载荷检测与力矩限制是双悬臂式架桥机抵御超载风险、防止倾覆事故的核心安全系统,载荷检测通过多维度感知捕捉受力状态,力矩限制依托实时运算实现风险预警与干预,二者形成 “感知 - 判断 - 制动” 的闭环防护,在中小吨位混凝土梁吊装至千吨级钢桁梁架设中均有成熟应用。

载荷检测系统以多类型传感器为核心,实现关键部位受力状态的精准捕捉。起升机构是检测重点,主流机型在吊钩或动滑轮组处安装重量传感器,130 吨级架桥机常用电阻应变式传感器,能实时反馈吊重数据,精度达 ±1%,在新荷铁路 24 米混凝土梁吊装中,可即时识别梁体超重 5% 以上的异常情况。支腿支撑载荷检测同样关键,中支腿与后支腿的油缸底部均配备销轴式压力传感器,监测支撑面受力分布,当左右支腿载荷差超过 10% 时立即触发提示,西渝高铁嘉陵江特大桥施工中,该检测有效规避了地基不均匀沉降导致的偏载风险。大吨位机型还会增设辅助检测装置,沪通长江大桥的 1800 吨级架桥机在钢桁梁吊点处加装倾角传感器,若吊装姿态倾斜超过 0.05 度,便同步联动载荷检测系统修正受力数据。
力矩限制系统基于载荷与姿态参数运算,构建分级防护机制。其核心是内置的力矩运算模块,通过接收载荷检测数据与编码器反馈的悬臂外伸距、仰角等参数,实时计算实际力矩值并与额定力矩对比。当实际力矩达到额定值的 90% 时,系统触发声光预警,提示操作员调整作业姿态;达到 104% 时,立即切断起升与变幅机构电源,同时锁定大车与小车运行权限,强制终止危险动作。不同工况下的额定力矩曲线需精准适配,过孔作业时悬臂外伸最长,力矩限制值降至常规工况的 70%,如 130-58 型架桥机过孔时,即使吊重未超额定值,若外伸距超出 20 米仍会触发限制。复杂场景如郑济高铁黄河大桥曲线段架梁,系统会结合轨道曲率自动修正力矩计算模型,避免因离心力导致的误判。
二者的协同运作在重载与特殊工况中尤为关键。沪渝蓉高铁扬州仪征段施工中,新型架桥机的载荷检测系统将吊重数据与支腿受力数据同步传输至力矩限制器,当箱梁吊装过程中单侧支腿载荷突增时,限制器立即下调允许吊重并触发微调指令,通过支腿油缸平衡受力。千吨级钢桁梁合龙作业时,载荷传感器实时监测对接面的接触载荷,力矩限制器则根据悬臂端的高程变化动态调整力矩阈值,防止合龙冲击力导致的力矩超标。中铁十二局的智能建造平台更进一步,将载荷与力矩数据接入云端管控系统,管理人员可远程核查实时数据,与现场检测值形成双重校验,偏差超过 3% 即启动人工复核流程。
实际应用中,系统的校准与维护直接影响防护可靠性。施工规范要求每周对重量传感器进行加载校准,每月检测力矩限制器的响应时间,确保报警至制动的间隔不超过 0.5 秒。中铁大桥局班组推行 “一吊一检” 制度,每次吊装前需对比传感器数据与梁体理论重量,确认一致后方可作业。故障处置遵循标准化流程:当力矩限制器误报时,操作员需先检查悬臂角度编码器是否偏移,再通过标准砝码重新校准载荷传感器,确保系统恢复精准检测能力。这些措施使载荷与力矩系统的防护有效率保持在 99% 以上,成为架桥机安全作业的核心屏障。