Máquina de construcción de puentes de 160 toneladas para construcción

En resumen, unMáquina de montaje de puentes de 160 toneladasno es sólo una grúa; es unsistema de construcción sofisticado y autónomo-eso revolucionó la forma en que construimos grandes puentes, haciendo que el proceso sea más rápido, seguro y preciso.

El proceso, conocido comoLanzamiento incrementaloLanzamiento segmentariométodo, es cíclico:

Asamblea:El BEM se monta en el estribo inicial del puente, a menudo utilizando una gran grúa móvil.

Entrega de segmentos:Un segmento de puente prefabricado de hormigón o acero (por ejemplo, una viga cajón de 30-metros que pesa 160 toneladas) se transporta al área de inicio en un remolque de varios ejes.

Levantamiento:Los cabrestantes del BEM bajan sus ganchos/viga separadora, que están conectadas al segmento. Luego, los cabrestantes levantan el segmento para separarlo del remolque transportador.

Transporte:Todo el pórtico, que ahora lleva el segmento, avanza a lo largo de la plataforma del puente ya terminada hasta que el segmento está directamente encima de su posición de colocación prevista.

Colocación precisa:Los cabrestantes bajan con cuidado el segmento. Los gatos hidráulicos en las patas de soporte realizan micro-ajustes para garantizar una perfecta alineación con el segmento anterior. Los topógrafos verifican la posición con precisión milimétrica.

Post-tensado:Una vez colocado el segmento, los trabajadores enhebran y tensan tendones de acero de alta-resistencia a través de conductos en los segmentos para unirlos, creando una plataforma de puente continua.

Lanzamiento hacia adelante:Una vez asegurado el segmento, el BEM se desprende, levanta sus patas y se impulsa hacia el final de la sección recién construida para prepararse para el siguiente ciclo.

Repetición:Este ciclo se repite para cada segmento hasta que se completa el tramo del puente.

Especificaciones generales: Máquina de montaje de puentes (BEM) de 160 toneladas

1.0 Función Primaria
Para levantar, transportar y colocar con precisión segmentos de hormigón pre-fabricados (vigas, vigas cajón, vigas en U-, vigas en T-) o vigas-de luz completa con un peso de hasta 160 toneladas métricas para la construcción de viaductos, puentes y pasos elevados.

2.0 Estándares y códigos de diseño clave

ISO 4301-1:2016 (Grúas - Clasificación)

ISO 8686-1:2012 (Grúas: principios de diseño para cargas y combinaciones de cargas)

FEM 1.001 (Reglas para el Diseño de Dispositivos de Elevación)

EN 1993 (Eurocódigo 3: Diseño de estructuras de acero)

Normativas de seguridad de construcción y grúas locales y nacionales.

Una máquina de construcción de puentes (BEM) de 160- toneladas es una pieza fundamental del equipo que se utiliza para la instalación rápida y precisa de puentes prefabricados de hormigón o de vigas de acero, especialmente en proyectos de infraestructura a gran escala como viaductos, carreteras y ferrocarriles.

A continuación se muestra un desglose detallado de sus componentes clave, categorizados por sus sistemas funcionales.

1. Marco Estructural Principal

Este es el esqueleto principal de carga-de la máquina.

Viga principal / armadura:La viga larga y horizontal que se extiende a lo largo de toda la longitud entre pilares. Proporciona la plataforma para todos los demás componentes y debe tener una inmensa resistencia y rigidez para soportar la carga de 160 toneladas sin una deflexión excesiva. A menudo se trata de un diseño de viga cajón o de celosía.

Soporte Delantero (Nariz):La sección en voladizo en la parte delantera de la viga principal. Proporciona estabilidad durante el proceso de lanzamiento a medida que la máquina avanza al siguiente tramo.

Patas de apoyo traseras:Las patas rígidas en la parte trasera de la máquina que la anclan a la plataforma previamente construida. Transfieren la carga durante la operación de elevación.

Patas de Apoyo Delanteras (Pórtico de Lanzamiento):Se trata de patas móviles en la parte delantera que descienden al siguiente muelle una vez que la máquina se ha lanzado hacia adelante. Están equipados con gatos hidráulicos para ajuste fino y transferencia de carga.

