450t過隧箱梁架橋機改裝設計研究

摘 要：為滿足架橋機隧道內提吊鋪設450t雙線并置箱梁的特殊施工要求，結合貴廣高速鐵路施工工況，對普通架橋機進行了改裝設計，解決了450t雙線并置箱梁隧道內架設的難題。介紹了該新型過隧道450t箱梁架橋機的主體結構，重點論述了隧道內行車橫向的移動量不足以及調整喂梁與中橫梁之間的間隙小等難題的解決措施。

關鍵詞：過隧道；架橋機；并置箱梁

引言

隨著高鐵和客專建設的西移，西南部、南部多山地區高鐵建設工程中橋隧相連頻繁的問題出現越來越多，橋隧間距短、轉換頻繁、轉換過程相對復雜的特點。在修建貴廣、湘桂、南廣等西南部分高鐵線路中根據實際施工的需要設計出了450t型箱梁，對箱梁架橋機的要求更加突出，使得架橋機和運梁車施工作業時，產生了一些技術難題。本文主要是針對出現的問題進行解決而運梁車所出現的相關問題本文不做研究。以下是架橋機在施工過程中亟待解決的問題：隧道內行車橫向的移動量不足；喂梁通過中橫梁時的間距小。

1 主體結構

雙線并置箱梁過隧道架橋機與普通的型架橋機不一樣，結合施工工況通過模擬分析計算后，450t箱梁架橋機需要采用兩跨四腿自平衡走行的基本結構形式。而其主要由主梁、后支腿、輔助行走支腿、中支腿、前支腿等部件組成。（如圖1）

1、主梁；2、后支腿；3、輔助行走支腿；4、中支腿；5、前支腿

圖1兩跨式架橋機結構圖

前、后支腿主要結構有外導套、內導柱、聯系梁、立柱、下橫梁等部件。通過腿部加高節的設計，采用模數變換，使得箱梁架橋機的高度可以改變，解決了隧道內箱梁架橋機高度變換問題。如圖2、3所示分別為前支腿、后支腿結構圖。

中支腿的結構主要包括立柱、走行機構、橫梁、定位銷等。根據實際的隧道截面計算分析后，確定出箱梁架橋機在隧道內架梁狀態時的結構設計尺寸。450t過隧道箱梁架橋機在通過隧道時能夠實現整體設備一次性通過，不需要進行拆分，實現零距離架梁。如圖4 、5所示分別表示中支腿結構與隧道內中支腿的結構）。

該改進設計能夠使架橋機實現中提、中喂、梁體橫移等架橋方式，提高了過隧道架橋施工過程中的工作效率，降低了成本投入以及解決了運輸不便的問題。

2 改進措施

2.1 增加隧道內行車的橫移量

在隧道內架橋的施工過程中會常出現行車橫向移動量不足的問題，通過虛擬模擬設計可知，如果梁體橫向移動與隧道壁發生干涉，那么梁體就不可以橫移。而且只有在降低架橋機的整體高度的情況下才能實現行車的橫向移動。在施工過程中通常采用降低架橋機整體高度的方式解決小車的結構和隧道壁發生干涉的問題。然而降低架橋機主體結構（支腿）不僅會使梁體在架梁時的提升高度不夠而且也會使梁車馱梁無法進入架橋機區域，所以只有考慮更改小車結構的方法：①在架橋機上縱向布置卷揚機②行車主梁結構設計為U型結構，從而能夠實現下沉。如圖6、7分別表示小車改進前結構與行車改進后結構。

行車采用U型梁的結構設計不僅降低了高度而且使小車能夠橫向移動。在設計時通過反復驗算及試驗，采用了Q345C型板材焊接，通過新結構、新工藝，U型梁承載系數達到要求，從而保證了U型梁結構的剛度，同時將緊湊布置的卷揚機能夠安裝在縮小的平臺內，減小了縱向布置的卷揚機的寬度尺寸，解決了梁體橫向移動的問題同時使架橋機滿足了其它工況的要求。

2.2 調整隧道內喂梁與中橫梁之間的間隙

為使喂梁時梁體安全通過中橫梁，通過模擬仿真分析計算后可知兩者之間會產生一定的間隙，一般采用改變中支腿與中橫梁的高差。①當隧道內架梁時，中支腿高度升高會有架橋機頂住隧道頂的現象發生。正常情況下通過加高節實現支腿高度比在隧道內高。如果通過間隙達到一定的距離就不存在這一問題，但不能實現隧道內零距離架梁；②當降低中橫梁的高度時，導致整體架橋機的穩定性不好。故以上兩種方法均不可用。綜合分析后采用支座后裝的方法即支座后裝法，即提前將支座通過架橋機行車吊運至橋墩上，按位置放好，梁體經過縱移、下落、橫移、下落過程后，在落梁至離支座一定距離時再進行安裝，安裝后再提起，以便裝好錨栓，后續工作與正常架梁一致。通常支座在梁場裝梁時已按固定位置裝好，有運梁車馱運至現場，直接架梁即可；采用支座后裝法后，可以滿足零距離架梁的特殊工況且確保喂梁通過中橫梁時具有足夠的距離。如圖8所示架橋機喂梁通過中橫梁實物圖。

3 主要技術參數

該450t箱梁架橋機的主要技術參數：最大起吊能力，500t；主梁撓度，≤L/700；適用縱坡，≤12‰；吊梁橫移速度，0～3.97m/min；吊梁升降速度，0～0.5m/min；起重大車空載速度，0～6m/min；適應曲線半徑，≥2500m；架橋機自行過孔走行速度，0～3m/min；吊梁縱移速度，0～3m/min；整機總質量，365t。

4 結束語

該改裝設計的箱梁架橋機的工程實踐表明：采用改變行車結構的方法不僅優化了整車結構并適應多變的工況要求而且滿足增大隧道內行車的橫移量施工要求；應用支座后裝的方法，可以滿足零距離架梁的特殊工況且確保喂梁通過中橫梁時具有足夠的距離。該改裝設計的箱梁架橋，對解決橋隧轉換頻繁的多丘陵地區高速鐵路運架梁施工具有一定的參考價值。

參考文獻

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作者簡介：張永全（1965-），男，高級工程師，1989年畢業于蘭州鐵道學院機械系機車專業，本科，從事工程機械研發及使用管理工作。