大型架橋機(jī)在高鐵施工中的應(yīng)用

包殿橋

（中鐵十四局集團(tuán)第五工程有限公司，山東濟(jì)寧 272000）

0 引言

隨著我國(guó)高鐵施工速度的加快，對(duì)各項(xiàng)高鐵施工技術(shù)和設(shè)備的需求量顯著增加。當(dāng)前在建高鐵線路上有很多類型的架橋機(jī)，大型架橋機(jī)在高鐵線路施工上的應(yīng)用已經(jīng)非常規(guī)范，但因研發(fā)力度不足，這些設(shè)備在質(zhì)量保證和安全性能方面還存在一些需要改進(jìn)的地方。為進(jìn)一步提高高鐵工程的施工質(zhì)量，探討大型架橋機(jī)的使用技術(shù)尤為必要。

1 起升設(shè)備使用技術(shù)

高鐵箱梁的施工架設(shè)對(duì)大型架橋機(jī)的起升設(shè)備提出了很高的技術(shù)要求，高鐵箱梁上設(shè)有4個(gè)吊點(diǎn)，吊梁時(shí)必須要保證4個(gè)吊點(diǎn)受力均勻。傳統(tǒng)起吊技術(shù)吊點(diǎn)受力的均勻性較差，容易導(dǎo)致箱梁扭曲，梁體受損，降低施工質(zhì)量。對(duì)此采取的策略：

（1）運(yùn)用4點(diǎn)起吊3點(diǎn)均衡的起吊架構(gòu)解決受力問題。4點(diǎn)起吊3點(diǎn)平衡的第一要點(diǎn)是要確保箱梁上的吊點(diǎn)在吊梁、縱走、橫移、落梁的過程中受力完全一樣，這樣，在靜力平衡的作用下箱梁另一端2個(gè)吊點(diǎn)之間的作用力必然相等。方法是使用同一根鋼絲繩將2幅滑車組串聯(lián)纏繞，并在中間設(shè)置導(dǎo)向滑輪，構(gòu)成一個(gè)平衡點(diǎn)。同時(shí)采用另外2個(gè)滑車組使用獨(dú)立鋼絲繩進(jìn)行串聯(lián)構(gòu)成另外的平衡點(diǎn)，這樣在對(duì)大重量的箱梁開展吊裝作業(yè)時(shí)就可以避免因?yàn)橄淞号で赡馨l(fā)生的梁體損壞情況。均衡起升結(jié)構(gòu)見圖1。

圖1 均衡起升結(jié)構(gòu)

（2）箱梁開展吊裝作業(yè)時(shí)，4個(gè)吊點(diǎn)要均勻分布在梁體的兩側(cè)，相互之間距離均等。這樣在對(duì)梁體進(jìn)行勻速吊裝時(shí)，在靜力平衡作用之下，就可以保證梁體兩端的吊裝受力相等，使4點(diǎn)均勻受力，有利于保持梁體的平衡，避免可能帶來的梁體損壞。這一過程運(yùn)用2組串聯(lián)起來的導(dǎo)向滑輪就可以做到，2組串聯(lián)的導(dǎo)向滑輪可以將吊點(diǎn)的受力誤差壓縮到最小范圍[1]。均衡起吊原理見圖2。

圖2 均衡起吊原理

2 作業(yè)時(shí)的監(jiān)控與安全保護(hù)技術(shù)

大型架橋設(shè)備吊裝作業(yè)時(shí)開展的監(jiān)控和安全保護(hù)十分重要，經(jīng)過數(shù)年的改進(jìn)與完善，架橋機(jī)設(shè)備的安全保護(hù)措施有了明顯的進(jìn)步，保護(hù)措施主要包括3個(gè)方面：

（1）起升卷?yè)P(yáng)系統(tǒng)。起升卷?yè)P(yáng)系統(tǒng)具有雙制動(dòng)保護(hù)功能，既具備減速機(jī)高速端制動(dòng)保護(hù)功能，又具備卷筒機(jī)低速端制動(dòng)保護(hù)功能。施工人員可將低速端盤式制動(dòng)器和高速端塊式制動(dòng)器應(yīng)用到施工中，前者負(fù)責(zé)設(shè)備減速時(shí)，對(duì)其動(dòng)作加以控制；后者負(fù)責(zé)設(shè)備加速時(shí)控制其動(dòng)作，實(shí)現(xiàn)起升卷?yè)P(yáng)。

（2）起升限位保護(hù)、超速保護(hù)及緊急停車裝置。為了防止因人為誤操作或機(jī)械故障出現(xiàn)起升超限或失速下降的情況，運(yùn)用起升限位器及編碼器控制的超速保護(hù)裝置解決相關(guān)問題。架橋控制室設(shè)置應(yīng)急停車設(shè)備，出現(xiàn)緊急狀況時(shí)，要在最短的時(shí)間內(nèi)停止機(jī)器。并且所有電機(jī)和制動(dòng)器上都要安裝故障監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，若發(fā)生短路、斷線或超載的情況，該系統(tǒng)將拒絕一切操作，同時(shí)準(zhǔn)確顯示故障的種類與位置。施工人員可經(jīng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，全面的掌握故障的特點(diǎn)。以之為參考，對(duì)故障進(jìn)行處理，提高故障的解決效率。