2. Sistema de elevación y elevación

El sistema central responsable de recoger y colocar las vigas.

Cabrestantes de elevación principal:Cabrestantes de alta-capacidad, accionados eléctrica o hidráulicamente, con sistemas de frenado y control de velocidad precisos. Para una máquina de 160 toneladas, normalmente se trata de dos cabrestantes de 80+ toneladas cada uno, que trabajan en tándem.

Cables y poleas de alambre:Cables de acero de alta-resistencia que van desde los cabrestantes a través de un sistema de poleas hasta el carro elevador. Están diseñados para ciclos de trabajo-inteligente y seguridad crítica.

Carro elevador:El carro móvil que corre sobre rieles en la parte inferior de la viga principal. Alberga las poleas y el punto de conexión de la viga esparcidora. Es accionado por un sistema motorizado independiente para posicionar la viga transversalmente.

Viga esparcidora/viga de elevación:Una viga subordinada que se conecta a la viga en múltiples puntos. Su propósito es distribuir la carga masiva de manera uniforme sobre la viga prefabricada, evitando daños por tensiones concentradas. A menudo es ajustable para diferentes anchos de vigas.

3. Sistema de lanzamiento y propulsión

Este sistema permite que toda la máquina de varios-cientos-toneladas avance al siguiente tramo una vez que se coloca el actual.

Cabrestantes de Propulsión / Cilindros Hidráulicos:El mecanismo principal para mover la máquina. Algunos utilizan cabrestantes que tiran de la máquina a lo largo de cables anclados, mientras que otros utilizan un mecanismo de "caminata" con cilindros hidráulicos sincronizados que empujan fuera de la plataforma existente.

Zapatos de Lanzamiento / Patines:Superficies deslizantes de baja-fricción unidas a las patas de soporte que permiten que la viga principal se deslice hacia adelante en relación con los pilares durante la secuencia de lanzamiento.

Sistema de orientación:Rieles o guías que aseguran que la máquina se mueva en línea recta durante el lanzamiento, evitando desalineaciones.

4. Sistema de soporte y estabilización

Garantiza que la máquina permanezca perfectamente estable y nivelada durante todas las operaciones, lo cual es fundamental para la seguridad y la precisión.

Sistemas de elevación hidráulica:Ubicado en la parte superior de cada pata de apoyo. Estos gatos permiten micro-ajustes de altura para nivelar perfectamente la viga principal, compensando cualquier irregularidad en la altura del muelle o del tablero.

Bases de elevación/placas de suela:Placas grandes y robustas que se ubican entre los gatos hidráulicos y la superficie del muelle/cubierta. Distribuyen la inmensa carga puntual sobre un área más grande para evitar el aplastamiento del hormigón.

Estabilizadores Horizontales:Soportes laterales o arriostramientos que evitan que la máquina se balancee lateralmente debido al viento o cargas laterales accidentales.

5. Sistema de control y energía

El "cerebro y corazón" de la operación.

Cabina del Operador:Una cabina con clima-controlado y visibilidad panorámica, normalmente ubicada para tener una vista óptima de las operaciones de elevación. Alberga todas las interfaces de control.

Sistema de Control Centralizado:Un sofisticado sistema PLC (controlador lógico programable) o computadora-que integra y sincroniza todos los movimientos (elevación, desplazamiento del carro, lanzamiento de la máquina). A menudo incluye protección contra sobrecargas y dispositivos de seguridad.

Unidad de potencia:Un grupo electrógeno diésel grande o una conexión de energía eléctrica (si se encuentra en un sitio con energía) que proporcione la energía necesaria para todos los cabrestantes, el sistema hidráulico y los controles.

Anemómetro y sensores de seguridad:Instrumentos críticos que miden la velocidad del viento (bloqueando las operaciones si es demasiado alto), el peso de la carga y la inclinación de las vigas, garantizando que las operaciones se mantengan dentro de parámetros seguros.

