高鐵施工中大型架橋機(jī)設(shè)備的應(yīng)用

李勤超

(中鐵二十三局集團(tuán)有限公司，北京 102628)

軌道工程

高鐵施工中大型架橋機(jī)設(shè)備的應(yīng)用

李勤超

(中鐵二十三局集團(tuán)有限公司，北京 102628)

針對大型架橋機(jī)設(shè)備在高鐵施工中的具體應(yīng)用，圍繞下導(dǎo)梁架橋機(jī)、導(dǎo)梁式定點(diǎn)起吊架橋機(jī)和兩跨連續(xù)拼裝式架橋機(jī)三種常用的架橋機(jī)，在對其基本特性進(jìn)行分析的基礎(chǔ)上，對不同架橋機(jī)應(yīng)用效果進(jìn)行對比和總結(jié)，從而為我國高鐵建設(shè)的持續(xù)發(fā)展提供可靠的技術(shù)支撐。

高鐵施工；大型架橋機(jī)設(shè)備；應(yīng)用效果

1 大型架橋機(jī)設(shè)備類型

1.1 下導(dǎo)梁架橋機(jī)

該架橋機(jī)主要由雙主梁、支腿、下導(dǎo)梁、起重天車、發(fā)電系統(tǒng)、電氣控制系統(tǒng)以及行走機(jī)構(gòu)等組成。其主要特征為。

尾部喂梁。運(yùn)梁車運(yùn)梁至架橋機(jī)的尾端，然后使用起重天車進(jìn)行起梁，與小車同時(shí)前行，在梁體尾部達(dá)到天車所在位置后，天車對梁體進(jìn)行起吊，帶著梁體進(jìn)行移動，在到達(dá)架孔上方后，即可進(jìn)行落梁。

架梁過程中后支腿設(shè)置在梁端，前支腿則設(shè)置在墩頂上，形成一個(gè)類似于簡支形態(tài)的結(jié)構(gòu)。架梁過程中，載荷主要通過支腿向墩頂與梁端進(jìn)行傳遞，但這一過程中前支腿的錨固性要求較高。

邁步式過孔。架橋機(jī)在過孔過程中需要依靠下導(dǎo)梁：行走臺車在指定軌道中運(yùn)行，前支腿則沿著下導(dǎo)梁軌道進(jìn)行行走，在架橋機(jī)完全就位之后，使用天車對下導(dǎo)梁實(shí)施移位，即為邁步式過孔。

在對進(jìn)入隧道之前的最后一個(gè)梁體進(jìn)行架設(shè)時(shí)，如果橋臺與洞口間的距離很短，則主梁前的懸臂應(yīng)向上彎折；而下導(dǎo)梁上橋臺進(jìn)隧道，應(yīng)使用臨時(shí)小車進(jìn)行作業(yè)，作業(yè)過程較為復(fù)雜。

1.2 導(dǎo)梁式定點(diǎn)起吊架橋機(jī)

該架橋機(jī)主要由主梁、導(dǎo)梁機(jī)、支腿、吊梁天車、發(fā)電系統(tǒng)、電氣控制系統(tǒng)以及行走機(jī)構(gòu)等組成。其主要特征為。

架梁過程中，支腿設(shè)置在墩頂與梁端，可形成一個(gè)類似于簡支形態(tài)的結(jié)構(gòu)，受力情況十分明確，但在具體的架梁過程中需要保證前支腿的牢固性。

定點(diǎn)起吊。運(yùn)用運(yùn)梁車將梁體運(yùn)送至架橋機(jī)的尾部，對過渡段進(jìn)行安裝以后，由行走小車對混凝土梁進(jìn)行運(yùn)輸，沿著指定的軌道進(jìn)入機(jī)腹之中。然后，天車對混凝土梁進(jìn)行吊裝，并保持不動，再使用吊機(jī)對導(dǎo)梁機(jī)進(jìn)行移動，留出一定空間，最后由天車落放混凝土梁，完成整個(gè)作業(yè)過程。

1.3 兩跨連續(xù)拼裝式架橋機(jī)

該架橋機(jī)主要由桁架式主梁、支腿、起重天車、發(fā)電系統(tǒng)、電氣控制系統(tǒng)以及行走機(jī)構(gòu)等組成。其主要特征為。

(1)架梁過程中支腿設(shè)置在箱梁尾端，形成兩跨連續(xù)梁結(jié)構(gòu)，架梁施工以前支腿無需與橋墩之間進(jìn)行錨固，施工作業(yè)較為方便。

(2)運(yùn)梁車運(yùn)梁至機(jī)腹當(dāng)中，運(yùn)用起重天車對箱梁進(jìn)行吊裝，然后由天車吊裝箱梁進(jìn)行前行，直到架孔的上方，實(shí)施落梁。

(3)懸臂過孔。過孔的過程中，對前支腿進(jìn)行收起，然后啟動行走機(jī)構(gòu)，以懸臂的方式完成過孔，在前支腿抵達(dá)至橋墩后，其設(shè)置在墩頂上，中后支腿車卡軌器固定，完成過孔。此作業(yè)過程十分快速，且具有極高的安全系數(shù)。

(4)主梁運(yùn)用由“八七型鐵路搶修鋼梁”構(gòu)成的桁架，相應(yīng)桿件的保存與運(yùn)輸具有很強(qiáng)的便捷性。在工程完成以后，桿件能夠在其他作業(yè)中使用，不存在設(shè)備閑置造成的經(jīng)濟(jì)和空間浪費(fèi)，因此具有很高的經(jīng)濟(jì)效益。

2 高鐵施工中大型架橋機(jī)設(shè)備應(yīng)用關(guān)鍵技術(shù)

2.1 起升機(jī)構(gòu)

