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[摘 要]结合京沪高速铁路南京大胜关梁场32米混凝土简支箱梁的搬、提、运施工，阐述该工程中所使用的MDGE900t轮胎式搬运机的改造与完善过程中的一系列问题以及后续使用中的维修保养。
[关键词]900t搬运机 改造完善 维修保养
中图分类号：U448.13 文献标识码：U 文章编号：1009―914X（2013）22―0479―02
随着我国国民经济的迅速发展，铁路事业的发展也进入了一个新的建设时期。根据我国《中长期铁路网规划》，从2005年6月开始，我国新一轮的铁路客运专线的大规模建设已经掀起高潮。这也对高铁桥梁建设装备的先进性、安全性、广泛实用性、和高度自動化性提出了更高的要求。因此，我们从经济、实用、安全等各方面考虑，再结合现场的实际施工需要，对现有的高铁建设装备进行改造完善，以便其更好的服务于高铁建设。
DGE900t门式起重机系由原万桥兴业机械有限公司生产的ML900-43型轮胎式搬运机改造而来。为了满足大胜关长江大桥工程的需要，将ML900-43型“单门式”轮胎式搬运机改造成“双门式”MDGE900t门式起重机，改造后的MDGE900t门式起重机具有满足长车身的运梁车纵向驶入装车和将混凝土箱梁“提一过二”的功能。改造内容包括：设计、新制两端门式结构（支腿横梁2件和支腿4件）；设计、新制车架4件；增加从动轮组4套；控制系统的设计、新制和改造。
一、改造要求
改造后的MDGE900t门式起重机必须适用于中国时速350km/h、250km/h铁路客运专线20m、24m、32m双线整孔箱梁的起吊、运输、转移和装车等工作。整机需采用机、电、液控制技术，起升部分采用液压卷扬机，行走、起升动力均由发动机、液压泵提供，无需外接电源。起升系统必须能实现四点起升、三点平衡，避免箱梁受扭，同时也保证钢丝绳和吊杆受力均衡。整机的运行模式须具有全轮转向、对角转向、直行、斜行、横行等模式。方便施工需要。另外重载原地转向时，由大吨位油缸支撑于地面，减小轮胎的受压磨损。
二、主要构成及各部件改造设计说明
MDEG900t门式起重机主要由车架、支腿、主梁、转向架、主从动轮组、支承机构、起升机构、动力系统、液压系统、电气系统、司机室、梯子栏杆等组成。
2.1主机架
主机架由支腿、支腿横梁和横向主梁通过顶部连接而成，材料为Q345C，可以保证整个设备的抗扭性以及在垂直方向的稳定。整个结构为箱形钢梁型式，分段制造并通过高强螺栓连接为一体，符合公路运输要求，并且在施工现场可以由普通的吊装设备进行组装和解体。
箱形钢梁结构由钢板全熔透焊接而成，内部布置有加强筋板以防止局部失稳。
所有钢板的焊接根据标准进行焊前打坡口，主结构采用10.9级螺栓。
2.2主梁
主梁直接利用原ML900-43型轮胎式搬运机的主梁，不需再设计制造。结构如图2。
2.3 支腿和支腿横梁
支腿和支腿横梁结构如图3。支腿横梁跨中顶部与主梁刚性连接，承受一定的弯矩荷载，支腿上下端分别与支腿横梁和车架刚性连接。支腿与支腿横梁均为焊接箱梁结构，内设加强筋板，材质均为Q345C。各部件由高强度螺栓（10.9级）联接。
2.4 车架
车架结构如图4，车架上方与支腿联接，下方与转向架联接，起承载转向架、轮胎组的作用，各部件由高强度螺栓联接。
2.5轮胎组
MDEG900t门式起重机的大车走行系统共有32个轮胎组，其中28个是利用原ML900-43L轮胎式搬运机轮胎组，新制4个从动轮组，整机共有16×4=64个轮胎。每个轮组配有一个悬挂油缸，以便起重机在坡道上行走或通过凸凹不平的路面时，自动调整对地面的荷载使之均匀一致。悬挂油缸背分为四组，以保证整个设备保持均衡。悬挂油缸行程±125mm。
走行台车实现起重机满载时能纵向、横向及斜向行走。液压悬挂设有双管路保险系统，在极端情况下，轮组中的轮胎爆裂，能够确保整车平衡，避免颠覆。
从动轮组由回转支承、转向架、平衡臂、从动轴、轮辋和轮胎等组成，转向架通过大直径回转轴承与车架联接，大直径回转轴承既能满足两部分之间作相对回转运动，又是重要的承力元件，能同时承受轴向力、径向力和倾覆力矩。