6. Componentes auxiliares

Plataformas de trabajo y pasarelas de acceso:Vías de acceso seguras para mantenimiento e inspección en toda la longitud de la viga principal.

Sistemas de iluminación:Para trabajar durante turnos nocturnos o en condiciones de poca-luz.

Sistemas de seguridad:Botones de parada de emergencia, extintores, alarmas de aviso y sistemas de protección contra caídas.

Cómo funcionan juntos los componentes en un ciclo típico:

Posicionamiento:La máquina está anclada sobre dos pilares, con las patas delanteras retraídas.

Levantamiento:El carro se coloca encima del vehículo de reparto. Los polipastos principales bajan la viga separadora, que está conectada a la nueva viga de 160 toneladas. Luego, los cabrestantes lo levantan del transportador.

Colocación:El carro se mueve a lo largo de la viga principal para colocar con precisión la nueva viga sobre su ubicación prevista. Luego se baja lentamente hasta su lugar sobre los cojinetes.

Lanzamiento (Propulsión):Una vez completado el tramo, la máquina está preparada para moverse. Las patas de apoyo delanteras se extienden hasta el siguiente pilar. Las patas traseras se retraen y el sistema de propulsión (cabrestantes o arietes hidráulicos) empuja toda la estructura de la viga principal hacia adelante hasta centrarla sobre el siguiente tramo.

Anclaje:Las patas traseras se bajan y se anclan a la plataforma recién construida, y la máquina se nivela y se prepara para el siguiente levantamiento.

Este proceso cíclico permite el montaje rápido de un puente largo tramo por tramo con mano de obra mínima y alta precisión.

1. Eficiencia y velocidad inigualables

Ciclo de construcción rápido:Estas máquinas están diseñadas para tareas repetitivas. Pueden colocar una viga o segmento prefabricado de 160-toneladas en cuestión de horas, lo que reduce drásticamente el tiempo necesario para completar una plataforma de puente en comparación con métodos tradicionales como la construcción de cimbra o el uso de grandes grúas móviles.

Flujo de trabajo continuo:La máquina crea un flujo de trabajo predecible y continuo. Mientras se coloca un segmento, los siguientes segmentos se pueden preparar y transportar al sitio, y el equipo detrás de la máquina puede trabajar en el acabado de la plataforma (p. ej., soldadura, lechada, instalación de parapetos).

Tiempo de inactividad mínimo:La máquina avanza sobre la plataforma del puente ya-construida, preparándose para la siguiente ubicación con un tiempo mínimo de desmontaje y configuración.

2. Seguridad mejorada

Reducción de riesgos-en el sitio:Minimiza significativamente la necesidad de que los trabajadores realicen tareas peligrosas a grandes alturas o en terrenos difíciles (por ejemplo, valles profundos, ríos, carreteras muy transitadas). La mayoría de las operaciones se controlan desde una plataforma segura.

Estabilidad y Control:A diferencia de las grúas que pueden verse afectadas por el viento y requieren una extensa instalación de estabilizadores, estas máquinas están ancladas a la estructura estable del puente existente. Esto proporciona un entorno mucho más controlado y seguro para levantar y posicionar con precisión cargas pesadas.

Eliminación de Cimbra Extensa:La construcción de estructuras de soporte temporales tradicionales (cimbra) debajo del puente es una de las actividades más peligrosas en la construcción. La viga de lanzamiento elimina esta necesidad por completo, protegiendo a los trabajadores de posibles colapsos.

3. Precisión y calidad superiores

Precisión milimétrica:Estas máquinas están equipadas con sofisticados sistemas de control hidráulico y electrónico que permiten una colocación extremadamente precisa de vigas o dovelas. Esta precisión es fundamental para garantizar la alineación y la pendiente finales del puente, especialmente para los trenes de alta-velocidad donde las tolerancias son minúsculas.

Resultados consistentes:La naturaleza automatizada y repetitiva del proceso garantiza que cada segmento se coloque con el mismo alto nivel de precisión, lo que genera un producto final de alta-calidad constante.

