Máquina montadora de puentes con contrapeso de 120 toneladas

Una máquina montadora de puentes con contrapeso de 120-toneladas es una maravilla de la ingeniería civil moderna. Es el caballo de batalla que permite la construcción eficiente, segura y precisa de algunos de los puentes de hormigón de luces largas más impresionantes del mundo.

 

 

Cómo funciona: el ciclo de montaje

El proceso es un ciclo repetitivo y altamente coreografiado:

Alimentando la máquina:Un remolque de varios-ejes entrega un nuevo segmento de 120 toneladas a la parte trasera del BEM, directamente debajo del elevador.

Elevación y contrapeso:

El elevador trasero eleva el nuevo segmento.

Simultáneamente, el polipasto frontal (al otro lado del muelle) se acopla a una dovela previamente colocada sobre el tablero terminado, que servirá de contrapeso.

Viaje sincronizado:Ambos polipastos, que transportan la nueva dovela y la dovela de contrapeso, avanzan a lo largo del pórtico hacia los extremos del puente (los extremos en voladizo).

Colocación precisa:El nuevo segmento se maniobra hasta su posición final precisa. Se mantiene temporalmente en su lugar mediante barras de acero de alta-resistencia (post-tensión temporal) y se combina con el segmento anterior con una resina epoxi.

Post-tensado:Una vez colocados varios segmentos, se pasan tendones de acero internos o externos a través de los segmentos y se tensan con gatos hidráulicos, comprimiendo todos los segmentos juntos en un tramo monolítico y fuerte.

Lanzamiento (autopropulsión-):Después de completar un tramo entre dos muelles, la máquina se "lanza" hacia el siguiente muelle. Esto implica el uso de arietes hidráulicos para empujar la estructura principal hacia adelante, mientras que las patas de soporte se levantan, mueven y reinician secuencialmente. La máquina literalmente construye el puente sobre el que camina.

 

 

 

Parámetros clave de diseño y especificaciones de rendimiento

Parámetro	Especificación
Capacidad de elevación (por viga)	120 toneladas métricas
Luz Máxima (Muelle a Muelle)	50 metros (típico), personalizable hasta 60 m
Radio de curva mínimo	2.000 metros (puede diseñarse para radios más estrechos)
Grado máximo admitido	±4%
Polipastos de elevación	2 polipastos principales (normalmente con capacidad de 120 toneladas cada uno)
Velocidad de elevación del polipasto	0-5 m/min (control de velocidad variable)
Velocidad de desplazamiento del carro	0-10 m/min (control de velocidad variable)
Velocidad de lanzamiento de la luz principal	0-5 m/min (control de velocidad variable)
Velocidad de autopropulsión-de la máquina	0-5 m/min (control de velocidad variable)
Sistema de control	PLC centralizado con control de frecuencia para todos los movimientos. Operación de control remoto.
Fuente de alimentación	380V / 50Hz / Trifásico (o según los requisitos del proyecto)

 

 

I. Marco estructural principal

Este es el esqueleto principal de la máquina y proporciona soporte y estabilidad.

Pórtico principal (viga/armazón principal):

Función:La estructura principal tipo puente elevado-que abarca todo el ancho de los pilares y el espacio entre ellos. Lleva toda la carga de las dovelas y el sistema de elevación.

Descripción:Normalmente, una estructura de acero grande, tipo caja-o armadura-. Debe ser increíblemente rígido para resistir la flexión y la torsión durante las operaciones.

Pata de apoyo delantera (nariz/pata de aterrizaje):

Función:Proporciona soporte en el muelle de adelante, transfiriendo la carga hacia adelante a medida que se extiende el puente. A menudo "camina" o se reposiciona hasta el siguiente muelle.

Descripción:Pata telescópica o fija con sistema hidráulico de ajuste fino y bloqueo sobre la tapa del muelle.

Pata de apoyo trasera (Pata de apoyo principal):

Función:Ancla la máquina a la parte ya construida del puente. Lleva una parte importante del peso de la máquina y del momento del contrapeso.

Descripción:Un conjunto de patas robusto que se sujeta de forma segura a la plataforma del puente o al pilar.

