Thiết bị kiểm tra mặt dưới cầu bê tông

ề giá thành của vật liệu bê tông, nên hầu hết các cầu đường bộ ở việt nam được xây dựng gần đây là cầu bê tông. Cho đến nay, số lượng cầu btct và btctdưl đã được xây dựng ở việt Nam chiếm một tỷ lệ rất lớn, với ưu thế gần như tuyệt đối so với cầu thép. Mặc dù, kết cấu btct đòi hỏi yêu cầu duy tu, bảo dưỡng ít hơn so với kết cấu thép, tuy nhiên nó vẫn cần được kiểm tra thường xuyên để sớm phát hiện và khắc phục các nguyên nhân gây hư hỏng cho vật liệu và kết cấu công trình. Do số lượng cầu bê tông rất nhiều vả trải nhiều trên các quốc lộ, các vùng miền của đất nước, nên công việc của người kiểm tra, duy tu, bảo dưỡng cầu trở nên vất vả hơn rất nhiều. Hơn nữa, do ứng dụng nhiều công nghệ tiên tiến vào lĩnh vực xây dựng cầu, các cầu btct và btctdưl đã vượt dược khẩu độ nhịp khá lớn, kèm theo đó chiều rộng cầu và chiều cao dầm cũng khá lớn. Như vậy mỗi lần kiểm tra, duy tu, bảo dưỡng, công việc của người thực hiện sẽ rất khó khăn và đòi hỏi hệ thống dàn giáo cũng rất phức tạp. vì vậy người kiểm tra cầu rất cần những hệ thống dàn giáo kiểm tra cầu cơ động, gọn nhẹ để giảm sức lao động, đảm bảo an toàn và nâng cao sức lao động. Hệ thống dàn giáo cơ động đó chính là xe kiểm tra cầu, có thể cơ động và có hệ thống dàn giáo có thể tiếp cận được các vị trí cần kiểm tra một cách nhanh chóng và an toàn. để chế tạo dàn giáo đặt trên xe kiểm tra cầu, cần thiết phải khái quát được các đặc điểm chung của các cầu bê tông đã, đang và sẽ xây dựng ở việt Nam, từ đó xác định yêu cầu cơ bản đối với hệ dàn giáo đặt trên xe. Việc chế tạo một xe kiểm tra cầu đáp ứng được tất cả các dạng loại cầu trên cả nước là chuyện không tưởng. Do vậy việc chúng ta hướng đến chế tạo xe kiểm tra cầu đáp ứng được việc kiểm tra một phần lớn các cầu đã là thành công và đó cũng là mục tiêu để chúng ta thực hiện. 1.2. Khái quát các đặc điẻm chung của cầu btct ở Việt Nam. 1.2.1. Thông tin cơ bản về đặc điểm công trình Theo hồ sơ lý lịch quản lí cầu do cục đường bộ Việt Nam ban hành, có nhiều mục dữ liệu chuẩn để thông tin đầy đủ về các loại đặc điểm của một công trình cầu. Tuy vậy, với mục đích xác định yêu cầu đối với xe kiểm tra, chúng ta chỉ cần quan tâm đến ba mục dữ liệu chính sau để khái quát được các đặc điểm chung. Về dạng cầu Cầu dầm giản đơn Cầu bản liên tục Cầu bản giản đơn Cầu dầm hẫng mút thừa Câu dầm hẫng dầm đeo Cầu dầm liên tục chiều cao không đổi Cầu dầm liên tục chiều cao thay đổi Cầu khung tĩnh định Cầu khung siêu tĩnh Cầu khung hẫng dầm đeo Cầu dây văng Cầu vòm Về dạng dầm chủ Bản btct Bản btct dưl Dầm t btct Dầm chữ P btct Dầm I btct Dầm t ngược btct Dầm hộp btct Dầm t btct dưl Dầm t ngược btct dưl Dầm super t btct dưl Dầm I btct dưl Dầm hộp btct dưl về đặc điểm cấu tạo mặt cầu mặt cầu có gờ (hoặc lan can) phân cách giữa phần đường xe chạy và phần đường người đi bộ. Mặt cầu không có gờ (hoặc lan can) phân cách giữa phần đường xe chạy và phần đường người đi bộ, chỉ có vạch sơn phân giới. Cầu có đèn chiếu sáng và không có đèn chiếu sáng Câu đơn và cầu đôi. 1.3. Thống kê một số cầu điển hình Trên cơ sở các mục thông tin cơ bản, thống kê một số cầu điển hình trong các dạng cầu nêu trên và đưa ra các kích thước cơ bản cần xem xét. stt Tên cầu, địa điểm Phần cầu Dạng cầu Dạng dầm Sơ đồ phân nhịp Chiều dài (m) Chiều rộng mặt cầu Kích thước yêu cầu Tầm với Chiều cao Chiều rộng 1 Cầu nút vọng Hà nội Cầu chính Dầm bản liên tục Bản btct dưl (8x30) 240 16 0.5 2.5 8 2 Cầu nút Mai dịch Hà nội Cầu chính Dầm bản liên tục Bản btct dưl 10x24 240 24 0.5 2.2 12 3 Nút Chương Dương Hà nội Cầu chính Dầm bản liên tục Bản btct dưl 14.3 0.5 2 7.15 4 Cầu Thăng Long Hà nội Cầu dẫn Dầm giản đơn Dầm t btct dưl 20.60 2 3 10.3 5 Cầu Đuống Hà