橋梁建設におけるガントリークレーン：革新的なアプリケーションと専門家による設置の洞察

中国の橋梁建設プロジェクトは、国内建設企業の高速道路や鉄道橋梁建設能力の向上に伴い、スパン長の拡大と建設難易度の上昇傾向にあり、橋梁建設技術に対する要求も高まっています。橋梁建設においては、中規模および大規模の部材の多くは、 ガントリークレーン 吊り上げ作業用です。したがって、建設要件に応じてガントリークレーンを適切に設置することで、機器の性能と橋梁建設の効率を効果的に向上させ、建設コストを削減することができます。

ガントリークレーンの構造と機能

ガントリークレーンの構造は多岐にわたります。共通の基本構成要素には、巻上システム、ガントリーフレーム、レール基礎、トロリー走行システムなどがあります。

昇降システム

吊り上げシステムは、主に2点吊りの部品を吊り上げたり吊り下げたりするために使用されます。このシステムは、傾斜モーター、メインモーター、遊星減速機、ドラムで構成されています。吊り上げバランスを確保するため、ガントリークレーンは通常、2つ以上の吊り上げシステムを備えています。吊り上げ物を安定させるため、ガントリークレーンはスプレッダービームと吊り上げシステムを組み合わせて荷重を支え、その後、ガントリークレーンの油圧クレーンまたは電動ウインチを介して部品を吊り上げます。

メインガントリーフレーム

メインガントリーフレームは、ガントリークレーン設備の主要構造であり、クレーンの「安定システム」として機能し、運転中の吊り上げ安定性を確保することを主な機能としています。メインガントリーフレームは、主荷重支持梁と高低脚柱からなる複合構造で構成されています。メインガントリーフレームは、多数の65本支柱支持梁を交差接合して組み立てられ、2本ごとに支柱の先端に固定されています。その主な機能は、吊り上げ荷重を直接支持することではなく、ガントリークレーンの安定性を確保することです。

主梁は、一般的には分離可能なトラス梁、またはガントリー位置に設置された多ピース単層梁です。高脚柱と低脚柱も65本の支柱で組み立てられ、水平方向と垂直方向の両方に多列柱構造を形成します。柱間には、水平ブレースと交差斜筋ブレース構造が設置されています。片側の隣接する柱はアングル鋼で補強され、上下のI形梁はシザーブレースで補強されています。

鉄道財団

橋梁建設では、ガントリークレーンが密集して設置され、車輪に大きな圧力がかかります。そのため、レール基礎の支持力には厳しい要件が課せられます。ガントリークレーン吊り上げ設計基準に基づき、定格荷重に耐えられるよう、基礎は特別な補強が必要です。通常、レール基礎は鉄筋コンクリート製のトラフベッドとして構築され、レールの堅牢性と軌道の平滑性が設計要件を満たすことが保証されます。

トロリー走行システム

トロリー走行システムは、吊り上げ作業の安全性と安定性を確保し、電子可変周波数速度制御装置によって制御されます。滑車と低速ウインチを組み合わせることで、走行装置の急停止や急発進による衝撃を軽減します。横方向の移動を可能にするために、各トロリーには主梁の位置に少なくとも2対の鋼製車輪が装備されている必要があります。トロリー走行システムは通常、トラックカートと走行レールで構成されます。

メイン走行システム

中規模・大規模橋梁建設において、従来のガントリークレーン走行システムでは、通常、建設要件を満たすことができません。そのため、より大型の走行システムが必要となります。走行システムは、駆動システムと走行台車で構成されており、走行台車は吊り上げ作業における重要な制御システムです。走行台車の積載容量は一定であると仮定すると、台車台数を増やすことで吊り上げ容量を増加させることができます。走行台車は、橋梁建設の設計荷重と移動距離の要件を満たし、クレーンへの影響を軽減します。

一般的には、83柱鋼と長尺I形鋼を移動用鋼材として用い、多機能台車と組み合わせます。施工ニーズに応じて、単線または複線設計を採用できます。長距離移動による影響を最小限に抑えるため、周波数変換器を備えた減速駆動システムで制御します。移動距離が短い場合は、アンカーポイントと牽引装置を使用して移動します。