4. Ventajas económicas

Costo-Efectividad para tramos largos:Para proyectos que involucran viaductos largos (normalmente de más de 1 a 2 km), la alta inversión inicial en la máquina se compensa rápidamente con ahorros en mano de obra, tiempo y materiales (como la madera y el acero para la cimbra).

Costos laborales reducidos:El proceso está altamente mecanizado y requiere un equipo especializado más pequeño en comparación con métodos que requieren mucha mano de obra-como la construcción de cimbra.

Costos de alquiler más bajos:Si bien la máquina en sí es costosa, puede ser más económica que alquilar varias grúas de ultra{0}}alta-capacidad durante todo un proyecto largo.

5. Impacto ambiental y social

Perturbación mínima del suelo:Dado que funciona de arriba hacia abajo y no requiere cimbras extensas-en el terreno, la máquina ocupa muy poco espacio en el suelo. Esto es crucial cuando se construye sobre áreas ambientalmente sensibles, humedales, bosques o vías férreas y carreteras activas.

Menos interrupción del tráfico:Al construir sobre carreteras o vías férreas existentes, la máquina puede funcionar con una interferencia mínima para el tráfico que se encuentra debajo. No es necesario cerrar-carriles a largo plazo para montar y desmontar la cimbra.

Reducción de ruido y contaminación:El proceso es generalmente más silencioso y genera menos polvo y desechos que los métodos tradicionales que implican grandes cantidades de vertido de concreto y construcción de cimbras en el sitio.

6. Capacidad para trabajar en terrenos desafiantes

Esta es quizás su mayor fortaleza. Una máquina de construcción de puentes de 160 toneladas es indispensable en situaciones en las que otros métodos no son prácticos o imposibles:

Sobre Gargantas o Valles Profundos:Construir cimbras desde abajo es increíblemente difícil y peligroso.

Sobre vías navegables:Evita la necesidad de construir ataguías o trabajar en el agua, lo que es costoso y perjudicial para el medio ambiente.

Sobre la infraestructura existente:Permite que la construcción avance sin problemas en carreteras, ferrocarriles o áreas urbanas activas sin interrumpirlas.

Aplicaciones primarias

El BEM de 160 toneladas es una tecnología fundamental para elMétodo de voladizo equilibrado prefabricadoyIntervalo-por-métodos de construcción de tramo. Sus aplicaciones son altamente especializadas:

1. Montaje de segmentos prefabricados de hormigón (la función principal):

Este es el trabajo principal de la máquina. Los puentes se construyen a partir de segmentos individuales (a menudo "vigas I-" o "vigas U-" para tramos más simples, o "vigas cajón" para los complejos) que se funden en una fábrica fuera de-el sitio.

El BEM recorre los tramos ya terminados del puente, recoge los nuevos tramos entregados por camiones en el lugar y los coloca con precisión en el lugar designado.

Luego, los trabajadores postizan temporalmente-los segmentos a la estructura existente antes de realizar la lechada final y el postensado permanente.

2. Construcción de Viaductos y Carreteras Elevadas/Ferrocarriles:

Esta es la aplicación más común. Cuando es necesario construir una nueva carretera o línea ferroviaria sobre un terreno difícil-como valles, carreteras existentes, ríos o áreas urbanas con espacio limitado-construir un viaducto elevado suele ser la mejor solución.

El BEM permite la construcción con una mínima interrupción del tráfico y el medio ambiente debajo, ya que la mayor parte del trabajo se realiza por encima.

3. Construcción en voladizo equilibrado:

En este método, los segmentos se colocan simétricamente a ambos lados de un muelle simultáneamente para equilibrar las cargas y evitar momentos de flexión excesivos en el muelle.

El BEM de 160 toneladas es ideal para ello, ya que puede maniobrar alrededor del muelle y manejar las pesadas dovelas necesarias para grandes luces, que pueden superar los 150 metros.

4. Construcción tramo-por- tramo:

Este método implica construir el puente un tramo completo a la vez, de un pilar al siguiente.

El BEM se asienta sobre los pilares y se lanza hacia adelante después de completar cada tramo. Se trata de un proceso altamente eficiente, similar a una-línea-de montaje, ideal para puentes largos con longitudes de luz y curvatura constantes.

