工程機械的運用與發展方向

張啟明

摘要：隨著我國經濟發展的進步和人們生活節奏的加快，我國鐵路客運的客流量也在飛速增長，而相應地，我國的高速鐵路客運建設也日益提上日程。為了滿足鐵路客運專線的需要，現階段需要架設很多大型橋梁，而橋梁結構的箱梁都是需要整體預制的，這就不得不用到一種大型工程機械——鐵路客運專線架橋機。本文試根據筆者多年在客運專線架設箱梁的實踐經驗，加上深入的思考，探尋這種大型工程機械的運用與發展方向。

關鍵詞：工程機械架橋機客運專線運用與發展

1 客運專線所用架橋機的主要特點

為提高施工功效，目前我國的鐵路客運專線架橋機多為雙向架橋機，它的主要特點有：

1.1 在架橋機的架梁工藝流程方面鐵路客運專線架橋機基本和普通類型的架橋機沒有什么兩樣，操作起來簡單方面，平穩安全。

1.2 鐵路客運專線架橋機的運梁機車采用的是模塊類型的平板運輸車原理，好處是適用性強，使用效率高。

1.3 鐵路客運專線架橋機的主梁結構是呈縱向而不是橫向對稱分布的，這種結構類型的優點在于操作時不需要在施工場地掉頭或解體就能夠進行雙向架橋，比起傳統的單向架橋機大大地提高了工作效率。

1.4 在整體過孔的施工設計上，鐵路客運專線架橋機所采用的是兩個支腿落地行走，這種方式的便利在于進一步增強了穩定性，可以更好地抵制縱向傾覆。

1.5 鐵路客運專線架橋機的轉場用的是運梁機車馱運工藝，對于短橋梁施工段的作業非常適合，優勢體現為轉場速度很快，無需解體即可進行轉場操作。

1.6 鐵路客運專線架橋機的箱梁頂和墩臺頂都不必再額外采用任何的施工輔助預埋件，這就大大節省了施工的費用和支出。

2 鐵路客運專線架橋機的主要機構構成及原理

鐵路客運專線雙向架橋機的結構構造一般由以下幾部分組成：架橋機主梁和架橋機連接梁；架橋機發電機組；前、中、后三個支腿；架橋機起重機車和架橋機橋面專用通道。

雙向架橋機的主梁一般采用雙梁箱的構造，每一組主梁由若干鋼梁箱所組成，節段間通過節點板和較高強度的螺栓固定和連接起來，前后節段以中支腿為軸對稱分布，操作中通過前后兩個支腿位置的調換就能夠進行雙向架梁施工作業。其中，前支腿是整個架橋機主梁在前端部分的支撐點，它的總體結構類型是雙直柱式，有兩層液壓式伸縮機構組成，操作時可以按照箱梁的高度來調整伸長量，從而滿足墩臺變高或變跨的需要。在操作中還可以通過液壓翻轉機構把前支腿的中部折疊起來，不妨礙自行移位和桁車吊掛。中支腿的斷面所采用的是箱式機構，在底橫梁下面設有一個走行輪箱和兩組液壓支承結構。中支腿是整個架橋機的對稱軸，又是最為重要的水平方向傳力機構。它的支撐位于主梁的中心部位，架橋機主要的水平方向力和全部的垂直方向力都通過它的傳遞到達橋面。后支腿由兩組能夠橫向旋轉的曲臂構成，當架橋減速機驅動臂橫向旋轉時就自動開啟了后支腿的站位功能，可以完成喂梁和架梁的任務要求。后支腿的受力支承腿是垂直狀態，它的底部支承位于運梁機車頂起橫梁部分，下面設有自動走行輪箱和液壓伸縮結構。架橋機起重機車由兩臺分別獨立的卷揚機所組成，兩臺起重機車既可以進行單臺工作，也可以進行同步走行或起吊，以滿足各自的工況需求。起重機車的主梁兩端還有縱移小車相連接，縱移小車靠著減速機的驅動來運行。起重機車一般都有著卓越的制動性能，以便于它在架橋機主梁頂軌道上自由地運行，所以在起重機車上有一套定滑輪組和卷揚機組。卷揚機上安裝有制動系統裝置，以便于順利完成吊梁作業的施工。卷揚機既可以單臺單動，也可以雙臺聯動，有效地實現了無沖擊平穩地起吊作業功能。架橋機橋面專用通道是由方鋼軌道構成的斷面梯形結構構造，這樣便于架橋機自行過孔時穿行無阻，走道的設計一方面要符合施工工況的受力情況要求，合理對節段進行配置；另一方面還要滿足橋梁變跨變高時對前、中、后支腿的站位要求。

