架桥机使用状态安全评估的研究与实施.docx

架桥机使用状态安全评估的研究与实施蔡三友（中铁一局集团新运工程公司陕西咸阳）摘要 在架桥机安全规程gb 26469-2011 和市政架桥机安全使用技术规程jgj 266-2011 的两大标准中，对架桥机使用状态的安全评估均有明确的要求，介绍中铁一局集团新运工程公司对照两大标准所采取的措施。关键词 架桥机 使用状态 安全评估 检测 周期中图分类号 tu6文献标识码 b随着国家经济体制改革的不断深入，我国架桥机械制造形成了一定的市场，专业的制造商应运而起，在设计能力、制造技 术实力和产品性能上形成了一定的梯度。目前国内生产应用的 公路、铁路架桥机，造桥机等架桥设备，经过工程技术人员的不 断努力，产品质量和安全性能有了很大程度的改善，但与国外架 桥技术相比，这些架桥设备还存在着稳定性方面、质量方面的缺 点，安全事故时有发生。无论是从保障桥梁建设者的人身安全， 还是从提高公路、铁路桥梁的建设效益上考虑，都必须尽力减少事故发生，促进公路、铁路的高效益低成本发展。所以，架桥机的危险源识别和安全检验已成为目前起重设备首要任务。国家质 量监督检验检疫总局及时发布了架桥机安全规程，为架桥机 的安全评估指明了方向。一、架桥机使用状态安全评估的法律依据1.对安全评估的要求国家质量监督检验检疫总 局 于 2011 年 5 月 12 日 发 布 ， 并 于 2012 年 4 月 1 日 起 实 施 的 架桥机安全规 程 gb!四、设备管理是提升生产成本控制能力的基础设备管理是降低卷烟生产成本、提高企业经济效益的重要 途径。首先，设备的前期管理影响着设备的可靠性、耐用性和经 济性，因此设备的选型非常重要，若选用可靠性高、可维修性好 的设备，则可以大幅度地减少设备的后期维持费用和设备寿命 周期费用。设备选型的原则之一是要充分考虑机型的相对统一 性，以便于备件的储备，通用互换，也便于维修的组织，节省备件 的库存费用，从而减少设备维修费用。以河南中烟下属的两个卷 烟厂为例：驻马店卷烟厂拥有相对统一的卷接包设备，而洛阳卷 烟厂则拥有多种机型的卷接包设备，2013 年两者的单箱维修费 用分别为 37.58 元/箱和 40.91 元/箱，两厂年产量平均为 27 万 箱，因此，2013 年前者的设备维修费用较后者少 89.91 万元。其次，设备的运行效率也对卷烟成本产生较大的影响。设备 运行效率是综合衡量卷接、包装设备使用效果的一个重要指标。 设备运行效率的提高意味着企业生产效率的提高和企业单位时 间产量的增加，从而使企业在单位时间内的人力、能源成本减 少；同时，设备运行效率的提高，还意味着设备故障停机时间和 故障停机次数的减少，因停机而造成的原辅材料浪费也随之减 少，卷烟成本随之下降。以 gdx2 包装机组为例，该设备额定生 产能力为 8000 支/min，如果其有效作业率达到 90%，则每天 3 班（每天的有效生产时间为 22 h）可生产卷烟 950.4 万支，如果 其作业率下降到 80%，则只能生产 844.8 万支，以 100 元/条（注：每条 200 支）的“黄金叶”牌卷烟为例，则每天每台 gdx2 设 备的产值约相差 52.8 万元。可见，设备运行效率越高，其单位时 间内的产值越高，而单位时间内的人力、能源、设备折旧成本越 低。五、设备管理是提升企业安全保障能力的基础设备管理是企业安全生产的重要保证。企业安全生产就是 保证生产过程中人身和设备的安全。造成企业生产不安全的因 素主要是构成“人与设备”这一系统的硬件和软件。例如，设备设 计或制造缺陷、设备防护装置不完整、设备布局不合理；操作人 员违反操作规程、超负荷使用设备；生产组织不合理导致人员疲 劳操作；设备维护管理不到位等，都是产生不安全的因素。