【正文】 ............... 26 附 錄 .............................................................................................................................................. 27 致 謝 .............................................................................................................................................. 31 第一章 緒 論 1 第一 章 緒 論 選題背景 想要了解橋梁檢修平臺運(yùn)行機(jī)構(gòu)首先要知道橋梁的概念，只有了解好橋梁才能去研究橋梁檢修的問題， 懂得橋梁檢修的方法， 從而去了解橋梁檢修平臺 的原理結(jié)構(gòu) 。確切的說是用來將交通路線（如道路、鐵路、水道等）或者其他設(shè)施（如管道、電纜等）跨越天然障礙（如河流、海峽、峽谷等）或人工障礙（高速公路、鐵路線）的構(gòu)造物。橋可以打橫搭著谷河或海峽兩邊，又或者起在地上升高，檻過下面的河或者路，讓下面交通暢通無阻。 橋梁與人類是共同發(fā)展。到了現(xiàn)在，橋梁已經(jīng)不單單是指用來過江過河的橋了，按照使用性來分，橋梁分為：公路橋 （圖 11） 、公鐵兩用橋 （圖 12） 、人行橋 （圖 13） 、機(jī)耕橋 （圖 14） 、過水橋 （圖 15） 等；按照跨徑大小和多跨總長分為：特大橋、大橋、中橋、小橋、涵洞。 圖 11 公路橋 華南 理工大學(xué)廣州學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說明書 2 圖 12 公鐵兩用橋 圖 13 人行橋 圖 14 機(jī)耕橋 圖 15 過水橋 第一章 緒 論 3 橋梁檢修的概念 在 《建筑工人》 2022 年第 2期上寫到正交通部副部長黃先耀先生在當(dāng)年的“首屆中國橋梁文化周”透露，據(jù)不完全統(tǒng)計(jì) ，中國現(xiàn)有各類橋梁約 50萬座，每年開工建筑的橋梁約為 1 萬余座，中國正由世界“橋梁大國”向“橋梁強(qiáng)國”邁進(jìn)。 隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展人們對交通設(shè)施的要求越來越高了，橋梁就是一個很重要的交通設(shè)施，特別是聯(lián)系江河兩岸的大橋更是在我們的生活中尤為重要。隨著我國交通設(shè)施的迅速發(fā)展，交通運(yùn)輸量大幅度增加，行車密度及車輛載重越來越大， 這也是造成橋梁結(jié)構(gòu)的損傷因素。橋梁的損傷導(dǎo)致橋梁承載能力和耐久性的降低，甚至影響到運(yùn)營的安全，由此引起一系列的橋梁損傷問題。另一方面，隨著橋梁服役期的增長，使用養(yǎng)護(hù)不當(dāng)，病橋危橋的數(shù)量越來越多，在生產(chǎn)實(shí)踐需要的推動下，橋梁結(jié)構(gòu)的維修加固改造技術(shù)得以迅速發(fā)展，越來越受人們所關(guān)注，橋梁檢測與維修加固必將進(jìn)一步地推動橋梁建設(shè)事業(yè)的發(fā)展，為確保橋梁安全運(yùn) 營、延長橋梁使用壽命起到更加重要的作用。近些年來隨著我國經(jīng)濟(jì)和交通建設(shè)的飛速發(fā)展，長期使用的橋梁要定期進(jìn)行養(yǎng)護(hù)維修，養(yǎng)護(hù)維修是一項(xiàng)經(jīng)常性的工作，一發(fā)現(xiàn)橋梁產(chǎn)生小的缺陷，就必須及時處理 ， 由養(yǎng)護(hù)部門對缺陷進(jìn)行修理。補(bǔ)強(qiáng)是通過對橋梁構(gòu)件和重大病害進(jìn)行徹底整治來提高整座橋梁承載能力作用的加固 ， 稱為永久性的加固。對舊橋進(jìn)行拓寬，升高橋面，改橋?yàn)楹?，全部更換橋梁主要承重構(gòu)件等工作一般稱為橋梁的改建。 （ 2）掌握橋梁結(jié)構(gòu)，完善基礎(chǔ)資料，為維修加固提供必要條件。 （ 1） 鋼筋銹蝕 引起鋼筋銹蝕的主要原因是混凝土的密度性不夠以及鋼筋保護(hù)層厚度不足或遭到破壞。我國南方地區(qū)，因工業(yè)污染形成的“酸雨”普遍存在，加上氣候潮濕，為 橋梁鋼筋的銹蝕提供了合適的外部環(huán)境，北方地區(qū)冬季普遍采用撒鹽的方法防止橋面凍冰，富含 CI 的鹽水滲入結(jié)構(gòu)混凝土土體內(nèi)，大大加速了鋼筋的銹蝕。由于種種原因，橋梁結(jié)構(gòu)鋼筋的銹蝕廣泛存在，為了維持橋梁的正常運(yùn)營，需要對出現(xiàn)鋼筋銹蝕的橋梁進(jìn)行維修。 （ 3） 橋面鋪裝開裂 混凝土橋面鋪裝層的病害隨處可見，主要表現(xiàn)為較規(guī)則的縱、橫向裂縫，不規(guī)則的網(wǎng)狀裂縫及較嚴(yán)重的破裂等病害。 （ 4）其他病害 橋梁結(jié)構(gòu)中其他常見的病害包括 ： 支座破壞；混凝土保護(hù)層不足；混凝土失效；疏板、脹喜；裂紋甚至脫落；混凝土碳化速度快；碳化深度達(dá)到鋼筋表面；防震擋塊損壞；橋頭跳車嚴(yán)重；橋面排水落石出暢；欄桿及人行道系損壞等。 橋面維修 的方法 (1) 局 部修復(fù)鑿補(bǔ)法。 （ 2）橋梁加固可以有各種不同的方式，視舊橋的情況、承載能力的減弱程度以及今后的任務(wù)而變。 （ 4）不管采用何種加固方案、都應(yīng)考慮投資少、工效快、不中斷交通、技術(shù)上可行、有較好的耐久性等方面的要求。 （ 1）鑿除松脫，剝離已損壞部分混凝土。 （ 3）涂以環(huán)氧膠液等粘結(jié)劑。 （ 5）對新噴涂或澆筑混凝土面進(jìn)行表面處理。 （ 1） 基礎(chǔ)加固方法。 （ 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。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。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。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(shí)現(xiàn)對單元損傷的識別和有效定位。 （ 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。 （ 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)。 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。 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(jì)變得尤為重要，而運(yùn)行機(jī)構(gòu)更是其中的重中之重 。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。 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)。只有在了解的層面上才能去創(chuàng)新設(shè)計(jì)，才能有系統(tǒng)有計(jì)劃的了解橋梁檢修平臺。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。華南 理工大學(xué)廣州學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說明書 8 第二章 機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)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(jì) 檢橋 機(jī)主要為主梁、 2 個門腿、欄桿、爬梯等組成。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。 第二章 機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)方案介紹 9 結(jié)構(gòu)重量估計(jì) 1）檢橋機(jī)主梁三根主材的重量約為 100kg/m，斜撐、橫撐估計(jì)為它的一半為 50kg/m，欄桿估計(jì)為 20kg/m，平鋪 2mm 厚鋼板為 ，初步估計(jì)主梁結(jié)構(gòu) 自重 200kg/m， 40m長，總重 8t。 3） 其它，如爬梯、檢修平臺等 1t。 運(yùn)行機(jī)構(gòu)初步計(jì)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(jì)驅(qū)動靜功率為 2kW，初步選擇電機(jī) 2 臺各 1 kW、 1500rpm。 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。 華南 理工大學(xué)廣州學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（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。 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(jì)方案介紹 11 小結(jié) 本章主要是對橋梁檢修機(jī)的設(shè)計(jì)方案 作了大體的 介紹。經(jīng)過計(jì)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。 華南 理工大學(xué)廣州學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說明書 12 第三章 驅(qū)動部分相關(guān)計(jì)算 電動機(jī)選擇 運(yùn)行阻力 運(yùn)行阻力計(jì)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。 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。 ) (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(jì)（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 ） （ 36） 式中 K 電 電 動機(jī)啟動時為克服慣性的功率增大系數(shù)，對于在室外工作的龍門起重機(jī)的大、小和裝卸橋的大車運(yùn)行機(jī)構(gòu)，當(dāng)電動機(jī)為 JZR2 型或 YZR 型時取 K 電 =~，速度高者取大值 。 ( 39。D )= M + 0 . 9 7 5375k G D n mM tn ???? ??????2起 電 聯(lián)制 靜 制 （ ） （ 公 斤 米 ） （ 39） 式中