40m ： 6m ： 1t ： 15m/min 結(jié)構(gòu)設(shè)計 檢橋機(jī)主要為主梁、 2 個門腿、欄桿、爬梯等組成。主梁跨度約 40m，采用桁架結(jié)構(gòu)，截面形狀和尺寸如下圖。上部采用 2 根 25b 槽鋼、下部采用 22a 工字鋼，輔以斜撐、橫撐等組成。 圖 21 檢橋機(jī)初步結(jié)構(gòu) 經(jīng)過 初步分析計算，滿足強(qiáng)度和剛度的要求，穩(wěn)定性由斜撐、橫撐等構(gòu)件的尺寸和布置來保證，具體可待下一步進(jìn)行詳細(xì)計算和分析。 第二章 機(jī)構(gòu)設(shè)計方案介紹 9 結(jié)構(gòu)重量估計 1）檢橋機(jī)主梁三根主材的重量約為 100kg/m，斜撐、橫撐估計為它的一半為 50kg/m，欄桿估計為 20kg/m，平鋪 2mm 厚鋼板為 ，初步估計主梁結(jié)構(gòu)自重 200kg/m， 40m 長，總重 8t。 2）門腿結(jié)構(gòu)自重估計 100kg/m， 6m長，重 600 kg， 2個門腿總重 。 3） 其它，如爬梯、檢修平臺等 1t。 合計結(jié)構(gòu)總重約 1011t。 運(yùn)行機(jī)構(gòu)初步計算 運(yùn)行機(jī)構(gòu)根據(jù)運(yùn)行速度 15m/min，考慮摩擦阻力、坡度和風(fēng)載荷等初步估計驅(qū)動靜功率為 2kW，初步選擇電機(jī) 2 臺各 1 kW、 1500rpm。根據(jù)輪壓選擇小車車輪直徑 250mm，共 4個。 圖 22 分別驅(qū)動 2 條軌道可以采 用鐵路鋼軌 P11（每米 11kg 鐵軌，或者其它輕軌、甚至用工字鋼等型材），施工時需調(diào)平和壓緊，因此需要軌道壓板和軌道支架等結(jié)構(gòu)件。 運(yùn)行機(jī)構(gòu)宜采用電機(jī)、齒輪箱、制動器三件組合在一起的“三合一”產(chǎn)品，有現(xiàn)成廠家制造。 華南 理工大學(xué)廣州學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文）說明書 10 運(yùn)行機(jī)構(gòu)分 2 檔速度運(yùn)行， 15m/min 用于行走， 5m/min 用于對橋梁的檢修。 運(yùn)行機(jī)構(gòu)的 4 個車輪有 2 個是從動輪，可以安裝手動驅(qū)動機(jī)構(gòu)，可以借用現(xiàn)有的手動單梁起重機(jī)的大車運(yùn)行機(jī)構(gòu)，有現(xiàn)成廠家制造。 圖 23 橋梁檢修平臺示意圖 圖 24 構(gòu)造示意圖 第二章 機(jī)構(gòu)設(shè)計方案介紹 11 小結(jié) 本章主要是對橋梁檢修機(jī)的設(shè)計 方案 作了大體的 介紹。 根據(jù) 橋梁檢修機(jī)的技術(shù)要求，對橋梁檢修機(jī)的機(jī)構(gòu)進(jìn)行了初步設(shè)計，通過估量橋梁檢修機(jī)的一些數(shù)據(jù)對其進(jìn)行結(jié)構(gòu)重量估計，并且根據(jù)運(yùn)行速度，考慮摩擦力、坡度等對橋梁檢修平臺的運(yùn)行機(jī)構(gòu)進(jìn)行初步的計算。經(jīng)過計算決定運(yùn)行機(jī)構(gòu)應(yīng)選用電機(jī)、齒輪箱、制動器三件組合一起的“三合一”產(chǎn)品。并且了解到現(xiàn)今市面 上的一些廠房已經(jīng)有現(xiàn)成的“三合一”電機(jī)組出售，所以在本論文中主要討論對三合一減速機(jī)的選型。 華南 理工大學(xué)廣州學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文）說明書 12 第三章 驅(qū)動部分相關(guān)計算 電動機(jī)選擇 運(yùn)行阻力 運(yùn)行阻力計算公式： ? ? ?P P P P風(fēng)靜 坡摩 （ 公 斤 ） （ 31） 式中 P 靜 運(yùn)行靜阻力（公斤） P 摩 運(yùn)行摩擦阻力（公斤） P 坡 在有坡度軌道上運(yùn)行時須克服有重量分力一起的阻力（公斤） P 風(fēng) 運(yùn)行時由風(fēng)載荷引起的阻力（公斤） 滿載運(yùn)行時的最大摩擦阻力 OO2= Q + G 39。 = Q + G 39。 oK u d KfD ?P 起 附 起摩 輪（ ） （ ） （ 公 斤 ） （ 32） 式中 Q 起 起升載荷重量 (公斤 ) G’O自重（公斤 ） K滾動摩擦系數(shù)（厘米）， 見表 31 d軸承內(nèi)徑（厘米） μ 軸承摩擦系數(shù)，見表 32 K 附 附加摩擦系數(shù)，見表 33 D 輪 車輪直徑（厘米） fo摩擦阻力系數(shù) 第二章中介紹主梁重 8t，爬梯等重 1t。可取 Q 起 =1000kg， G’O=8000kg， D 輪 =250mm， ， K=， d=90mm，μ =， K 附 =， 0 2 2 0 . 0 3 5 0 . 0 1 5 9K ( ) 1 . 3 0 . 0 1 0 6 625Kdf D ?? ? ? ?? ? ? ?附輪（ ） 2 0 . 0 7 + 0 . 0 1 5 9= 1 0 0 0 + 8 0 0 0 1 . 3 9 5 . 9 4 k g25P ?? ??摩 （ ） 第三章 驅(qū)動部分相關(guān)計算 13 表 31滑動摩擦系數(shù) K 鋼軌型式 車 輪 直 徑 （厘米） 100 150 200 300 400 500 600 700 800 900 1000 平頭鋼軌 鋼 車 輪 1 平頭鋼軌 鑄 鐵 車 輪 —— —— 表 32軸承摩擦系數(shù)μ 軸承型式 滑動軸承 滾動軸承 軸承結(jié)構(gòu) 開式 用稀油潤滑時 滾珠式和滾柱式 錐形滾子式 μ 表 33 附加摩擦阻力系數(shù) K 附 車輪踏面形狀 機(jī)構(gòu)名稱 驅(qū) 動 形 式 車 輪 軸 承 K 附 圓錐車輪 橋式（龍門）起重機(jī)大車運(yùn)行 集中驅(qū)動 滾動軸承 圓柱車輪 橋式（龍門）起重機(jī)大車運(yùn)行 分別驅(qū)動 具有撓性支腿的龍門起重機(jī)、裝卸橋 分別驅(qū)動 雙梁小車運(yùn)行 集中驅(qū)動 ~ 單主梁小車運(yùn)行（無輪緣） 分別驅(qū)動 門座起重機(jī) 分別驅(qū)動 大車運(yùn)行（帶水平輪） 分別驅(qū)動 0=K Q +G 39。 ) (P 坡 坡 超（ 公 斤 ） （ 33） 式中 K 坡 坡度阻力系數(shù)，見表 34 K 坡 = = 0. 00 2 ( 10 00 + 80 00 ) = 18 kgP ?坡 華南 理工大學(xué)廣州學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文）說明書 14 表 34坡度阻力系數(shù) K坡 軌道型式 在鋼筋混凝土基礎(chǔ)和金屬梁上的軌道 在碎石基礎(chǔ)和枕木上的軌道 起重機(jī)橋架上的小車軌道 K 坡 +FP 風(fēng) 起 物=Cq （ F ） （ 公 斤 ） （ 34） 式中 C風(fēng)載體型系數(shù) q 工作狀態(tài)時的標(biāo)準(zhǔn)風(fēng)壓（公斤 /米 2） F 起 起重機(jī)（小車）的擋風(fēng)面積（米 2） F 物 物品的擋風(fēng)面積（米 2） 可取 C= ， q=10（公斤 /米 2） ， F 起 +F 物 取 7 米 2 = 10 7 = 98P k g??風(fēng)? ? ?P P P P 風(fēng)靜 摩 坡 （ 公 斤 ） =+18+98=( 公 斤 ) 初選電動機(jī) = ( )1 2 0 mPN 靜靜 υ 千 瓦η (35) 式中 P 靜 起重機(jī)（小車）滿載運(yùn)行時的靜阻力（公斤） υ 起重機(jī)（小車 ）的運(yùn)行速度（米 /秒） η 機(jī)構(gòu)傳動效率，車采用臥式齒輪減速器時取 ，車采用立式齒速器時取 m 電 動機(jī)個數(shù) v=15m/min=，則 ( 9 5 . 9 4 1 8 9 8 ) 0 . 2 5= 0 . 2 3 2 ( )1 2 0 0 . 9 5 2N ? ? ? ???靜 千 瓦 、龍門起重機(jī)和裝卸橋的大小車運(yùn)行機(jī)構(gòu)，可按下式初選電動機(jī)： = K NN 電 靜（ 千 瓦 ）