Pata de soporte central (pata intermedia - si corresponde):

Función:Se utiliza en máquinas más largas para brindar soporte adicional y reducir la tensión en la viga principal. Puede descansar sobre un muelle o una torre temporal.

II. Sistema de manipulación y montaje de segmentos

Este es el sistema central que recoge, mueve y posiciona los segmentos de hormigón.

Polipasto principal (cabrestantes/carros de elevación):

Función:Levantar los segmentos pre-prefabricados del vehículo de transporte (por la parte trasera) y llevarlos al frente para su colocación.

Descripción:Consta de potentes cabrestantes eléctricos o hidráulicos con cables de acero de alta-resistencia. Los polipastos están montados sobre carros que corren a lo largo de rieles en la parte inferior del pórtico principal.

Marcos de elevación (vigas separadoras):

Función:Distribuir la fuerza de elevación uniformemente a lo largo del segmento para evitar daños. Conectan los cables de elevación con los puntos de elevación del segmento.

Descripción:Estructuras rígidas de acero con múltiples puntos de recogida. A menudo pueden girar y ajustarse para manejar diferentes tipos de segmentos o curvas.

III. Sistema de propulsión y movimiento

Este sistema permite que toda la máquina "camine" hacia el siguiente tramo.

Sistema de propulsión (mecanismo de marcha):

Función:Mover toda la máquina hacia adelante a la siguiente posición de construcción después de completar un tramo.

Descripción:Normalmente utiliza cilindros hidráulicos o plataformas para caminar que empujan contra el tablero del puente. La máquina se mueve con un movimiento de "pulgada" o "caminando", alternando entre levantar, empujar y colocar.

Hidráulica de la pierna de apoyo:

Función:Subir, bajar y posicionar con precisión las patas de apoyo durante el ciclo de lanzamiento. Esto incluye retraer la pata delantera para superar obstáculos y extenderla para aterrizar en el siguiente muelle.

IV. El sistema de contrapeso

Este es un componente operativo y de seguridad crítico, especialmente para unvoladizo equilibradométodo de erección.

Área/cubierta de contrapeso:

Función:Un área estructural designada en la parte trasera de la máquina donde se colocan los contrapesos.

Bloques de contrapeso:

Función:Para equilibrar el momento de vuelco creado por los segmentos en voladizo que se colocan en la parte delantera de la máquina. Esto mantiene la máquina estable y evita que se vuelque.

Descripción:Suelen ser enormes bloques-de hormigón prefabricado o pesas de acero. El contrapeso total se calcula cuidadosamente en función del peso de los segmentos y la longitud del voladizo. Para una máquina de 120 toneladas, el contrapeso podría estar en el rango de 60 a 100 toneladas, según el diseño.

V. Sistemas Auxiliares y de Control

Estos sistemas reúnen todo y permiten un funcionamiento preciso.

Unidad de energía hidráulica (HPU):

Función:Proporciona fluido hidráulico presurizado a todos los componentes hidráulicos (cilindros para patas, propulsión y algunos polipastos).

Descripción:Una unidad central con bombas, depósitos, filtros y sistemas de refrigeración.

Sistema de control eléctrico:

Función:El "cerebro" de la máquina. Controla y sincroniza todos los movimientos de los polipastos, carros y sistema de propulsión.

Descripción:Incluye una cabina de control central con PLCs (Controladores Lógicos Programables), joysticks y pantallas de monitoreo.

Sistemas de Seguridad y Monitoreo:

Función:Para garantizar una operación segura.

Componentes:

Indicadores de momento de carga (LMI):Controlar la carga en los polipastos y la estabilidad de la máquina.

Anemómetro:Mide la velocidad del viento; Las operaciones se detienen si los vientos exceden los límites de seguridad.

Interruptores de límite:Evite que los componentes se muevan más allá de su rango seguro.

Sistemas de frenado redundantes:En todos los polipastos y carros.

Sistema de alineación de segmentos (pos-tensado temporal):

Función:Si bien no forma parte de la máquina en sí, el BEM funciona junto con un sistema para mantener los segmentos en su lugar antes de que se esfuercen los tendones permanentes.