nội Cầu chính Dầm liên tục chiều cao thay đổi Dầm hộp btct dưl 65+7x100+65 830 14.7 2.35 7 7.35 6 Cầu Tân Đệ Thái Bình Cầu chính Cầu dẫn Dầm liên tục chiều cao thay đổi Dầm giản đơn nối liên tục Dầm hộp btct dưl Dầm super t btct dưl 7 + 3x120 +77.8 39 +4x40 +8x40 + 39 508 558 16.6 3.5 7.7 8.3 7 Cầu Non Nước Ninh Bình Cầu chính Cầu dẫn Dầm liên tục chiều cao thay đổi Dầm liên tục chiều cao không đổi Dầm hộp btct dưl Dầm hộp btct dưl 52 + 85 + 52 2x42 + 2x42 189 168 12 0.5 6.2 6 8 Cầu an Dương hải Phòng Cầu chính Dầm liên tục chiều cao thay đổi Dầm hộp btct dưl 606 + 100 + 60 220 11 1.5 7 5.5 9 Cầu Hoà Bình Cầu chính Dầm liên tục chiều cao thay đổi Dầm hộp btctdưl 65 + 102 + 65 232 13.5 2.25 7.2 6.75 10 Cầu Hiền Lương Cầu chính Dầm liên tục chiều cao không đổi Dầm hộp btct dưl 30.75 + 4x42 + 30.75 244 12 2 3.7 6 Chương2 : giới thiệu và lựa chọn phương án. 2.1. Yêu cầu kĩ thuật của thiết bị kiểm tra mặt dưới cầu đa số các cầu có gờ chắn xe để phân cách phần đường cho xe chạy với phần đường dành cho người đi bộ và xe thô sơ. chính đặc điểm này làm cho phần tay hẫng của xe kiểm tra cầu phải tương đối dài thì mới có thể sử dụng được cho nhiều cầu khác nhau. Tuy nhiên, đối với một số cầu có cao độ mặt đường xe chạy và cao độ mặt đường xe thô sơ bằng nhau, đồng thời gờ phân cách giữa hai phần đường thấp thì xe kiểm tra cầu có thể chạy sát vào lan can ngoài cùng của cầu. Còn những cầu có cao độ mặt đường xe chạy và cao độ mặt đường xe thô sơ khác nhau hoặc giải phân cách giữa hai phần đường cao thì giải pháp cho xe chạy vào sát lan can ngoài cùng của cầu là không thực hiện được. -loại xe kiểm tra cầu sử dụng hệ thống dàn kiểm tra chỉ thích hợp cho các loại cầu có kết cấu dầm, khung, bản…; còn đối với kết cấu nhịp của cầu treo dây văng thì sẽ gặp khó khăn bởi khoảng cách giữa các dây khá dày và độ xiên của dây văng. Vì vậy loại kết cấu này nên sử dụng loại xe kiểm tra giống xe kiểm tra điện yêu cầu kỹ thuật của thiết bị kiểm tra: Với loại xe kiểm tra có dàn giáo, kết cấu dàn giáo thường được cấu tạo bởi 3 bộ phận chính : -tay đỡ hệ thống dàn giáo: được đặt trên xe cơ sở, có đối tượng để giữ ổn định và có thể quay quanh trục công tác. -dàn đứng : có thể trượt dọc trên hệ thống trượt để nâng hạ dàn giáo . -dàn công tác : có thể quay quanh đầu dàn đứng và tiếp cận vị trí kiểm tra . Để chế tạo dàn giáo đặt trên xe kiểm tra, cần phải xác định các thông số về kích thước của càu liên quan đến điều kiện cơ động của dàn giáo như sau: Khoảng cách từ mép trong giải phân cách giữa đường xe chạy và đường người đi bộ đến mép ngoài bề rộng mặt cầu - để xác định chiều dài tay đỡ hệ thống dàn giáo Chiều cao từ đỉnh lan can ngoài cùng đến đáy dầm ở vị trí sâu nhất để xác định chiều sâu nâng hạ của dàn đứng Một nửa chiều rộng mặt cầu để xác định chiều dài và tầm hoạt động của dàn công tác Theo số liệu thống kê một số cầu điển hình kiến nghị các kích thước chủ yếu như sau: Tay đỡ hệ thống dàn giáo: 3.5m Dàn đứng :8m Dàn công tác :12m 2.2. Giới thiệu một số máy nước ngoài. 2.2.1. Thiết bị của hãng Aspen Aerials là loại cần hộp với ca bin kiểm tra thiết kế cho 2 người làm việc có tầm vươn từ 9,42 đến 22,8 m. Đó là những thiết bị UB 30 (Hình 2.1), UB 50 (Hình 2.2), UB 60 (Hình 2.3). Hình 2.1. Thiết bị UB 30 của hãng Aspen Aerials Hình 2.2. Thiết bị UB 40 của hãng Aspen Aerials Giải pháp về kết cấu của những thiết bị của hãng Aspen Aerials đặc trưng bởi việc không sử dụng đối trọng đặt trên sát xi của xe cơ sở. Toàn bộ đối trọng của thiết bị được lắp trên mâm quay. Với giải pháp này, thiết bị của hãng Aspen Aerials không cần có hệ chân chống cơ động. Hình 2.3. Thiết bị UB 60 của hãng Aspen Aerials Loại cần hộp có chiều vươn phía dưới bề mặt cầu 22.8 m là loại