橋梁建設におけるガントリークレーンの設置手順とポイント

インストール手順

橋梁建設におけるガントリークレーンの設置は、上から下への原則に従い、まず主構造物を、次に補助構造物を設置します。設置手順は以下のとおりです。

• ガントリークレーン用の基礎を処理します。これは橋梁吊り上げ作業の基本的なステップです。基礎の緻密さと平坦性が吊り上げ要件を満たしていることを確認してください。
• ガントリークレーンの下部キャリッジ用の鋼製レールと木製枕木を敷設します。レールの平行度と平滑性が設計要件を満たしていることを確認します。
• 下部のキャリッジをスチール トラック上に置き、レベルと移動位置を調整します。
• ガントリークレーンの柱を取り付けます。柱を組み立てた後、上部の鋼板を取り付け、柱と柱の間を連結して補強します。
• ガントリークレーンのメインビームを吊り上げます。メインビームを所定の位置に吊り上げたら、水平方向に接続します。
• トロリーレールを敷き、トロリーをレールの上に置きます。
• 吊り上げシステム、吊り上げビーム、スプレッダービーム、回転装置を組み立てます。
• 横方向移動システムと縦方向移動システムの設置とデバッグを行います。横方向移動システムとは台車システム、縦方向移動システムとは下部キャリッジシステムを指します。
• クレーンの重要な部分であり、吊り上げ操作のコマンド システムである自動電気制御システムをインストールしてデバッグします。
• 吊り上げスリングを設置し、ガントリークレーンの完全なデバッグと試運転を完了し、実際の建設の準備をします。

インストールのポイント

橋梁建設にガントリークレーンを使用する場合、不安定な動作や吊り上げ時の不均衡な力が発生し、操作上の安全性と安定性に影響を及ぼす可能性があるため、設置時に厳格な品質管理を実施する必要があります。

• 安定性と滑らかさは、トラックと車両の両方の設置にとって重要なポイントであり、スムーズな吊り上げ操作の基礎となります。
• レールを設置する前に、測量データの精度を確認し、レールの標高、勾配、および片輪の移動距離を設計範囲内に収めてください。逸脱があると、クレーンの安定した運転に影響を及ぼします。
• 台車を設置する前に、主梁と走行レールが確実に取り付けられていることを確認してください。線路間隔の完全な平行性を確保してください。脱線防止のため、両端に停止装置を設置してください。
• 上部梁の設置中は、支持脚間の中心距離が正確であることを確認してください。接合中はバランスを保ち、安全な組み立てを確保するために、通常は引きロープを使用してください。
• 高脚柱と低脚柱を設置する際は、上から下への順序に従い、しっかりと接続してください。低脚柱を設置する場合は、上部の支線ワイヤーを使用して調整し、垂直性を確保してください。十分な引張強度を確保するため、支線ワイヤーは直径15mmで、脚に対して45°の角度で設置してください。
• ウインチは、吊り上げおよび荷重支持の要件を満たし、緩みによる事故を防ぐためにキャリッジにしっかりと接続されている必要があります。
• 滑車グループを変更した後は、ワイヤーロープの両端をロックして、滑車の安全で安定した動作を確保します。
• 自動電気制御システムは、資格を持った専門家によって設置されなければなりません。試運転と試験を実施し、すべての標準試験に合格した後にのみ使用を開始する必要があります。

橋梁建設におけるガントリークレーンの応用分析

試運転と運用

試運転は、システムの電源投入から開始します。各昇降動作は無負荷状態でテストし、すべてのパラメータが設計基準を満たすまで偏差を修正します。完了したら、無負荷状態での試運転は終了します。

試運転は荷重下で行いますが、同様の手順で行います。偏差が修正され、荷重下で基準を満たしたら、吊り上げを開始します。主梁の吊り上げポイントを計算し、主梁の組み立てが完了したら、バランスチェックのため、梁が10～20cm上がった時点で試運転を停止します。梁が水平になるように構成を調整します。

さらに、作業者は吊り上げスリングとパッドの締め付け状態を点検し、必要に応じて調整することで、吊り上げ作業中に最高のパフォーマンスを確保する必要があります。

橋梁建設における応用

• 橋梁部材輸送ガントリークレーンは、部材を保管ヤードから橋梁現場まで輸送します。取り扱い中の損傷を防ぐため、正確な操作が求められます。
• コンポーネントのインストール：部材は指定された位置に正確に設置されます。高精度な位置決めにより、構造精度と橋梁の安全性が確保されます。
• 古い橋の解体ガントリークレーンは古い橋の解体に使用されます。高い速度と安定性により、効率的で安全な作業を実現します。
• 材料供給ガントリークレーンは、モルタルやセメントなどの資材を作業エリアに運び、強固な建設基礎を築きます。
• 橋梁の保守点検クレーンは損傷した部品の交換や橋梁の修理に役立ちます。修理の品質と安全性を確保するには、柔軟性と安定性が不可欠です。

結論

ガントリークレーンは、高い吊り上げ能力、容易な設置・解体、安全で安定した操作性などの利点を備えています。多くの大型橋梁部材の吊り上げにガントリークレーンは利用されています。建設要件に基づいたガントリークレーンの科学的な設置は、設備の性能向上、施工効率の向上、そしてコスト削減につながります。

ゾラ・ジャオ

天井クレーン/ガントリークレーン/ジブクレーン/クレーン部品ソリューションのエキスパート

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