2.6 液压系统
四个绞车由四个液压阀组控制。每个绞车都有各自独立的控制阀组和最大限压阀。
操作命令来自司机室，司机通过操控“现场用”控制杆操作绞车。绞车可单独动作或同时动作。控制杆通过电控电磁阀控制，并具有在极限位置时或司机松开手柄后中断指令的功能。在这种情况下，液压控制阀组位空位，绞车停机，并处于制动状态。
绞车制动由提升马达的液压油控制，当压力减小或油管漏油时，会自动阻止重物提升和降低。
控制杆上的按钮（现场用）用来开动吊运梁机，如果不经意碰到，不会造成吊运梁机本身的非正常移动。
下降动作由节流阀控制，通过控制马达的油流量来实现。
2.7电气系统
MDEG900t门式起重机控制系统按SCADA系统（Supervisory Control And Data Acquisition）控制管理模式设计。SCADA系统集数据采集、过程控制、状态监测、安全保护和综合管理等功能于一体。为多级计算机结构形式（上位机—总线通讯—下位机），略异于广泛应用的常规CAN_Bus控制系统，前者以集中控制管理为主，采样数据的运算处理及控制指令发出主要由上位机（主控计算机）集中完成；后者侧重于分散控制管理方式，根据起重机需要具有全部轮组独立转向控制特性的要求，控制系统采用SCADA系统结构比较合适，结合CAN总线抗干扰能力强、高可靠性特点，数据通讯采用CAN总线。 2.8 控制系统结构
控制系统采用工业控制计算机作为主控计算机（上位机），对整个系统的信号进行集中处理；对转向、走行驱动进行集中控制；对系统工作状态进行安全监控。主司机室操作台（先工作的司机室认定为主司机室，同时锁定副司机室内的操作台的控制工能，但保留显示功能）、辅操作台、柴油机组、主液压站、轮组的工作机构（转向、走行驱动、平衡悬挂）等设备组件，设以CAN控制器为下位机的现场控制单元。现场控制单元通过CAN总线和主控计算机进行数据通讯；通过输入接口和检测元件采集相应设备组件的工作状态信号；通过输出接口向执行元件发送控制信号。进入工作后，司机的操作及整个系统的工作状态信号，适时汇入CAN总线，系统计算机（主控计算机及下位机）按指定模式（工作程序）实行作业过程控制和安全保护。这种信号集中处理方式亦为系统进行调试维护及故障分析工作提供便利。
独立转向：
32个轮组分别有独立的转向执行机构（转向油缸）和转向角度检测元件（高精度绝对值光电编码器）。
起重机具有全轮转向、斜线走行、驻车制动转向等手动操作控制模式。根据司机选择的转向控制方式，计算机控制系统按相应的控制程序进行控制管理。
当选择了某种转向方式后，计算机以司机的转向手柄操作信号为起重机转向角度（转向角度基准值），运算确定32组转向轮每组当前方向与转向弧相切方向的夹角（转向角度设置值），向每组转向轮的现场CAN控制器输出，现场CAN控制器根据每组转向轮需转动的角度大小，向转向油缸输出相应的伸缩运行比例控制信号（油缸采用比例控制阀，全部轮组完成转向响应时间接近一致），每组转向轮的角位移检测装置跟踪轮组运行的转向角度，达到转向角度设置值时，现场CAN控制器停止转向油缸运行，向主控计算机回馈执行结果。
停车制动转向方式按实际要求操作。
通过设定或专门的复位操作在任何状态可进行全部轮组恢复“零位”。
2.9 走行驱动
10个主动轮组分别由两台液压马达驱动走行。
走行驱动按电液比例方式控制（无级变速），通过悬挂机构的压力监控空载/重载状态的额定走行速度（30m/min或15m/min）。
走行制动器在操作停车或走行时同步进行制动或缓解，按实际制动要求操作轮组停车制动转向。
当轮组出现“打滑”产生走行驱动马达高速运行时，控制系统对该轮组走行驱动进行自动调整或闭锁。
2.10 輪组平衡悬挂
通过轮组悬挂机构的压力及平衡状态检测信号，监控三路轮组悬挂机构液压油路工作状态，在发生漏油或爆胎故障时立即对相应悬挂机构及油路进行应急处理（封闭、固定及补油等）。