vươn dài nhất hiện nay của thiết bị Aspen Aerials và loại này được kí hiệu A – 75 (Hình 2.4) Loại A – 75 có 4 cần riêng biệt, trong đó cần hộp kéo dài với 3 đoạn. thiết bị A – 75 có thể vươn sâu đến 25.84 m để kiểm tra các mố, trụ cầu và vươn xa đến 13.68 m tính từ mặt cầu. Hình 2.4. Thiết bị A 70 của hãng Aspen Aerials Ngoài những loại thiết bị kiểu cần hộp, hãng Aspen Aerials còn có thiết bị kiểu cần kiểu dàn. Ví dụ cho loại cần dàn là thiết bị P – 33 ( Hình 2.5). Hình 2.5. Thiết bị P- 33 của hãng Aspen Aerials 2.2.2 Thiết bị của hãng Hydra Platforms Thiết bị kiểm tra thông dụng của hãng Hydra Platforms là loại thiết bị cần kiểu dàn. những loại thiết bị này được giới thiệu trên hình 1.6. Thiết bị của Hydra Platforms cho phép hạ dàn công tác đến độ sâu 5.47 m tính từ mặt cầu. Cơ cấu quay của thiết bị Hydra Platforms có thể thực hiện được góc quay đến 180°. Với giải pháp này, thiết bị của Hydra Platforms có thể kiểm tra được phía bên kia của trụ cầu mà không cần phải di chuyển lùi. Ngoài những loại thiết bị tự hành, Hydra Platforms còn giới thiệu loại thiết bị kéo theo với kết cấu đơn giản dùng cho việc kiểm tra những loại cầu có chiều rộng mặt cầu nhỏ ( Hình 2.7). Hình 2.6. Thiết bị tự hành của hãng Hydra Platforms Hình 2.7. Thiết bị kiểm tra dạng kéo theo của hãng Hydra Platforms 2.2.3. Thiết bị của hãng Moog. Moog là hãng của Đức nổi tiếng trên thế giới với nhiều loại thiết bị kiểm tra mặt dưới cầu đa dạng bao gồm cả loại có ca bin và loại có dàn công tác. Thiết bị có dàn công tác tải trọng thông dụng được hãng Moog phân thành 5 loại bao gồm các thiết bị có tầm vươn từ 4.56 đến 14 m. Thiết bị loại này có tải trọng đến 1057 kg tại dàn chính và 528 KG ở dàn kéo dài. Một trong những thiết bị có dàn công tác tải trọng thông dụng là thiết bị MBI 140- 1,4/ S được giới thiệu trên hình 2.8 Hình 2.8. Thiết bị MBI 140- 1,4/ S của hãng Moog Thiết bị có dàn công tác tải trọng cao được hãng Moog phân thành 4 loại bao gồm các thiết bị có tầm vươn từ 15.8 đến 20.9 m với chiều sâu hạ dàn đứng đến 9.7 m Một trong những thiết bị có dàn công tác tải trọng cao là thiết bị MPG 180- 6 được giới thiệu trên hình 2.9. Hãng Moog hiện sản xuất 2 loại thiết bị có ca bin với tầm vươn ca bin 12.6 và 16.1 m. Thiết bị có ca bin của hãng Moog có tầm hoạt động linh hoạt. Ca bin có thể vươn cao 18 m trên bề mặt cầu và vươn sâu đến 16.6 m dưới sàn cầu. Một trong những thiết bị có ca bin là thiết bị MBL 1200 T / MBL 1600 T được giới thiệu trên hình 2.10 Hình 2.9. Thiết bị MPG 180 – 6 của hãng Moog Thiết bị của hãng Moog có thể là loại tự hành lắp đặt trên xe ô tô chuyên dùng hoặc là loại thiết bị kéo theo. Hình 2.10. thiết bị MBL 1200 T / MBL 1600 T của hãng Moog 2.2.4 Thiết bị của hãng Paxton Mitchell Hãng Paxton Mitchell chế tạo thiết bị kiểm tra mặt dưới cầu bao gồm cả loại có ca bin và loại có dàn công tác. Hiện tại, hãng sản xuất 3 loại nhãn hiệu Snooper 140 (Hình 2.11), Snooper 230 (Hình 2.12) và Snooper 260 (Hình 2.13) Hình 2.11 Thiết bị Snooper 140 của Paxton Mitchell Loại Snooper 140 có dàn công tác với chiều dài 4.1 m, khi kéo dài nó đạt đến 8.5 m. Cơ cấu quay của thiết bị này thực hiện được góc quay 360°. Giải pháp kết cấu thiết bị Snooper 140 rất đặc biệt bởi dàn công tác được liên kết với kết cấu kiểu hộp (Hình 2.8). Nhờ giải pháp này, thiết bị của Paxton Mitchell vừa gọn lại vừa thoả mãn được yêu cầu kiểm tra cùng một lúc dọc theo chiều rộng phía dưới của cầu. Hình 2.12. Thiết bị Snooper 230 của Paxton Mitchell Loại Snooper 230 và Snooper260 là loại có ca bin với tầm vươn ca bin 9.7 m và 18.24 m Hình 2.13. Thiết bị Snooper 260 của hãng Paxton Mitchell 2.3. Chọn phương án thiết kế chế tạo trong nước. 2.3.1 Quan điểm chung được đặt ra khi thiết