所以， 必须在设备的前期管理（如方案设计、论证）、中期管理（如生产 组织、操作、维护）、后期管理（如大修、封存、报废）等一生的管理 中充分重视与考虑安全问题，从生产的硬件基础上消除造成不 能安全运行的各种潜在因素，为企业的安全生产和环境保护创 造良好的条件。河南中烟一贯重视设备的安全管理工作，自 2005 年成立以 来，一直保持“重大以上设备事故为零”的记录，2008 年以来，累 计 4 个年度被河南省政府授予“河南省年度安全生产工作先进 单位”。综上所述，设备管理是卷烟工业企业一项最为基础的管理 工作之一，卷烟工业企业必须认真贯彻设备管理条例，以及行 业设备管理办法，在设备管理工作中始终坚持“4 个结合”。即设 计制造与使用相结合，维护与计划检修相结合，修理改造与更新 相结合，专业管理与群众管理相结合，技术管理与经济管理相结 合的原则。对设备进行综合管理，保持设备状态完好，不断改善 和提高企业技术装备素质，充分发挥设备的效能，为企业的工 艺、生产、质量、成本和安全提供更加可靠的技术保障，为企业的 持续发展奠定更为坚实的硬件基础。编辑 王永洲襲设备管理与维修 2014 1126469-2011 第 15 章中指出“架桥机使用状态的安全评估”为强制性条款。架桥机达到下列条件之一时应进行使用状态安 全评估。（1）达到设计规定的架梁片数，如设计无规定，铁路架桥机 架梁片数达到 1000 孔，公路架桥机架梁片数达到 2000 片，节段 拼装式架桥机的架梁片数达到 3000 节段。（2）铁路架桥机安装拆卸转场次数达到 4 次。（3）出厂年限达到 5 年。2.对检测评估的部位部件要求（1）使用状态的安全评估应包括所有会影响架桥机安全使 用的结构件、零部件和电气件，以及承载结构、机械系统、液压系 统、电气系统和安全系统。（2）对技术资料及档案管理的要求。使用单位应保留用来确 定架桥机接近设计寿命的使用记录。除制造商提供的有关记录 外，还应包括维护、检查、意外事件（如误操作导致的不正常载荷 等）、故障、修理和改装等记录。在定期检查中应检查这些记录， 保证在适当时间进行安全评估。3.安全评估的具体条件住房和城乡建设部于 2011 年 12 月 6 日发布，2012 年 5 月1 日实施的 市政架桥机安全使用技术规程jgj 266-2011 中， 对架桥机安全评估的条件做出以下要求。（1）当架桥机达到下列条件之一时，应进行使用状态安全评 估。达到设计规定的架梁片数。安装拆卸转场次数达到 5 次。出厂年限达到 5 年。（2）使用状态的安全评估应包括所有可能影响架桥机安全 使用的结构件、零部件及电气件，以及承载结构、机械系统、液压 系统、电气系统、安全系统的部件。（3）架桥机产权单位应保留用来确定架桥机接近设计寿命 的使用记录，除制造厂提供的有关资料外，还应包括维护、检查、 意外事件、故障、修理和改装等记录。使用者应掌握相关信息。4.两个标准的异同点（1）相同点。达到设计要求的架梁片数或出厂年限达到 5 年时，必须进行使用状态的安全评估。涉及到安全评估的结构 件、零部件、电气件，以及承载结构、机械系统、液压系统、电气系 统、安全系统基本相同。对使用记录的要求基本相同。（2）不同点。实施时间，一个是 2012 年 4 月 1 日，另一个 是 5 月 1 日。安装拆卸转场次数，一个要求 4 次，另一个是 5 次。前者的安全评估要求条款是强制性的，而后者只是推荐性 条款。二、检测内容和标准由于中铁一局集团新运工程公司的架桥机数量比较多， 如单臂式轮轨 式 架 桥 机 12 台 ， 其 中 tj165 架 桥 机 有 9 台 ， jq130、jq140g、jq160 架桥机各 1 台。客运专线专用的 900 t 架桥机 13 台，其中中铁科工轮胎走行式的 jq900b 架桥机有10 台 ，下 导 梁 过 隧 的 jqds900 架 桥 机 有 2 台 ，万 桥 下 导 梁 的 lg900 架桥机 1 台。管理及操作人员有 520 多名。