Procedimiento de producción para una máquina de construcción de puentes (BEM) de 160 toneladas

1. Fase de Definición y Diseño del Proyecto

Análisis de requisitos del cliente:Los ingenieros trabajan con el cliente para definir especificaciones precisas:

Capacidad de levantamiento:160 toneladas métricas (requisito principal).

Longitud del tramo:Longitud máxima del tramo que debe cubrir el BEM.

Geometría del puente:Curvatura, gradiente y-sección transversal del tablero del puente.

Tipo de viga:Vigas cajón segmentadas pre-fabricadas, vigas I-, vigas U-, etc.

Sistema de propulsión:Tipo de movimiento (rodante, deslizante, con o sin morro de lanzamiento).

Sistema de control:Nivel de automatización (manual, semi-automático, control remoto completo).

Condiciones del sitio:Cargas de viento, factores sísmicos y limitaciones de acceso.

Diseño de Ingeniería de Detalle:

Análisis Estructural:El análisis de elementos finitos (FEA) se realiza en las vigas principales, soportes y equipos de elevación para garantizar la integridad estructural bajo una carga total de 160 toneladas y factores dinámicos.

Diseño mecánico:Diseño de todos los componentes mecánicos: cabrestantes, polipastos, carros, sistemas hidráulicos, ruedas y cojinetes.

Diseño de sistemas eléctricos y de control:Diseño de distribución de energía, controles de motores, sensores (carga, alineación, viento) e interfaz del operador.

Dibujos y documentación:Creación de planos de fabricación detallados, lista de materiales (BOM) e instrucciones de montaje.

2. Adquisiciones y preparación de materiales

Obtención de materiales:Adquisición de materias primas según la BOM:

Tes principales:Placas de acero de alta-resistencia (p. ej., ASTM A572 Gr. 50 o equivalente).

Componentes:Cables de acero, ganchos, poleas, cilindros hidráulicos, válvulas, mangueras, motores, engranajes y componentes eléctricos de alta-calidad certificados de proveedores aprobados.

Sujetadores:Pernos, tuercas y arandelas de alta-tensión.

Pruebas de materiales:Los materiales entrantes se inspeccionan para obtener certificación (Certificados de prueba de fábrica - MTC) y se someten a pruebas como pruebas ultrasónicas (UT) para placas de acero para detectar fallas internas.

3. Fase de fabricación y fabricación

Corte y perfilado:

Las placas de acero se cortan a medida mediante máquinas de corte por plasma CNC o por oxicorte-para mayor precisión.

La perforación de los orificios de los pernos se realiza mediante perforadoras CNC para garantizar una alineación perfecta.

Conformado y doblado:

Las placas para secciones curvas (por ejemplo, sobre patas de soporte o conectores) se doblan utilizando máquinas laminadoras de placas o plegadoras.

Soldadura y ensamblaje de sub{0}}componentes:

Vigas principales:Las placas se sueldan entre sí para formar las secciones de caja o armadura de las vigas longitudinales principales. Este es un proceso crítico.

Procedimiento de soldadura:Los soldadores calificados siguen una Especificación de procedimiento de soldadura (WPS). Todas las soldaduras críticas se prueban de forma no-destructiva (NDT) mediantePruebas de partículas magnéticas (MT)oPrueba de tinte penetrante (PT)para defectos superficiales yPruebas ultrasónicas (UT)oPruebas Radiográficas (RT)por defectos internos.

Patas/Marcos de Apoyo:Fabricación de los soportes delantero y trasero que soportan el peso de la máquina sobre la pila del puente.

Pórtico/carro de elevación:Fabricación del sistema de viga transversal-y carro que se desplaza lateralmente y alberga los cabrestantes.

Post-Tratamiento de soldadura:

Las costuras de soldadura están rectificadas y lisas.

Los componentes estructurales críticos pueden aliviarse-la tensión en un horno de tratamiento térmico para eliminar las tensiones residuales de la soldadura.