kế, chế tạo : Phải đảm bảo tính tiên tiến về trình độ kĩ thuật cũng như những đòi hỏi nghiêm ngặt về kĩ thuật an toàn của thiết bị khi di chuyển cũng như khi làm việc. Các nguyên lí về kết cấu, truyền, dẫn động, điều khiển cũng như kiểu dáng phù hợp với xu hướng chung của kĩ thuật tiên tiến. Không quan niệm rằng việc chế tạo trong nước là tự chế tạo toàn bộ thiết bị, khái niệm tự chế tạo trong nước ở đây được hiểu là: Thiết bị được thiết kế, chế tạo tại việt Nam và mang thương hiệu việt Nam. Tận dụng tối đa tiềm năng sẵn có trong nước về gia công, chế tạo, vật tư….để có thể hạ giá thành tối đa Có thể nhập ngoại các vật tư, linh kiện, các chi tiết. Các cụm chi tiết hoặc các bộ phận đồng bộ mà trong nước không hoặc chưa có khả năng chế tạo nhàm tối ưu tính năng của thiết bị cũng như rút ngắn được thời gian nghiên cứu để có sớm đưa thiết bị vào ứng dụng trong thực tế. Tiến hành trong bước và thận trọng để kịp thời khắc phục những khiếm khuyết bộc lộ từ khâu thiết kế cũng như chế tạo, đặc biệt lưu ý tính đồng bộ của thiết bị được khai thác trong nước hoặc nhập ngoại. 2.3.2. Những chỉ tiêu kinh tế- kĩ thuật cơ bản để lựa chọn chế tạo trong nước những cụm chi tiết của xe chuyên dùng tự hành kiểm tra mặt dưới cầu bê tông. Xuất phát từ chỉ tiêu chung của xe chế tạo trong nước được đặt ra cho đề tài là : Xe có tính năng kĩ thuật tương đương với xe được nhập ngoại nên chỉ tiêu kinh tế, kĩ thật của các bộ phận được chế tạo trong nước cũng như các bộ phận được nhập ngoại được định hướng như sau: Việc chế tạo các thiết bị trong nước cho dù có nhập ngoại một số linh kiện là việc làm hết sức cần thiết. Tuy nhiên việc lựa chọn các chi tiết hoặc các cụm chi tiết nào chế tạo trong nước là điều cần được cân nhắc. Xuất phát từ phân tích ở những phần trước có thể nhận thấy rằng nền cơ khí ở nước ta đã có những tiến bộ đáng kể. Về vật liệu: Mặc dù nhiều loại phôi và các loại thép hình chưa được sản xuất phổ biến song đã bắt đầu được chú ý và tong bước được sản xuất trên cơ sở nhập phôi từ nước ngoài. Điều quan trọng là việc thử thành phần hoá lí của thép đến nay không còn là vấn đề khó khăn (kể cả thử nhanh), do vậy có thể hoàn toàn yên tâm khi kiểm tra vật liệu. Về việc sản xuất kết cấu thép đã có những đầu tư rất đáng kể để nâng cao trình độ và năng lực sản xuất trên cả 3 phương diện: thiết bị cắt, thiết bị hàn cùng đồ gá chuyên dụng và các thiết bị đo kiểm tra hiện đại (kiểm tra bằng siêu âm, chụp bằng tia X..). hiện nay thiết bị tự động hàn có khí bảo vệ (hàn TIG, MIG, MAG ) đã dần trở thành phổ biến ở các công ty sản xuất (như LILAMA, COMA, cơ khí Đông Anh…). Do vậy, xét về mặt chất lượng kĩ thuật cũng như chỉ tiêu về kinh tế kể cả đơn vị nước ngoài đã hoàn toàn chấp nhận. Về gia công các chi tiết truyền động cơ khí như bánh răng, xích, đĩa xích có trọng lượng không lớn, tạo phôi, gia công cắt gọt, nhiệt luyện đã trở thành mặt hàng truyền thống cuả nhiều công ty. Về việc nghiên cứu, chế tạo, lắp ráp các hệ điều khiển (kể cả bán tự động, tự động, theo PLC…) đã được nhiều cơ sở sản xuất, các viện nghiên cứu áp dụng thành công và trong nhiều máy hoặc tỏ hợp máy đã thay thế hoàn toàn thiết bị nhập ngoại (thí dụ hệ điều khiển, định lượng các trạm trộn, cân điện tử, hệ điều khiển tự động đóng bao…) Về hệ truyền động thuỷ lực đã và đang nghiên cứu và áp dụng thành công các mạch truyền động trên cơ sở các phần tử cơ bản của hệ được nhập ngoại như truyền động thuỷ lực trên máy xúc, cho cơ cấu nâng đẩy tháp cần trục tháp, kích nâng cầu,…với chất lượng rất tin cậy và giá thành hạ. Trên cơ sở phân tích nêu trên danh mục các chi tiết hoặc các cụm chi tiết chủ yếu được sản xuất trong nước hoặc được lắp ráp trong nước của xe tự hành kiểm tra mặt dưới của cầu phục vụ sửa chữa, nâng cấp cầu bê tông như sau: Danh mục , chủng loại những chi tiết chính được chế tạo trong nước. Tt Tên chủng loại đặc tính Ghi chú 1 Trục đứng Kết cấu thép dạng hộp 2 Thiết bị dẫn hướng Kết cấu thép 3 Dàn đứng Kết cấu thép dạng dàn 4 Dàn ngang (dàn thao tác chính) Kết cấu thép dạng dàn và sàn công tác 5 Sàn thao tác phụ Kết cấu thép dạng dàn có sàn thao tác có thể thu hoặc đẩy ra so với dàn chính ở máy nhập dàn này bằng hợp kim nhôm. để chế tạo được cần thay bằng thép và có kết cấu hợp lí để giảm trọng lượng. 