三组悬挂机构的典型位置检测元件为悬挂机构进行平衡调整操作，提供参照信号。
2.11 安全保护监控与主要操作
主控系统具有自检、误操作保护功能；通过对所有相关状态参数（信号）进行分析，按正常安全运行条件对设备状态和工作过程进行有效监控；实时执行安全保护控制；通过主控计算机彩色显示屏、辅控显示屏、仪表盘及信号灯组，提供全面直观的现场状态数据；设备运行故障或执行安全保护时，控制系统发出警示声、光信号，并且指示故障原因。
通过专门的总线扩展接口，可方便的扩展接入遥控装置、维护调试设备及其他辅助工作监控装置（每组现场控制单元均设有信号监测及调试操作元件接口。
前、后司机室布置相同两套操作系统，实际操作时一套操作系统允许进行正常操作，另一套操作系统的操作功能将被封锁。
三、使用过程中的维修保养：
由于该设备在使用中工作强度大，工作时间长、危险系数大，因此维修保养非常重要。针对设备的改造情况，项目部设立了专门的管理部门和维修小组。现场24小时专职管理，发现问题，及时汇报。保养工作定期、定人、定则。并跟踪检查。维修方面做到及时排除故障隐患，尽量减少故障的扩大化。由于该机是改造机型，多种配件在市场上没有标准件，项目部就和多个厂家联系，把容易损坏的配件多加工一些备用。其中卷扬机减速机行星齿轮长期重负荷运转，极易损坏，且是国外进口件，配件到货周期较长，于是项目部就联系加工厂进行加工，尽管材质等各方面相对进口件使用寿命短些，那就多加工几套，损坏就更换，绝不让设备耽误施工。走形轮轮毂损坏，项目部想尽办法，进行堆焊再加工，以达到使用要求。另外加强对现场设备操作人员进行定期的技术培训和安全教育，使他们在实际使用中做到牢记规程，按章操作，安全操作，全面保障设备的安全使用。
结束语：
大胜关梁场改造后的搬运机顺利完成了800孔32m预应力箱梁的提、移、装车任务，充分说明了其改造是具有良好的使用效果的。为后续工程的使用提供了良好的设备需求。同时我们也从这次设备改造使用过程中积累了一些经验，可为以后高铁桥梁设备的改造使用做为借鉴。
参考文献
[1] MBEC900C轮胎式搬运机使用说明书
[2] 桥梁工程机械技术性能手册
[3] 机械设计手册
[4] 液压控制技术
[5] PLC编程及应用
[关键词]900t搬运机 改造完善 维修保养
中图分类号：U448.13 文献标识码：U 文章编号：1009―914X（2013）22―0479―02
随着我国国民经济的迅速发展，铁路事业的发展也进入了一个新的建设时期。根据我国《中长期铁路网规划》，从2005年6月开始，我国新一轮的铁路客运专线的大规模建设已经掀起高潮。这也对高铁桥梁建设装备的先进性、安全性、广泛实用性、和高度自動化性提出了更高的要求。因此，我们从经济、实用、安全等各方面考虑，再结合现场的实际施工需要，对现有的高铁建设装备进行改造完善，以便其更好的服务于高铁建设。
DGE900t门式起重机系由原万桥兴业机械有限公司生产的ML900-43型轮胎式搬运机改造而来。为了满足大胜关长江大桥工程的需要，将ML900-43型“单门式”轮胎式搬运机改造成“双门式”MDGE900t门式起重机，改造后的MDGE900t门式起重机具有满足长车身的运梁车纵向驶入装车和将混凝土箱梁“提一过二”的功能。改造内容包括：设计、新制两端门式结构（支腿横梁2件和支腿4件）；设计、新制车架4件；增加从动轮组4套；控制系统的设计、新制和改造。
一、改造要求
改造后的MDGE900t门式起重机必须适用于中国时速350km/h、250km/h铁路客运专线20m、24m、32m双线整孔箱梁的起吊、运输、转移和装车等工作。整机需采用机、电、液控制技术，起升部分采用液压卷扬机，行走、起升动力均由发动机、液压泵提供，无需外接电源。起升系统必须能实现四点起升、三点平衡，避免箱梁受扭，同时也保证钢丝绳和吊杆受力均衡。整机的运行模式须具有全轮转向、对角转向、直行、斜行、横行等模式。方便施工需要。另外重载原地转向时，由大吨位油缸支撑于地面，减小轮胎的受压磨损。
二、主要构成及各部件改造设计说明