Descripción:Esto incluye resina epoxi temporal aplicada entre los segmentos y barras o cordones de acero temporales que tiran del nuevo segmento contra el anterior.

 

 

 

 

 

Ventajas clave de una máquina montadora de puentes con contrapeso de 120 toneladas

1. Estabilidad y seguridad mejoradas

Esta es la ventaja más significativa. El contrapeso de 120 toneladas equilibra activamente la máquina durante su operación más crítica: cuando se extiende para colocar un nuevo segmento, creando un gran momento de vuelco.

Previene el derrumbe:El pesado contrapeso genera un momento estabilizador que contrarresta el momento creado por el peso del segmento que se levanta y el propio brazo de la máquina. Esto es crucial para la seguridad.

Opera en condiciones "desequilibradas":Puede erigir segmentos de forma segura en un lado del muelle (para una construcción en voladizo equilibrado) sin la necesidad de un "tramo posterior" temporal ni soportes-en el suelo.

2. Capacidad para abarcar largas distancias

La estabilidad proporcionada por el contrapeso permite que la máquina tenga un gran alcance.

Voladizos largos:Puede colocar dovelas alejadas del muelle de soporte, lo que permite la construcción de puentes con luces largas (normalmente de 100 a 200 metros, según el diseño) sin pilares intermedios.

Ideal para terrenos desafiantes:Esto lo hace perfecto para cruzar obstáculos como ríos, carreteras, desfiladeros y áreas ambientalmente sensibles donde la construcción de muelles intermedios es difícil, costosa o imposible.

3. Mínima huella de suelo e interrupción

Dado que la máquina está sostenida enteramente por la propia estructura del puente, tiene un impacto muy pequeño en el suelo debajo.

Sin alteración del terreno:No son necesarias grandes obras temporales, cimentaciones ni cimbras en el terreno. Esta es una gran ventaja en áreas ecológicamente sensibles o sobre rutas de transporte activas (ferrocarriles, carreteras, vías navegables).

El tráfico puede fluir ininterrumpidamente:La construcción puede continuar sobre una carretera o vía férrea sin necesidad de cierres o interrupciones importantes del tráfico.

4. Alta precisión y control

Estas máquinas están diseñadas para ofrecer precisión. Cuentan con sofisticados sistemas de control hidráulico y electrónico.

Ajuste de nivel del micrómetro-:Pueden maniobrar con precisión segmentos pesados ​​(que pesan hasta 120 toneladas en este caso) en todas las direcciones (arriba/abajo, izquierda/derecha, cabeceo, guiñada) para garantizar un ajuste perfecto con el segmento previamente colocado.

Garantiza la geometría del puente:Esta precisión es fundamental para mantener la alineación y el perfil correctos del puente y garantizar que las claves de corte de los segmentos y las juntas epoxi encajen perfectamente, lo cual es vital para la integridad estructural del puente terminado.

5. Eficiencia y Rapidez de Construcción

El proceso es muy metódico y repetitivo, lo que conduce a ciclos de construcción rápidos.

Tiempo de ciclo:Una vez instalada la máquina, el ciclo de levantar, transportar, posicionar y tensar un segmento se puede completar en cuestión de horas. Un ciclo típico puede durar tan solo de 3 a 7 días por par de segmentos (uno en cada lado).

Operaciones paralelas:Mientras la máquina erige segmentos en la parte delantera, otros equipos pueden trabajar en la plataforma terminada detrás de ella (por ejemplo, en muros de barrera, drenaje y pavimento), lo que acelera el cronograma general del proyecto.

6. Versatilidad y adaptabilidad

Una máquina de 120 toneladas de capacidad es un modelo robusto y versátil.

Maneja segmentos pesados:La capacidad de 120 toneladas le permite manejar segmentos grandes y pesados, lo que puede reducir la cantidad total de segmentos necesarios para un tramo y acelerar la construcción.

Adaptable a geometrías complejas:Muchas máquinas modernas se pueden configurar para erigir puentes con geometrías complejas, incluidas curvas horizontales y verticales.