6 Cơ cấu quay dàn ngang Truyền động bánh răng. Dẫn động thuỷ lực 7 Cơ cấu thu đẩy dàn thao tác phụ Truyền động xích, dẫn động thuỷ lực 8 Lan can Kết cấu 9 Thang hỗ trợ Kết cấu 10 Cơ cấu quay trụ đứng Thuỷ lực Lắp đặt phụ thuộc vào xe cơ sở được chọn 11 Cơ cấu quay hệ công tác vuông góc với mặt cầu Thuỷ lực Thiết kế + lắp đặt 12 Cơ cấu trượt dàn chính (thu đẩy) theo phương đứng Thuỷ lực Thiết kế + lắp đặt 13 Cơ cấu giữ dàn ngang vuông góc với dàn chính Thuỷ lực Lắp đặt 14 Cơ cấu quay dàn ngang Cơ khí + thuỷ lực Chế tạo hệ truyền động cơ khí 15 Cơ cấu thu đẩy dàn thao tác phụ Cơ khí + thuỷ lực Chê tạo hệ cơ khí 16 Đối trọng Chế tạo 17 Hệ chân tựa Cơ khí Chế tạo 18 Hệ điều khiển Thiết kế + chế tạo + lắp đặt từ linh kiện khai thác và nhập ngoại 19 Thiết bị an toàn 2.4. Yêu cầu thực tế: Mô tả tổng quát về phương án thiết kế được lựa chọn: Thiết bị chuyên dùng phục vụ công tác kiểm tra, sửa chữa nâng cấp cầu nói chung và cầu bê tông dự ứng lực nói riêng (goị tắt là thiết bị kiểm tra) có rất nhiều dạng khác nhau tuỳ theo mục đích sử dụng, đặc điểm của cầu cần kiểm tra, yêu cầu đặt ra khi kiểm tra, số lượng thiết bị và cán bộ kĩ thuật tham gia trực tiếp kiểm tra. Dựa trên các đặc điểm về các cầu đã, đang hoặc sẽ thi công như: kết cấu chung của cầu, kết cấu dầm và mặt cầu, lựa chọn phương án thiết kếthiết bị dựa theo nguyên lí làm việc của thiết bị do hãng Moog sản xuất 140/ls Với dạng kết cấu đã được lựa chọn thiết bị kiểm tra mặt dưới cầu bê tông bao gồm các bộ phận chính sau: 2.4.1 Xe cơ sở: Thực chất là một ô tô chuyên dùng có kích thước gần đủ rộng để đặt thiết bị, có khả năng chở toàn bộ thiết bị khi di chuyển và đặc biệt có khả năng ổn định cao khi thiết bị làm việc. 2.4.2 Phần kết cấu thép (Bộ phận công tác )gồm: Trụ đứng có khả năng quay 90° trên sàn xe bằng cơ cấu quay dẫn động bằng thuỷ lực. Trụ có nhiệm vụ chịu toàn bộ tải trọng khi thiết bị làm việc cũng như không làm việc (thiết bị dẫn hướng, dàn đứng, dàn công tác) kiểu teleescop và đối trọng cũng như các cơ cấu thiết bị lắp trên nó. Thiết bị dẫn hướng: Có chức năng dẫn hướng dàn đứng khi làm việc. Dàn đứng: đỡ dàn công tác và có khả năng nâng lên và hạ xuống phù hợp với độ cao kiểm tra yêu cầu để tránh va chạm vào các bộ phận của cầu. Dàn công tác: Đây là dàn phục vụ các công tác kiểm tra gồm dàn công tác cố định và dàn kéo dài. Chúng có thể chuyển động tương đối với nhau để đảm bảo khoảng cách cần thiết theo mặt cắt ngang của cầu cần kiểm tra. Lan can và thang bộ hỗ trợ. 2.4.3. Các cơ cấu chủ yếu cơ cấu quay trụ đỡ và quay dàn đứng. (cả hai đều quay 90°) cơ cấu dựng dàn đứng (từ nằm ngang dựng đứng theo phương thẳng đứng) cơ cấu dựng dàn đứng theo phương thẳng đứng. Cơ cấu quay dàn công tác 180° (90° về mỗi bên) Cơ cấu nâng hạ dàn công tác vuông góc với dàn đứng (90°) Cơ cấu thu đẩy dàn kéo dài. Toàn bộ các chuyển động nêu trên đều được dẫn động bằng thuỷ lực. 2.4.4. Hệ điều khiển. Hệ điều khiển của thiết bị làm việc theo nguyên tắc điện – thuỷ lực và được bố trí ở ca bin xe, trên sàn công tác và trên xe. Ngoài ra còn có thiết bị liên lạc nội bộ giữa người ở ca bin và sàn công tấc. 2.4.5. Thiết bị an toàn và kiểm tra: Gồm các thiết bị