为更好地让 大家理解和执行两个标准，公司编制了架桥机日常检查和月 度检查项目表，按照架梁工作量、安装拆卸转场次数和出厂年 限进行了逐台筛查，并将符合安全评估条件的架桥机进行了系统规划。现以 tj165 架桥机为例，介绍企业开展安全评估的情况。1.主要承载结构检验（1）机臂检测内容及标准。检测机臂钢结构整体情况，上 下耳梁及跑道状况，主焊缝情况，机臂所有轨道应平滑，轨道边 缘应打磨成园弧状，波浪度应3 mm/m。用水平仪或全站仪 测量机臂在 0# 柱与 1# 柱简支状态下，前吊梁小车运行到 0# 柱 与 1# 柱之间的中点位置时的上拱度及旁弯值；正常拱度值 70110 mm。旁弯极限值为 14 mm。用水平仪或全站仪测量机臂 在 1# 柱与 2# 柱支承下，0# 柱 6 节全挂上、全悬臂状态下的挠度 值650 mm。用经纬仪或全站仪测量计算机臂箱型结构的扭 曲值，极限值为 14 mm。（2）0# 柱检测内容及标准。目测 0# 柱的钢结构总体状况及 焊缝状态，测量各节的钢结构几何尺寸和前后偏斜程度。各节间 螺栓连接状况，0# 柱 6 节组装后几何尺寸，有无前后拱度。（3）1# 柱检测内容及标准。目测 1# 柱整体钢构状况，焊缝状 态，柱身与抽盒的配合状况，柱帽与柱身法兰盘接合面错位、贴 合状态。用卷尺测量各部位的几何尺寸，检查钢结构整体有无变 形。（4）2# 柱检测内容及标准。目测 2# 柱整体钢构状况，焊缝状 态，柱身与抽盒的配合状况，柱帽与柱身法兰盘接合面错位、贴 合状态。检查曲梁与柱帽之间的配合情况，用卷尺测量各部位的 几何尺寸，检查钢结构整体有无变形。（5）车辆结构部分检测内容及标准。目测车体的钢结构整体 状况，车体纵梁主焊缝有无开裂现象。车体上面拖梁小车跑道的 状况是否良好，车辆转向架框架、摇枕等钢结构状况是否良好， 车辆走行直流电机吊座和走行减速箱吊座的状况是否良好。2.主要机械系统检验（1）吊梁小车检测内容及标准。检测两台吊梁小车的大车、 横移台车构架的钢结构有无变形，焊缝有无开裂；检测大车、横 移台车运行平顺性，有无异响，2# 柱曲梁支承轮，横移小车走行 轮要同时接触轨道板，不得有悬空现象。4 台起吊行星卷筒的安 装固定是否牢靠，运行时有无异响，排绳器运行是否正常。检查 起吊钢丝绳的现状，高度限制器是否有效；吊梁盒及动、定滑轮 组的运行情况等。（2）吊轨小车检测内容及标准。检查吊轨小车构架钢结构 有无变形和焊缝有无开裂，走行机构、减速箱是否运行平稳 。 检查起吊电动葫芦的运行情况和钢丝绳现状，滑轮组及吊具 状况。（3）梁走行与梁拖拉机构检测内容及标准。检查行星卷筒、 摩擦卷筒安装底座是否牢靠，电机与行星卷筒之间的链传动运 行是否正常，行星卷筒、摩擦卷筒自身运行时有无异响，绳槽磨 损深度是否超标，动、定滑轮组运行是否正常，钢丝绳磨损及断 丝情况是否超标。（4）0# 柱摘挂检测内容及标准。检查 3 t 电动葫芦的运转情 况、0# 柱铰支座、滑轮及钢丝绳状况。（5）机臂伸缩支承轮系检测内容及标准。检查二级均衡轮的 运行情况，轮系旋转是否正常，有无飞边毛剌、啃轨现象；万向球 铰转动是否灵活。曲梁均衡轮受力是否均匀。跀賮设备管理与维修 2014 11（6）拖梁小车检测内容及标准。检查主机拖梁小车的钢结构的完整情况，轮系运转是否正常，有无卡阻现象，滑轮摇摆程度 是否正常。有无啃轨及飞边现象。（7）车体走行机构检测内容及标准。检查走行减速箱吊座、 吊杆、减振系统的完整性，走行直流电机的吊座、吊杆、减振系统 的完整性；保护钢丝绳的完整性。两者之间万向联轴节的状态。 检查走行减速箱运行状况是否良好。3.液压系统检验（1）目测全车液压系统的完整程度，液压表、阀、接头是否完 好，联接器、油泵、油缸、油管是否可靠固定，有无漏油、渗油现 象，操作指示牌标识是否齐全。（2）检测液压系统安全阀的调定压力是否符合设计规范。