Contrapeso ajustable:El contrapeso no suele ser una masa fija; se puede ajustar (por ejemplo, agregando o quitando bloques de peso o ajustando su posición) para optimizar el equilibrio para diferentes pesos de segmento y distancias de alcance.

7. Viabilidad económica mejorada para proyectos específicos

Si bien la máquina en sí misma representa una importante inversión de capital, sus ventajas a menudo conducen a menores costos generales del proyecto en los escenarios correctos.

Obras Temporales Reducidas:Los ahorros derivados de la eliminación de cimbras masivas y estructuras de soporte del suelo pueden ser enormes.

Finalización más rápida:La reducción del tiempo de construcción conduce a menores costos generales y un retorno de la inversión más temprano, especialmente para proyectos con alto tráfico o impacto económico.

 

 

Aplicación principal y principio de funcionamiento

La aplicación principal es laMétodo de construcción en voladizo equilibrado. Este método se utiliza cuando se construye sobre valles profundos, ríos anchos, desfiladeros o carreteras/ferrocarriles existentes donde el andamio desde el suelo es imposible o prohibitivamente costoso.

Cómo funciona:

La máquina se coloca encima del muelle ya construido. Luego se procede a construir el tablero del puente simétricamente en ambas direcciones desde el muelle, un segmento a la vez.

Posicionamiento:La máquina se monta en el muelle.

Fundición/Levantamiento:Un nuevo segmento de 120 toneladas (o menos) del tablero del puente es:

Transmitir-en-lugar:El hormigón se vierte en un encofrado fijado directamente a la máquina.

Pre-emisión:La máquina entrega un segmento pre-prefabricado y lo coloca en su lugar.

Destacando:Se pasan tendones (cables) de acero de alta resistencia a través del segmento y se tensan, fijándolo de forma segura a los segmentos anteriores.

"Caminando" hacia adelante:Una vez que el segmento está asegurado, toda la máquina utiliza un sistema hidráulico para "caminar" o "lanzarse" hacia adelante sobre la plataforma recién construida para prepararse para el siguiente segmento.

Función de contrapeso:Durante todo este proceso, la máquina soporta un peso importante en su parte delantera (el nuevo segmento y su propio pórtico frontal). Para evitar que la máquina vuelque hacia atrás, es necesariocontrapesose aplica en su parte trasera. Este contrapeso, a menudo en forma de bloques de hormigón o de un tanque de agua, crea un momento de equilibrio que garantiza la estabilidad.

Aplicaciones clave y escenarios de proyectos

Esta máquina es indispensable en los siguientes escenarios:

Viaductos-de luces largas:Cruzar amplios valles o llanuras aluviales.

Cruces de ríos:Construcción sobre ríos importantes donde el tráfico de barcos no puede interrumpirse por cimbras.

Terreno montañoso:Construcción de puentes a través de profundos desfiladeros.

Infraestructura Urbana:Levantar pasos elevados o extensiones de puentes sobre carreteras y vías férreas existentes sin interrumpir el tráfico debajo.

Cables-Pilones de puentes atirantados:Construcción del tablero que conecta con la base de las torres del puente atirantado-.

 

 

 

Procedimiento de producción para una máquina montadora de puentes con contrapeso de 120 toneladas

1. Fase de definición y planificación del proyecto

1.1. Revisión y finalización del diseño:

Un equipo de ingenieros, gerentes de producción y control de calidad lleva a cabo una revisión exhaustiva de todos los dibujos de ingeniería, cálculos y especificaciones.

Los componentes clave incluyen la viga principal (viga), las patas de soporte (delanteras y traseras), los polipastos de elevación, el carro, el sistema hidráulico, el sistema de control eléctrico y el sistema de contrapeso.

Se verifican todos los códigos de diseño (p. ej., AISC, EN, GB) y factores de seguridad.

1.2. Adquisición e inspección de materiales:

Materias primas:Adquisición de placas de acero-de alta resistencia (p. ej., Q345B, Q460C o ASTM A572 Gr. 50 equivalente), secciones estructurales (vigas I-, canales) y piezas forjadas o fundidas de acero para piezas críticas.