chiếu sáng, còi, các đồng hồ đo (gió, áp lực dẫn thuỷ lực, các bộ khống chế hành trình, các nút bấm dừng khẩn cấp, các thiết bị khoá liên động để tránh vận hành không đúng qui định,….các van khoá, van chống rơi…) Như vậy, xét về mặt kết cấu có thể xem đây là loại thiết bị không những đòi hỏi về tính năng kĩ thuật hoàn hảo mà còn đòi hỏi nghiêm ngặt về kĩ thuật an toàn. 2.5. Tình hình sản xuất cụ thể có thể nói xe chuyên dùng tự hành kiểm tra mặt dưới của cầu phục vụ công tác khảo sát, kiểm tra, sửa chữa và nâng cấp cầu đã được các nước công nghiệp phát triển nghiên cứu khá đầy đủ và đã trở thành mặt hàng mang tính truyền thống của nhiều hãng trên thế giới, nên việc nhập một hoặc nhiều thiết bị xét về mặt yêu cầu không có gì khó khăn. Tuy nhiên việc nhầp ngoại, ngoài yếu tố cơ bản là có được thiết bị có tính năng yêu cầu trong khoảng thời gian không lâu thì trong điều kiện nước ta nó bộc lộ nhiều vấn đề hoặc là các đơn vị kinh doanh không thể đáp ứng hoặc xa hơn không phát huy được nội lực của các ngành cơ khí - điện – tự động hoá cả trên phương diện nghiên cứu và sản xuất đó là: Yêu cầu vốn đầu tư ban đầu rất lớn trong khi tần xuất sử dụng ít cũng như khả năng thu hồi vốn dài vì giá thành thiết bị rất đắt. Bị động trong việc sản xuất và thay thế các bộ phận hư hỏng của thiêt bị vì thường phụ tùng thay thế là rất đắt và phụ thuộc nhiều vào nhà sản xuất. Xét về mặt xã hội thì trên phương diện nào đó việc nhập ngoại là không khuyến khích việc nghiên cứu, sản xuất các thiết bị công nghiệp hay nói một cách rộng hơn là không thực hiện tốt chủ trương chung là tự lực tự cường nhằm vực dậy và phát triển ngành công nghiệp trong nước. Tuy nhiên cũng như việc nghiên cứu bất cứ một thiết bị mang tính tiên tiến khác, việc nghiên cứu thiết kế, chế tạo xe chuyên dùng, tự hành kiểm tra bề mặt dưới cầu bê tông không thể xem nhẹ những khó khăn do trình độ công nghệ của nước ta đặt ra. 2.6 Khả năng cung cấp vật tư. Như đã nêu ở phần trên, việc nhập ngoại chỉ được tiến hành khi chủng loại thiết bị, chi tiết mà ở nước ta chưa được sản xuất hoặc không sản xuất. Khái niệm nhập ngoại ở đây được hiểu là các chi tiết, cụm chi tiết và thiết bị không có xuất sứ từ Việt Nam và có thể khai thác trên thị trường hoặc nhập trực tiếp. Có thể phân chúng thành các nhóm sau: Xe cơ sở Các phần tử hệ truyền động thuỷ lực Các linh kiện và bộ phận trong hệ điều khiển, hiển thị và an toàn. Dưới đây là danh mục các phần tử của hệ thuỷ lực cần nhập. Tt Tên phần tử Số lượng Ghi chú 1 Thùng dầu 300 lít TALK – 300 01 2,3 Nắp dầu + bộ thoát khí HY – 08 01 4 Thước đo dầu TS – 5 01 5 Bộ lọc đường hút 01 6 Bơm thuỷ lực A 50- FR- 01- C- 20 01 7 Bộ lọc đường hồi CF- 06 01 8 Van mọt chiều CV- 04T 01 9 Khoá đồng hồ SB – 02 01 10 Đồng hồ đo áp suất LA- 602- 300K 01 11 Hệ Panen lắp van D- 03- 06 01 12 Van an toàn MRV- 03P 01 13 Van phân phối điện từ AHD- G03- 3C4- D24 06 14 Van một chiều có điều khiển (chống rơi) MPCV- 03Ư 06 16,17 Van an toàn bảo vệ mô tơ thuỷ lực RV- 04T- H 04 18 Mô tơ thuỷ lực OMT- 200 02 19 Xi lanh quay cần chính 01 2.7. Yêu cầu kĩ thuật cụ thể. Các bộ phận được chế tạo trong nước: - Về thiết kế: ngoài việc đảm bảo về độ bền, độ cứng khi làm việc cũng như khi không làm việc phải đảm bảo chỉ tiêu về tính phổ biến của vật liệu (dễ kiếm, dễ mua…), phù hợp với điều kiện gia công ở nước ta (thí dụ không dùng hợp kim nhôm để làm dàn kéo dài như của nước ngoài). -Về kết cấu thép : quá trình chế tạo phải thực hiện đúng qui trình quản lí chất lượng ISO 9002. Phải đảm bảo đúng qui trình công nghệ khi hàn, không được vượt quá các sai số cho phép và phải có biện pháp khử ứng suất dư trong và sau khi hàn. - Hệ thống truyền động thuỷ lực phải đảm bảo các chỉ tiêu sau: + Đảm bảo