箱梁上設(shè)置了四個(gè)起吊點(diǎn)，吊梁過程中怎樣確保四點(diǎn)的受力保持平衡，是架梁作業(yè)中要優(yōu)先解決的問題。根據(jù)以往施工經(jīng)驗(yàn)，合理運(yùn)用四點(diǎn)起吊三定平衡的方式可以處理這一實(shí)際問題。該方法的基本原理為首先，確保箱梁上的吊點(diǎn)受力完全相等，憑借靜力平衡促使所有箱梁的另外一端吊點(diǎn)受力相同。為實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，最為常用的方法為對兩幅滑車組實(shí)施串聯(lián)纏繞，但這種方法需要使用導(dǎo)向滑輪，由于此滑輪實(shí)際摩阻力會使吊點(diǎn)受力存在一定差別，這一差別的大小主要取決于效率系數(shù)，通常情況下，可將受力差有效控制在1.5%范圍內(nèi)。

2.2 安全防護(hù)與監(jiān)控

(1)起升卷揚(yáng)系統(tǒng)。

對于起升卷揚(yáng)系統(tǒng)而言，其不僅要具備高速端的制動保護(hù)功能，還要有低速端的制動保護(hù)功能。就目前而言，得到廣泛應(yīng)用的技術(shù)為低速端盤式制動器與高速端塊式制動器。

(2)起升限位保護(hù)與超速保護(hù)。

為避免人為誤操作造成失速下降等問題，運(yùn)用了全新的編碼器測控系統(tǒng)。在架橋機(jī)控制室當(dāng)中，設(shè)置了應(yīng)急停車設(shè)備，如遇突發(fā)情況，可以在最短的時(shí)間內(nèi)停機(jī)，同時(shí)所有電動機(jī)都設(shè)立了故障監(jiān)測系統(tǒng)，如果出現(xiàn)短路等情況，此系統(tǒng)會拒絕一切動作，并顯示出故障的具體類型與位置。

(3)PLC技術(shù)。

該控制技術(shù)具有極強(qiáng)的邏輯功能，縮減了電路對于硬件設(shè)備的依賴性，在很大程度上提升了電路的靈活性與可靠性。在控制室中，加設(shè)了一部控制計(jì)算機(jī)，并采用新型觸摸屏技術(shù)，在屏幕上可顯示出故障的具體信息，為故障排除提供了很大的便利。

2.3 同步控制技術(shù)

架橋機(jī)運(yùn)用尾端喂梁的方法進(jìn)行，在運(yùn)梁車就位以后，需要與運(yùn)梁車上的小車進(jìn)行一同作業(yè)。在此過程中采取的技術(shù)方式為運(yùn)用相同的變頻器對小車進(jìn)行拖動，并在架橋機(jī)的后側(cè)設(shè)置一臺電源箱，以此對馱梁小車行走進(jìn)行控制，最后通過準(zhǔn)確的運(yùn)算確保二者運(yùn)行同步。

2.4 過孔技術(shù)

架橋機(jī)過孔是必須進(jìn)行妥善處理的施工問題，針對不同類型的架橋機(jī)，其具體的過孔技術(shù)也存在一定差異。對于下導(dǎo)梁架橋機(jī)，其過孔主要使用下導(dǎo)梁完成，前支腿行走在下導(dǎo)梁上，就位后對下導(dǎo)梁實(shí)施前移。這一過程較為復(fù)雜，步驟較多。對于兩跨連續(xù)拼裝式架橋機(jī)而言，其在過孔的過程中，僅需將小車設(shè)置在架橋機(jī)的尾端，然后進(jìn)行懸臂過孔，這種做法安全可靠，是當(dāng)前較為常用的過孔方法。

2.5 過隧技術(shù)

在高鐵施工建造過程中，勢必會碰到穿越隧道的情況，特別是在山區(qū)之中，架橋機(jī)應(yīng)順利穿過隧道以后才可以實(shí)施架梁。但架橋機(jī)尺寸很大，在穿越隧道前需對其高度進(jìn)行降低，只有這樣才能滿足凈空需求。因此，必須做好架橋機(jī)拆分工作。如今，過隧技術(shù)有兩大形式，其一為借助升降支架減小架橋機(jī)高度；其二為憑借自身機(jī)構(gòu)縮小架橋機(jī)尺寸，施工中應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況妥善選取。

3 架橋機(jī)設(shè)備應(yīng)用效果

以上三種架橋機(jī)的具體應(yīng)有效果如表1所示。

表1 架橋機(jī)應(yīng)用效果

4 結(jié)束語

綜上所述，這些大型架橋機(jī)設(shè)備正在廣泛應(yīng)用與高鐵施工中，高鐵施工也因此收獲了良好的成效，施工效率、安全性等均得到大幅提升。新型架橋機(jī)成功將電氣控制、液壓控制等融為一體，促進(jìn)了高鐵建造裝備的進(jìn)一步發(fā)展，為高鐵建設(shè)工作做出了極大的貢獻(xiàn)。

[1] 張耀輝,陳士通. 大型架橋機(jī)設(shè)備在高鐵施工中的應(yīng)用[J].筑路機(jī)械與施工機(jī)械化,2011,10(4):23-29.

[2] 李雄. 大型架橋機(jī)在高鐵施工中的應(yīng)用[J].科技風(fēng),2011,11(23):107-108.

[3] 陳士通,孫志星,張平,劉嘉武.SLJ900/32流動式架橋機(jī)設(shè)計(jì)選型與應(yīng)用[J]. 鐵道工程學(xué)報(bào),2015,8(1):88-92.

2016-09-12

李勤超(1976-)，男，山東鄄城人，工程師，研究方向：交通工程。

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1008-3383(2017)02-0150-02