MDEG900t门式起重机主要由车架、支腿、主梁、转向架、主从动轮组、支承机构、起升机构、动力系统、液压系统、电气系统、司机室、梯子栏杆等组成。
2.1主机架
主机架由支腿、支腿横梁和横向主梁通过顶部连接而成，材料为Q345C，可以保证整个设备的抗扭性以及在垂直方向的稳定。整个结构为箱形钢梁型式，分段制造并通过高强螺栓连接为一体，符合公路运输要求，并且在施工现场可以由普通的吊装设备进行组装和解体。
箱形钢梁结构由钢板全熔透焊接而成，内部布置有加强筋板以防止局部失稳。
所有钢板的焊接根据标准进行焊前打坡口，主结构采用10.9级螺栓。
2.2主梁
主梁直接利用原ML900-43型轮胎式搬运机的主梁，不需再设计制造。结构如图2。
2.3 支腿和支腿横梁
支腿和支腿横梁结构如图3。支腿横梁跨中顶部与主梁刚性连接，承受一定的弯矩荷载，支腿上下端分别与支腿横梁和车架刚性连接。支腿与支腿横梁均为焊接箱梁结构，内设加强筋板，材质均为Q345C。各部件由高强度螺栓（10.9级）联接。
2.4 车架
车架结构如图4，车架上方与支腿联接，下方与转向架联接，起承载转向架、轮胎组的作用，各部件由高强度螺栓联接。
2.5轮胎组
MDEG900t门式起重机的大车走行系统共有32个轮胎组，其中28个是利用原ML900-43L轮胎式搬运机轮胎组，新制4个从动轮组，整机共有16×4=64个轮胎。每个轮组配有一个悬挂油缸，以便起重机在坡道上行走或通过凸凹不平的路面时，自动调整对地面的荷载使之均匀一致。悬挂油缸背分为四组，以保证整个设备保持均衡。悬挂油缸行程±125mm。
走行台车实现起重机满载时能纵向、横向及斜向行走。液压悬挂设有双管路保险系统，在极端情况下，轮组中的轮胎爆裂，能够确保整车平衡，避免颠覆。
从动轮组由回转支承、转向架、平衡臂、从动轴、轮辋和轮胎等组成，转向架通过大直径回转轴承与车架联接，大直径回转轴承既能满足两部分之间作相对回转运动，又是重要的承力元件，能同时承受轴向力、径向力和倾覆力矩。
2.6 液压系统
四个绞车由四个液压阀组控制。每个绞车都有各自独立的控制阀组和最大限压阀。
操作命令来自司机室，司机通过操控“现场用”控制杆操作绞车。绞车可单独动作或同时动作。控制杆通过电控电磁阀控制，并具有在极限位置时或司机松开手柄后中断指令的功能。在这种情况下，液压控制阀组位空位，绞车停机，并处于制动状态。
绞车制动由提升马达的液压油控制，当压力减小或油管漏油时，会自动阻止重物提升和降低。
控制杆上的按钮（现场用）用来开动吊运梁机，如果不经意碰到，不会造成吊运梁机本身的非正常移动。
下降动作由节流阀控制，通过控制马达的油流量来实现。
2.7电气系统
MDEG900t门式起重机控制系统按SCADA系统（Supervisory Control And Data Acquisition）控制管理模式设计。SCADA系统集数据采集、过程控制、状态监测、安全保护和综合管理等功能于一体。为多级计算机结构形式（上位机—总线通讯—下位机），略异于广泛应用的常规CAN_Bus控制系统，前者以集中控制管理为主，采样数据的运算处理及控制指令发出主要由上位机（主控计算机）集中完成；后者侧重于分散控制管理方式，根据起重机需要具有全部轮组独立转向控制特性的要求，控制系统采用SCADA系统结构比较合适，结合CAN总线抗干扰能力强、高可靠性特点，数据通讯采用CAN总线。 2.8 控制系统结构
控制系统采用工业控制计算机作为主控计算机（上位机），对整个系统的信号进行集中处理；对转向、走行驱动进行集中控制；对系统工作状态进行安全监控。主司机室操作台（先工作的司机室认定为主司机室，同时锁定副司机室内的操作台的控制工能，但保留显示功能）、辅操作台、柴油机组、主液压站、轮组的工作机构（转向、走行驱动、平衡悬挂）等设备组件，设以CAN控制器为下位机的现场控制单元。现场控制单元通过CAN总线和主控计算机进行数据通讯；通过输入接口和检测元件采集相应设备组件的工作状态信号；通过输出接口向执行元件发送控制信号。进入工作后，司机的操作及整个系统的工作状态信号，适时汇入CAN总线，系统计算机（主控计算机及下位机）按指定模式（工作程序）实行作业过程控制和安全保护。这种信号集中处理方式亦为系统进行调试维护及故障分析工作提供便利。
