轮式过孔型架桥机的限位与保护装置是保障设备在复杂工况下安全作业的核心屏障，其设计通过机械、液压、电气多维度协同，实现对关键机构的精准约束与动态防护。该装置由物理限位、液压锁止、传感器监测及智能控制模块组成，通过模块化集成与冗余设计，确保架桥机在 ±3° 墩台高差、R5500m 曲线半径等严苛条件下的稳定性。
核心结构与工作原理
机械限位系统：采用可调式金属挡块与断火限位器双重防护。例如，前支腿回转梁设置 ±15° 机械限位挡块，当油缸行程达到极限时，挡块与车架刚性接触，同时断火限位器推拉杆触发微动开关，切断电机电源。后支腿驱动轮组两侧安装可拆卸式三角铁楔，在坡道作业时嵌入轮槽，防止溜车风险。
液压锁止机构：油缸无杆腔串联双向平衡阀，在油管破裂时自动锁死活塞杆，避免支腿或吊具失控滑移。例如，中支腿横移油缸采用二级液压锁，主锁承受 90% 额定载荷，副锁作为冗余，可承受 1.5 倍瞬时冲击载荷。
传感器监测网络：称重传感器（精度 ±0.5% FS）实时监测吊具与支腿载荷，当单腿压力超过额定值的 90% 时，PLC 触发声光报警并限制动作；位移编码器（分辨率 0.1mm）对比各轮组行程，偏差超过 5mm 时自动停机并启动机械锁定销轴。
功能实现与协同机制
过载保护：吊具系统配置重量限制器，当实际起重量达到额定值的 105% 时，自动切断起升动力源但允许下降，防止钢丝绳断裂。例如，某 900 吨级架桥机在吊装 790 吨箱梁时，系统通过四吊点压力均衡算法，将单吊点过载偏差控制在 3% 以内。
同步失效防护：后支腿 12 轴 32 轮组通过位移传感器实时对比各轮行程，当最大差值超过 2mm 时，PLC 动态调整液压泵流量，使同步精度恢复至 ±1.5mm。在松软地基工况下，该机制配合液压悬挂系统，将轮组接地比压控制在 0.6MPa 以内。
防倾覆设计：倾角传感器（精度 ±0.1°）监测主梁水平度，当纵坡超过 20‰或横坡超过 3° 时，系统自动启动支腿油缸补偿，并限制行走速度至 0.5m/min。例如，在湄洲湾跨海大桥施工中，该机制使主梁水平度偏差始终≤1.5‰。
制造工艺与可靠性保障
机械限位挡块采用 42CrMo 合金钢，经淬火 + 回火处理（硬度 HRC45-50），耐磨性提升 3 倍；液压锁密封件采用邵氏硬度 90A 的聚氨酯材料，寿命达 10 万次循环无泄漏。传感器线路采用双层屏蔽双绞线并单端接地，抗电磁干扰能力达 IEC 61000-4-6 标准，确保信号传输误差≤0.5%。模块化设计使单部件运输重量≤35 吨，现场更换液压锁仅需 2 小时即可完成。
典型应用与安全冗余
在西安北站 R400m 小曲线半径箱梁架设中，前支腿回转限位与横移油缸联动，通过激光测距仪实时调整补偿量，使箱梁轴线偏差控制在 ±15mm 以内。安全冗余方面，系统集成三级防护：①机械限位作为物理屏障；②液压锁与传感器形成电气 - 液压联锁；③紧急停止按钮通过硬线直连液压系统，0.2 秒内切断所有动力输出。这种多维度防护体系，在 ±20‰纵坡、六级强风等极端条件下，仍能保持架桥机 ±20mm 的架设精度，为高速铁路桥梁建设提供了可靠的安全保障。