Componentes comprados:Obtención de componentes certificados, incluidos cilindros hidráulicos, bombas, válvulas, motores eléctricos, convertidores de frecuencia, frenos, cables, poleas, cojinetes y gabinetes eléctricos.

Inspección entrante:Todos los materiales y componentes adquiridos se inspeccionan según las órdenes de compra y los estándares pertinentes. Se verifican los Certificados de Materiales (Certificados de Molino).

1.3. Planificación de la producción:

Creación de un cronograma de producción detallado, orden de trabajo y lista de materiales (BOM).

Asignación de recursos: mano de obra, espacio de taller, estaciones de soldadura y centros de mecanizado-de servicio pesado.

2. Fase de fabricación y fabricación

2.1. Corte y perfilado de acero:

Las placas y secciones de acero están marcadas según los dibujos de encajamiento.

El corte se realiza utilizando máquinas de corte CNC por plasma/oxi-combustible o sierras de alta-precisión para garantizar la precisión dimensional y los bordes limpios.

La perforación de los orificios de los pernos se realiza mediante perforadoras CNC o taladros de base magnética para mayor precisión.

2.2. Sub-Fabricación del ensamblaje:

Vigas de caja principal:Se sueldan placas de acero para formar las grandes vigas principales de sección en caja-. Este es un proceso crítico.

Jigging y ajuste-up:Los componentes se colocan en una plantilla de ensamblaje grande y rígida para evitar distorsiones y garantizar una geometría correcta.

Soldadura:Realizado por soldadores certificados que utilizan soldadura por arco sumergido (SAW) para uniones largas y soldadura por arco metálico protegido (SMAW) o soldadura por arco metálico con gas (GMAW) para otras uniones. Es posible que sea necesario un tratamiento térmico previo-y posterior-a la soldadura (PWHT) para placas gruesas para aliviar las tensiones.

Patas de apoyo y torres:Fabricado de manera similar, con mecanizado preciso de superficies de contacto y orificios de conexión de pasadores.

Estructura del carro:La estructura que soporta el polipasto está fabricada, asegurando planitud y escuadra para un desplazamiento suave.

Contenedores/Marcos de Contrapeso:Fabricado para sostener de forma segura los bloques de contrapeso especificados (a menudo de hormigón o acero).

2.3. Mecanizado de Componentes Críticos:

Los puntos de conexión clave, como los pasadores para la articulación de las patas, los puntos de las bisagras y las superficies de los rieles del carro, se mecanizan en grandes mandrinadoras, tornos o cepilladoras para lograr las tolerancias y el acabado superficial requeridos.

3. Fase de montaje e integración

3.1. Pre-ensamblaje (ajuste-up):

Los sub-subconjuntos principales (vigas principales, patas) se reúnen en el área de ensamblaje.

Se realiza un ajuste preliminar "en seco"-sin soldaduras ni pernos finales para verificar las dimensiones y la alineación. Se comprueba que las conexiones de los pines tengan libre movimiento.

3.2. Montaje Estructural Principal:

Las vigas de la caja principal están conectadas (atornilladas o soldadas según el diseño) para formar la estructura completa-.

Las patas de soporte y las torres se fijan a la viga principal mediante pasadores y pernos de alta-resistencia.

Los rieles del carro se instalan y alinean a lo largo del ala superior de la viga principal.

3.3. Instalación del sistema mecánico:

Sistema de carro y polipasto:El carro se coloca sobre los rieles. Los polipastos de elevación principales (de 120-toneladas de capacidad, normalmente un sistema de cabrestante doble con cables metálicos) se instalan en el carro.

Sistema de viaje:Sobre las patas de soporte se instalan ruedas o orugas para el movimiento longitudinal de la máquina.

Sistema hidráulico:Se instalan y conectan cilindros hidráulicos (para ajuste de patas y posicionamiento preciso), paquete de energía, mangueras y válvulas.

3.4. Instalación del sistema eléctrico y de control:

Distribución de energía:Se instalan gabinete eléctrico principal, carretes de cables y cables de alimentación.

Sistema de control:Se instalan y cablean un controlador lógico programable (PLC), convertidores de frecuencia para control de motores, sensores (interruptores de límite, celdas de carga, codificadores) y la cabina del operador con colgantes de control.