các thông số kĩ thuật của cấc cơ cấu (Khi quay n < 2 vòng/ phút; khi tịnh tiến v < 0,16 m/ s). +Làm việc tin cậy, ổn định. + An toàn khi sử dụng. + Dễ thay thế, sửa chữa. -Về hệ điều khiển, chỉ báo, an toàn: đảm bảo tương đương với chỉ tiêu tham khảo của xe nước ngoài. Các bộ phận nhập ngoại ( hoặc khai thác trong nước có xuất xứ từ nước ngoài) Có đặc tính kĩ thuật phù hợp với đặc tính yêu cầu. Có xuất xứ trực tiếp từ các nước công nghiệp phát triển hoặc có nguồn gốc từ các nước phát triển. (Được sản xuất hoặc lắp ráp tại các công ty của các nước công nghiệp phát triển ở ngoài nước sở tại) Cố gắng đồng bộ hoá khi nhập. 2.8. Phương án thiết kế. 2.8.1 Lựa chọn kết cấu chung Hiện nay, thiết bị kiểm tra bề mặt dưới cầu được sử dụng trên thế giới có 2 loại kết cấu chính là kết cấu kiểu hộp và kết cấu kiểu dàn. Thiết bị kết cấu kiểu hộp Thiết bị kiểm tra mặt dưới cầu kiểu hộp có hình dáng tương tự như các loại máy xúc hoặc các loại xe nâng người làm việc trên cao, truyền động thuỷ lực. Kết cấu hộp tạo cho thiết bị tính cơ động cao do gọn hơn nhiều so với kết cấu kiểu dàn. Thông thường đoạn hộp nối với ca bin thường được thiết kế kiểu hộp lồng, nhờ truyền độnh thuỷ lực, nó được đẩy ra hoặc thu ngắn vào làm cho việc thay đổi vị trí của ca bin phía dưới bề mặt cầu dọc theo thiết diện cầu được dễ dàng. Nhưng kết cấu kiểu hộp chỉ phù hợp với loại thiết bị kiểm tra có dạng ca bin. Do thiết bị kết cấu kiểu ộp có kích thước gọn nên nó cơ động và phù hợp với việc di chuyển trên đường bộ. Tuy nhiên, với thiết bị kết cấu kiểu hộp, trọng lượng toàn thiết bị có trị số lớn. Mặt khác như đã phân tích ở trên, kết cấu kiểu hộp chỉ phù hợp với những thit bị có ca bin, không thể dùng kết cấu kiểu này cho thiết bị có dàn công tác. Mặc dù đã có giải pháp kết cấu của một số hãng sản xuất lớn trên thế giới để cho ra đời thiết bị kết cấu kiểu hộp có dàn công tác, song trường hợp này, kích thước của thiết bị lại mất tính gọn gàng, cơ động do phải kết cấu thêm những bên thanh rằng cần thiết để phù hợp với việc liên kết giữa kết cấu hộp và kết cấu dàn. Thiết bị kết cấu kiểu dàn Thiết bị kiểm tra bề mặt dưới cầu kết cấu kiểu dàn được thiết kế với các cơ cấu tương tự như các loại cần trục tháp thường được khai thác ở nước ta hiện nay. ưu điểm nổi bật của kết cấu kiểu dàn là trọng lượng của thiết bị giảm đi đáng kể so với kết cấu dạng hộp cùng tầm với. Nhược điểm lớn nhất của thiết bị kết cấu dạng dàn là kích thước tổng thể của thiết bị lớn lên, trong khi đó kích thước tối đa cho phép của những loại ô tô tham gia giao thông bị khống chế. Thiết bị kết cấu kiểu dàn đặc biệt phù hợp với thiết bị kiểm tra dạng có dàn công tác. Như vậy, khi đã chọn dạng thiết bị là loại có dàn công tác, theo phân tích trên đây thì phương án kết cấu của thiết bị phải là kết cấu kiểu dàn. Hiện nay, một vài hãng sản xuất lớn trên thế giới đã cho ra đời những loại thiết bị kết cấu kiểu hộp nhưng lại có dàn công tác. Tuy nhiên, việc chế tạo ra những thiết bị này rất phức tạp và đòi hỏi phải có nền công nghệ cao. 2.8.2 Lựa chọn các cơ cấu chính 2.8.2.1. Sơ đồ kết cấu thiết bị Sơ đồ thiết bị kiểm tra cầu có kết cấu kiểu dàn đang ở vị trí kiểm tra được giới thiệu trên hình 2.14 Hình 2.14. Sơ đồ thiết bị kiểm tra cầu. Thiết bị kiểm tra bề mặt dưới cầu kiểu dàn bao gồm các bộ phận kết cấu chính sau: Xe cơ sở Khung chính Dàn đứng Dàn công tác (bao qồm dàn công tác và dàn kéi dài) 2.8.2.2 Các thao tác đưa thiết bị vào vị trí kiểm tra. Để đưa thiết bị vào vị trí kiểm tra, cần phải có các thao tác sau đây: Quay toàn bộ phần kết cấu thép với góc 90° trong mặt phẳng nằm ngang xung quanh đường tâm thẳng đứng của khung chính. Thao tác này được cơ cấu quay chính thực hiện. Dựng dàn đứng cùng với dàn