独立转向：
32个轮组分别有独立的转向执行机构（转向油缸）和转向角度检测元件（高精度绝对值光电编码器）。
起重机具有全轮转向、斜线走行、驻车制动转向等手动操作控制模式。根据司机选择的转向控制方式，计算机控制系统按相应的控制程序进行控制管理。
当选择了某种转向方式后，计算机以司机的转向手柄操作信号为起重机转向角度（转向角度基准值），运算确定32组转向轮每组当前方向与转向弧相切方向的夹角（转向角度设置值），向每组转向轮的现场CAN控制器输出，现场CAN控制器根据每组转向轮需转动的角度大小，向转向油缸输出相应的伸缩运行比例控制信号（油缸采用比例控制阀，全部轮组完成转向响应时间接近一致），每组转向轮的角位移检测装置跟踪轮组运行的转向角度，达到转向角度设置值时，现场CAN控制器停止转向油缸运行，向主控计算机回馈执行结果。
停车制动转向方式按实际要求操作。
通过设定或专门的复位操作在任何状态可进行全部轮组恢复“零位”。
2.9 走行驱动
10个主动轮组分别由两台液压马达驱动走行。
走行驱动按电液比例方式控制（无级变速），通过悬挂机构的压力监控空载/重载状态的额定走行速度（30m/min或15m/min）。
走行制动器在操作停车或走行时同步进行制动或缓解，按实际制动要求操作轮组停车制动转向。
当轮组出现“打滑”产生走行驱动马达高速运行时，控制系统对该轮组走行驱动进行自动调整或闭锁。
2.10 輪组平衡悬挂
通过轮组悬挂机构的压力及平衡状态检测信号，监控三路轮组悬挂机构液压油路工作状态，在发生漏油或爆胎故障时立即对相应悬挂机构及油路进行应急处理（封闭、固定及补油等）。
三组悬挂机构的典型位置检测元件为悬挂机构进行平衡调整操作，提供参照信号。
2.11 安全保护监控与主要操作
主控系统具有自检、误操作保护功能；通过对所有相关状态参数（信号）进行分析，按正常安全运行条件对设备状态和工作过程进行有效监控；实时执行安全保护控制；通过主控计算机彩色显示屏、辅控显示屏、仪表盘及信号灯组，提供全面直观的现场状态数据；设备运行故障或执行安全保护时，控制系统发出警示声、光信号，并且指示故障原因。
通过专门的总线扩展接口，可方便的扩展接入遥控装置、维护调试设备及其他辅助工作监控装置（每组现场控制单元均设有信号监测及调试操作元件接口。
前、后司机室布置相同两套操作系统，实际操作时一套操作系统允许进行正常操作，另一套操作系统的操作功能将被封锁。
三、使用过程中的维修保养：
由于该设备在使用中工作强度大，工作时间长、危险系数大，因此维修保养非常重要。针对设备的改造情况，项目部设立了专门的管理部门和维修小组。现场24小时专职管理，发现问题，及时汇报。保养工作定期、定人、定则。并跟踪检查。维修方面做到及时排除故障隐患，尽量减少故障的扩大化。由于该机是改造机型，多种配件在市场上没有标准件，项目部就和多个厂家联系，把容易损坏的配件多加工一些备用。其中卷扬机减速机行星齿轮长期重负荷运转，极易损坏，且是国外进口件，配件到货周期较长，于是项目部就联系加工厂进行加工，尽管材质等各方面相对进口件使用寿命短些，那就多加工几套，损坏就更换，绝不让设备耽误施工。走形轮轮毂损坏，项目部想尽办法，进行堆焊再加工，以达到使用要求。另外加强对现场设备操作人员进行定期的技术培训和安全教育，使他们在实际使用中做到牢记规程，按章操作，安全操作，全面保障设备的安全使用。
结束语：
大胜关梁场改造后的搬运机顺利完成了800孔32m预应力箱梁的提、移、装车任务，充分说明了其改造是具有良好的使用效果的。为后续工程的使用提供了良好的设备需求。同时我们也从这次设备改造使用过程中积累了一些经验，可为以后高铁桥梁设备的改造使用做为借鉴。
参考文献
[1] MBEC900C轮胎式搬运机使用说明书
[2] 桥梁工程机械技术性能手册
[3] 机械设计手册
[4] 液压控制技术
[5] PLC编程及应用