Preparación y pintura de superficies:

Todos los componentes se chorrean-según el estándar SA 2.5 para eliminar el óxido y las incrustaciones y crear un perfil para la adhesión de la pintura.

Se aplica una capa de imprimación inmediatamente después del granallado para evitar la corrosión.

Se aplican capas intermedias y superiores de pintura-industrial- de alto espesor. La codificación de colores por motivos de seguridad y estética se realiza según las especificaciones.

4. Sub-ensamblaje y pre-ensamblaje

Los componentes mecánicos se ensamblan en unidades más pequeñas:

Montaje del cabrestante:Montaje de tambores de cabrestante, motores, cajas de cambios y frenos en un bastidor base.

Unidad de energía hidráulica (HPU):Montaje de bomba hidráulica, depósito, filtros y válvulas sobre patín.

Montaje del carro:Montaje de ruedas, motores de accionamiento y unidad de elevación principal en el bastidor del carro.

Montaje del panel eléctrico:Cableado de PLC, variadores de frecuencia (VFD), disyuntores y controladores en un panel de control.

5. Pruebas de aceptación en fábrica (FAT)

Este es un paso crucial para verificar el rendimiento y la seguridad antes del desmontaje para el envío.

Verificación dimensional:Verificación de todas las dimensiones críticas frente a los dibujos.

Inspección visual:Inspección de todas las soldaduras, pintura y conexiones mecánicas.

Pruebas funcionales (sin-carga):

Pruebe todos los movimientos: desplazamiento del carro, elevación/descenso del polipasto, propulsión del pórtico principal. Verifique el buen funcionamiento, la funcionalidad del interruptor de límite y las paradas de emergencia.

Pruebe el sistema hidráulico en busca de fugas y presión correcta.

Pruebas de carga: (La prueba más crítica para un BEM de 160 toneladas)

Prueba de carga estática:El sistema de elevación (polipasto, carro, vigas) está sometido a una carga25% sobre su capacidad nominal(es decir, 200 toneladas). La carga se levanta, se mantiene suspendida durante un período (por ejemplo, de 10 a 15 minutos) y se inspecciona cuidadosamente para detectar cualquier deformación, deflexión o problema.

Prueba de carga dinámica:El sistema se prueba en110% de la capacidad nominal(176 toneladas). La carga se levanta y se mueve en todo el rango de operación para simular las condiciones de trabajo.

Las pruebas de carga se realizan utilizando células de carga calibradas y pesas de prueba certificadas (a menudo bloques de hormigón).

6. Desmontaje, embalaje y envío

Después de pasar el FAT, la máquina se desmonta sistemáticamente en módulos transportables.

Los componentes se empaquetan cuidadosamente para evitar daños durante el transporte. Los puntos de elevación están claramente marcados.

Todos los puertos hidráulicos y conectores eléctricos expuestos están sellados.

Se crea una lista de embalaje detallada para cada contenedor o envío.

7. Montaje y puesta en servicio en el sitio (a menudo supervisado por el fabricante)

Preparación del sitio:Revisión de cimentaciones en la pila del puente, asegurando un área de trabajo nivelada y estable.

Erección:Utilizando grúas móviles, los componentes principales se montan en orden inverso al desmontaje.

Nueva-conexión:Todas las mangueras hidráulicas, cables eléctricos y pernos estructurales se reconectan y se aprietan según las especificaciones.

Puesta en marcha del sitio:

Nueva-prueba de todos los sistemas de seguridad e interruptores de límite.

una finalprueba de cargaa menudo se realiza en-el sitio con el cliente presente, normalmente al 100 % (160 T) y a veces al 125 % (200 T) de capacidad, utilizando las vigas del puente reales o pesos de prueba para verificar que todo funcione correctamente en su posición final.

Se brinda capacitación de operador y mantenimiento al equipo del cliente.

8. Entrega de documentación

El proyecto finaliza con la entrega de toda la documentación final, incluyendo:

Dibujos-como se construyeron

Cálculos de diseño

Certificados de materiales y soldaduras (informes NDT)

Informes de pruebas de carga y FAT

Manuales de operación y mantenimiento de equipos.

Lista de repuestos

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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