一 般情况下，安全阀的调定压力是工作压力的 110%。检查平衡 阀、液压锁与执行机构的连接，是否为刚性连接。（3）给 1# 柱油缸、2# 柱油缸、前支腿油缸做保压试验，额载5 min，要求上升、下降、回缩值3 mm。4.电气与控制系统检验（1）检查全车交、直流控制台元件及线路是否正常，台面指 示牌是否齐全。检查全车交、直流控制柜元件及线路是否正常。 全车电线、电缆、滑接线及照明系统电路是否正常。（2）检测全车接地、短路、失压、零位、过流、失磁保护电路运 行是否正常，供电电源断错相保护、正反向接触器故障保护运行 是否正常。整机绝缘电阻值是否在允许范围内，如额定电压大于 直流 300 v 或交流 100 v 的电路绝缘电阻值5 m，额定电 压小于直流 300 v 或交流 100 v 的电路，绝缘阻值1 m。5.安全保护和防护装置检验 检验吊梁、吊轨卷扬起升高度限位器运行是否正常有效，吊梁、吊轨运行行程限位器运行是否正常有效；起吊、走行的联锁 装置是否有效。检验 0# 柱应急断电开关运行是否正常。检验机 臂防坠安全绳、车体排障器、拦杆、扶梯是否配备齐全和完好可 靠。风速仪的配备、安装是否符合要求。外露的链条、皮带有无防 护罩。外露电器是否有可靠的防潮装置。6.车辆制动系统检验 检验车辆的闸、阀、表是否按时校验；风压值是否在正常范围内，有无漏风现象，保压是否正常。制动缸鞲鞴行程是否在正 常范围内。基础制动装置拉杆、制动梁有无变形。7.主要受力构件的应力检测 用程控静态应变仪、三向电阻应变片、单向电阻应变片，检测架桥机在施工过程和移跨对位过程中主要受力构件的应力 值，由于单臂式架桥机一个特别的地方，就是最大应力未发生在 简支架梁工作状态，而发生在全悬臂对位时非工作状态。（1）单臂式架桥机应力测试所用载荷。测试时所用载荷是工 地现架梁，2101 型边梁或 2201 型边梁，加防护层重量，桥面碴 重量，即架梁时边梁整备后的重量；2101 型边梁自重 146.31 t，2201 型边梁自重 139.28 t，另各加 5 t 的桥面道碴；充分利用现 场条件，同时满足架桥机的施工安全。（2）单臂式架桥机测试应力时的工况。本机型应力测试选 取了 4 个工况来测试应力。工况 1，机臂由 1# 柱、2# 柱支承 后全悬 ，两台吊轨小车在机臂 上 靠 近 于 0# 柱 端 ，而 2 台 吊 梁小 车 在 1# 柱 、2# 柱 之 间 ，0# 柱 挂 架 2101（2201）梁 时 的 最 少 节段后悬空。工况 2，架桥机由 1# 柱、0# 柱简支支承，两台吊轨 小车在机臂上靠近于 0# 柱 端 ，两台吊梁小车吊梁前行 ，前吊 点到 1# 柱、0# 柱之间的机臂中点位 。工 况 3， 架 桥 机 由 1# 柱、0# 柱简支支承，两台吊轨小车在机臂上靠近于 0# 柱端，两 台吊梁小车吊梁前行，在纵向基本就位，距桥墩有 300 mm 高 度差。工况 4，架桥机由 1# 柱、0# 柱简支支承，两台吊轨小车 在机臂上靠近于 0# 柱端，两台吊梁小车在纵向基本就位，距 桥墩有 300 mm 高差，前 吊 点 横 移 出 750 mm，后 吊 点 横 移 出1000 mm。（3）单臂式架桥机测试应力时的应力片的测点布置。全机共 布置 14 个测点，8 个单向应力片，两个三向应力片。1# 柱、2# 柱 各两个单向应力片，放置在顶部靠前进方向上平面上；前吊梁小 车大车架上和横移台车上各 1 个单向应力片；机臂上跨中，距 0# 柱端 19 710 mm 处布有两个三向应力片，靠近 1# 柱距 0# 柱端39 110 mm 处布有两个单向应力片。（4）应力测试的结果与结论。将所测得的正应力结果合成为 各点的合成应力与主要受力构件材料的许用应力比较，在其范 围内则为合格。8.无损检测（1）全机共进行 3 项超声波探伤检测。对机臂的前吊点 位、中点位、后吊点位、1# 柱中心位的前后各 1.5