công tác từ vị trí nằm ngang lên vị trí thẳng đứng. Thao tác này được cơ cấu dựng dàn đứng thực hiện Hạ dàn đứng cùng với dàn công tác đến vị trí yêu cầu. Thao tác này được cơ cấu nâng hạ dàn đứng thực hiện. Hạ dàn công tác từ vị trí theo phương đứng thẳng xuống vị trí theo phương nằm ngang. Thao tác này được cơ cấu nâng hạ dàn công tác thực hiện. Quay dàn công tác xung quanh dàn đứng với một góc 90° vào vị trí dọc theo mặt cắt thiết diện ngang cầu. Thao tác này được cơ cấu quay dàn công tác thực hiện. Đẩy dàn kéo dài đến vị trí làm việc. Thao tác này được cơ cấu thu đẩy dàn công tác thực hiện. Sơ đồ thiết bị kiểm tra cầu có cùng với các cơ cấu chính được giới thiệu trên hình 2.15 Hình 2.15. Sơ đồ thiết bị kiểm tra cầu cùng với các cơ cấu chính. 2.8.2.3 Cơ cấu quay chính Các giải pháp truyền động cho cơ cấu quay thường được thực hiện theo 2 phương án sau đây Sử dụng hệ vành răng- bánh răng Sử dụng xy lanh thuỷ lực Cơ cấu quay sử dụng hệ vành răng- bánh răng có kết cấu phức tạp. Vành răng thông thường có đường kính lớn, có thể kết cấu ăn khớp ngoài hoặc ăn khớp trong với báng răng chủ động. Việc gia công vành răng đường kính lớn đòi hỏi có thiết bị chuyên dùng và quá trình công nghệ phức tạp. Hiện tại, nước ta chưa có cơ sở nào có thể chế tạo loại vành răng đường kính lớn đáp ứng nhu cầu của ngành công nghiệp chế tạo thiết bị nâng và máy xây dựng. Mặt khác, với kết cấu vành răng- bánh răng, việc làm kín để tránh bụi rất khó thực hiện, do vậy phải thiết kế vành răng và bánh răng với vật liệu vừa đảm bảo độ bền nhưng phải chịu được mài mòn. Tuy nhiên với kết cấu vành răng- bánh răng, cơ cấu quay có thể quay được chọn vòng 360° một cách dễ dàng. Cơ cấu quay sử dụng xi lanh thuỷ lực có kết cấu đơn giản hơn nhiều so với cơ cấu sử dụng hệ vành răng- bánh răng. Sử dụng xi lanh thuỷ lực, cơ cấu quay có kết cấu gọn nhẹ. Nhưng nhược điểm cơ bản của cơ cấu truyền động bằng xi lanh thuỷ lực là góc quay của cơ cấu không lớn ( nhỏ hơn 180° ). Khác với các cơ cấu quay thông dụng trên các loại thiết bị nâng và máy xây dựng, cơ cấu quay chính của thiết bị kiểm tra mặt dưới của cầu có những đặc điểm chính sau đây: Không quay đầy góc 360° mà chỉ quay từ vị trí ban đầu đến một vị trí cố định với góc 90°. Vận tốc quay của cơ cấu quay chính không ảnh hưởng đến năng suất của thiết bị. Với những phân tích trên đây, cơ cấu quay của thiết bị thích hợp nhất là dùng xi lanh để truyền động. Sơ đồ làm việc của cơ cấu quay chính được giới thiệu trên hình 2.16 Hình 2.16. Sơ đồ làm việc của cơ cấu quay chính. 2.8.2.4 Cơ cấu dựng dàn đứng. Cơ cấu dựng dàn đứng của thiết bị kiểm tra bề mặt dưới cầu có chức năng giống như cơ cấu nâng hạ cần của cần trục hoặc của máy xây dựng. Các giải pháp truyền động của cơ cấu câng hạ cần thông dụng thường gặp các phương án sau đây: Hệ bánh răng- thanh răng Hệ xi lanh thuỷ lực. Phương án truyền động bằng hệ bánh răng- thanh răng được phân tích về ưu, nhược điểm chủ yếu cũng tương tự như phân tích cho cơ cấu quay sử dụng hệ vành răng- bánh răng. Ưu điểm nữa của phương án này là tạo được chuyển động của cơ cấu ổn định. Phương án này đặc biệt phù hợp cho những thiết bị nâng không truyền động thuỷ lực. Nhược điểm chủ yếu của giải pháp này là đòi hỏi gia công với độ chính xác cao. Do kết cấu của cơ cấu truyền động hở, vì vậy truyền động kiểu này không sử dụng được ở những nơi có người điều khiển đi lại. Phương án truyền động bằng xi lanh thuỷ lực có kết cấu gọn, nhẹ. Phương án này dặc biệt phù hợp với thiết bị đã có hệ thống truyền động thuỷ lực. Nhược điểm của phương án này là đòi hỏi phải có công nghệ chế tạo thiết bị thuỷ lực tiên tiến. Tuy nhiên, trong điều kiện hội nhập quốc tế hiện nay, với sự cộng tác của các nhà sản xu._.