3 架橋機的架梁步驟及工況流程

鐵路客運專線雙向架橋機的工藝流程與普通的架橋機的流程基本是一樣的，具體步驟如下：

3.1 運梁。當架橋機的后支腿水平旋轉即自動開啟到了喂梁狀態，這時候通過運梁機車運梁進入指定位置，然后把支承狀態設置為橋面支承狀態。

3.2 喂梁。通過縱移滑梁小車把梁滑移到指定位置并且進行鎖定。把架橋機后支腿轉到架梁的位置，在下面用千斤頂支承橫梁然后再進行調整。

3.3 提梁。把架橋機前后兩臺運梁機車運行到后跨提梁位置，然后落鉤并進行吊具的對位和安裝。

3.4 縱移。通過前、后兩部運梁機車同步載梁向前移動到前跨落梁位置為止。

3.5 落梁。通過臨時液壓支座的安裝，把前、后兩臺運梁機車同步落梁到架橋機液壓支座頂部。

3.6 卸載。指的是運梁機車完成任務后的卸載返回。這時候需要用輪胎支承，收起后支腿下支承，把后運梁機車退出施工現場，返回到梁場進行運梁。

3.7 定位。指的是對架橋機箱梁的準確定位。這時候需要把后支腿進行旋轉到過孔狀態，然后頂緊架橋機橋面專用通道。箱梁需要架起騰空，運梁機車可以縱向微調或者通過液壓裝置對箱梁進行水平和垂直位置的準確定位。最后落梁到臨時液壓支座然后脫鉤，當落梁到正式支座后，把臨時液壓支座撤掉。至此，架梁作業圓滿完成。

4 鐵路客運專線架橋機的發展方向和趨勢

目前我國鐵路客運專線施工設計中橋梁施工占的比例是較大的，例如，北京到天津的鐵路線路中，橋梁所占的比重就超過了70%。而其中，中小跨度的橋梁建設更是高達90%以上，因此，我們可以預見在將來不管是小跨度的連續箱梁建設，還是逐跨架設的簡易箱梁都將是未來橋梁建設的主體工程。鐵路客運專線對于速度的要求是明顯的，而在高速鐵路上行駛對于道路和橋梁的要求又是嚴格的，橋梁必須具有極強的抗扭剛度和抗彎力度，而這時候我們就必須采用外形簡潔、形式美觀、抗扭抗彎、受力簡單的雙線整孔簡支箱梁，而且它還具有產生噪音小、容易養護的優點。為了滿足以上要求，在鐵路客運專線架橋機的選擇和設計上，一改以往“先鋪后架”的施工方法，代之以“先架后鋪”的先進工藝；同時為了完成客運專線大噸位橋梁雙線箱梁的架設，增加鐵路客運的穩定性，客運專線架橋機將朝著雙向雙跨的趨勢發展；而架橋機的支腿數量也由原來的兩支腿朝三支腿、四支腿發展；結構上從導梁式向無梁式演變；支承跨數從單跨向雙跨邁進；類型也逐漸趨向多樣化，有運架一體機、拼裝架橋機，還有過隧道架橋機等等。

參考文獻：

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