（3）PLC技術(shù)。具有很強(qiáng)的邏輯功能，能減小電路對(duì)硬件設(shè)備的依賴性，可以提升電路的可靠性和設(shè)計(jì)的靈活性，保證架橋機(jī)操作的安全性。同時(shí)在架橋機(jī)的控制室內(nèi)通常會(huì)架設(shè)一臺(tái)由工業(yè)系統(tǒng)控制的計(jì)算機(jī)，計(jì)算機(jī)采用觸摸屏技術(shù)，在屏幕上顯示各類電器故障的具體信息。當(dāng)故障發(fā)生時(shí)，維修人員可參考屏幕的提示，確定故障位置，并及時(shí)維修，提高故障修復(fù)效率。

3 起重與運(yùn)梁結(jié)構(gòu)的同步控制技術(shù)

同步控制技術(shù)主要運(yùn)用在當(dāng)架橋機(jī)采用尾部喂梁作業(yè)方式時(shí)。運(yùn)梁車完成運(yùn)梁操作，梁體被起重機(jī)吊起后，必須確保運(yùn)梁車上的馱梁小車和起重小車同步前行，以確保在運(yùn)輸橋梁時(shí)不會(huì)發(fā)生受力不均現(xiàn)象。采取的措施：

（1）普通的運(yùn)梁結(jié)構(gòu)，為實(shí)現(xiàn)同步控制2車的目標(biāo)，一般需要用同一臺(tái)變頻器操控2車，同時(shí)在架橋機(jī)后部架設(shè)一臺(tái)運(yùn)梁車電源箱，在2車上配備相同的變頻器和電源，通過操作變頻器控制兩車的行走速率，同時(shí)在操作時(shí)要采取不斷計(jì)算、測(cè)試及調(diào)整馱梁小車線速度的方法，保證兩者的工作狀態(tài)一樣。

（2）全液壓的運(yùn)梁結(jié)構(gòu)，一般先采用紅外線測(cè)距儀反饋相關(guān)數(shù)據(jù)。施工人員可通過對(duì)數(shù)據(jù)的觀察，判斷其是否存在誤差。之后通過及時(shí)差數(shù)補(bǔ)償操作，完成對(duì)喂梁作業(yè)的閉環(huán)控制，實(shí)現(xiàn)馱梁小車和起重小車同步運(yùn)行[2]。

4 作業(yè)時(shí)的過孔技術(shù)和過隧道技術(shù)

過孔技術(shù)以及過隧道技術(shù)，是實(shí)現(xiàn)架橋機(jī)良好應(yīng)用效果的關(guān)鍵部分。過孔技術(shù)主要指針對(duì)不同類型架橋機(jī)，運(yùn)用不同的過孔技術(shù)。大型架橋機(jī)設(shè)備包括含有導(dǎo)梁結(jié)構(gòu)的施工設(shè)備，如下導(dǎo)梁架橋機(jī)以及導(dǎo)梁頂點(diǎn)式架橋機(jī)等，這類架橋機(jī)設(shè)備都包括導(dǎo)梁結(jié)構(gòu)，打孔過程中，需要借助導(dǎo)梁的支撐作用。實(shí)際運(yùn)用時(shí)，架橋機(jī)的前支腿通常設(shè)計(jì)在導(dǎo)梁上，根據(jù)施工需求變化導(dǎo)梁位置，并且隨著導(dǎo)梁方位的變化，前支腿隨之移動(dòng)，實(shí)現(xiàn)打孔施工的順利進(jìn)行。這類打孔技術(shù)操作復(fù)雜難度較大，要求施工人員具有較強(qiáng)的施工能力和豐富的工作經(jīng)驗(yàn)，并在實(shí)際操作過程中保持注意力的高度集中。兩跨連續(xù)式架橋機(jī)由于含有懸臂裝置，操作相對(duì)簡(jiǎn)單，并且安全性較高，已經(jīng)普遍應(yīng)用于施工中，并取得了一定的應(yīng)用效果。當(dāng)一塊6層PCB板的厚度（通孔深度）為1.27 mm（50密耳）左右，僅需應(yīng)用鉆孔直徑為0.2032 mm（8密耳）的機(jī)械，既能夠達(dá)到過孔目的。過隧道技術(shù)主要應(yīng)用降低架橋機(jī)寬度及高度進(jìn)行作業(yè)以及利用架橋機(jī)自身伸縮性進(jìn)行作業(yè)兩種。該技術(shù)下，架橋機(jī)的電機(jī)功率11 kW×2、縱移速度3 m/min、提升速度0.75 m/min、最大起重量120 t。在實(shí)際施工中，普遍選擇利用架橋機(jī)自身機(jī)構(gòu)的伸縮性能來開展過隧道作業(yè)。

5 結(jié)語(yǔ)

在高鐵施工中運(yùn)用大型架橋機(jī)設(shè)備，可以起到平衡吊點(diǎn)，保護(hù)作業(yè)人員安全、避免在運(yùn)輸橋梁時(shí)受力不均的良好效果。本文的研究可以讓大型架橋機(jī)設(shè)備在高鐵施工中得到更好的應(yīng)用，為提高高鐵建設(shè)質(zhì)量做出更大的貢獻(xiàn)。

[1]李勤超.高鐵施工中大型架橋機(jī)設(shè)備的應(yīng)用[J].黑龍江交通科技，2017，40（2）：150-151.

[2]陳浩.試論大型架橋機(jī)設(shè)備在高鐵施工中的應(yīng)用[J].江西建材，2017，（2）：157+161.