Sistemas de seguridad:Se integran circuitos de parada de emergencia, protección contra sobrecargas, sensores anticolisión y alarmas de advertencia.

4. Fase de prueba y puesta en marcha (Prueba de aceptación en fábrica - FAT)

Esta es una fase crítica para garantizar que la máquina funcione según lo diseñado antes de su desmontaje para su envío.

4.1. Inspección dimensional:

Verifique las dimensiones generales, la alineación de la viga principal y el paralelismo de los rieles.

4.2. Pruebas no-destructivas (END):

Pruebas ultrasónicas (UT)oPruebas Radiográficas (RT)en uniones soldadas críticas.

Pruebas de partículas magnéticas (MT)oPrueba de tinte penetrante (PT)en superficies mecanizadas y orificios para pasadores.

4.3. Pruebas de carga (según los estándares pertinentes -, por ejemplo, FEM, DIN, GB):

Prueba de carga estática:La máquina está anclada y el polipasto se utiliza para levantar una carga de prueba de125% de la carga de trabajo segura (SWL). Para una máquina de 120 toneladas, esto es150 toneladas. La carga se mantiene durante un tiempo específico (por ejemplo, de 10 a 15 minutos) mientras los inspectores verifican la deflexión, la deformación permanente y la integridad de las soldaduras y estructuras.

Prueba de carga dinámica:El polipasto se utiliza para levantar y mover una carga de prueba de110% de SWL (132 toneladas). El carro recorre toda la longitud de la viga y el polipasto realiza ciclos de elevación y descenso. Esta prueba verifica el desempeño de motores, frenos y sistemas de control en condiciones dinámicas.

4.4. Pruebas funcionales y de seguridad:

Pruebe todos los movimientos: elevación, descenso, desplazamiento del carro y desplazamiento del pórtico.

Verifique todos los interruptores de límite, paradas de emergencia y sistemas de protección de sobrecarga.

Pruebe el sistema hidráulico para detectar fugas y mantener la presión.

Calibrar celdas de carga y otros sensores.

5. Preparación para el envío

5.1. Marcado y Desmontaje:

Todos los componentes están marcados con identificadores únicos correspondientes a los planos de montaje.

La máquina se desmonta sistemáticamente en módulos transportables, teniendo en cuenta las limitaciones de peso y tamaño para el transporte.

5.2. Protección de superficies y embalaje:

Todas las superficies de acero estructural se granallan-según el estándar Sa 2.5 y se pintan con un sistema de revestimiento protector (imprimador, intermedio y acabado).

Las superficies mecanizadas y las varillas de los cilindros hidráulicos están recubiertas con grasa anticorrosiva y protegidas con madera contrachapada o cubiertas de plástico.

Los componentes hidráulicos y eléctricos están sellados y empaquetados para evitar la entrada de humedad y polvo durante el transporte.

5.3. Embalaje de documentación:

Se prepara un conjunto completo de documentos, que incluyen:

Dibujos-como se construyeron

Cálculos de diseño

Especificaciones de procedimientos de soldadura (WPS) y registros (PQR)

informes de END

Certificados de materiales

Certificados de prueba de carga

Manual de operación y mantenimiento

Catálogo de piezas

Esquemas hidráulicos y eléctricos.

6. Montaje y puesta en servicio en el sitio (proporcionado por los ingenieros del fabricante)

Una vez que los componentes llegan al sitio de construcción del puente, los ingenieros del fabricante generalmente supervisan el re-montaje y la puesta en servicio final, incluida una prueba de carga final en el puente real antes de comenzar los trabajos de montaje.

 

 

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La empresa ha instalado una plataforma inteligente de gestión de equipos, y ha instalado 310 conjuntos (sets) de robots de manipulación y soldadura. Una vez finalizado el plan, habrá más de 500 conjuntos (conjuntos) y la tasa de conexión en red de equipos alcanzará el 95%.. 32 se han puesto en uso líneas de soldadura, se planea instalar 50 y la tasa de automatización de toda la línea de productos ha alcanzado el 85%.

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