一種500t運架大下坡架設單線砼梁的方法分析及應用

摘要：介紹了一種應用于大下坡工況下架設砼梁的架橋機，特別是對一種500 t運架設備在大下坡工況下架設砼梁施工方案、解決方案、計算方法等進行了詳細描述。此架橋機已于中交二公局京雄六標過既有線后大下坡砼梁架設中得到實際應用，效果良好，安全可靠。

關鍵詞：大下坡;運梁車;架橋機;砼梁

0? ? 引言

我公司承接中交二公局新建北京至雄安新區城際鐵路站前工程JXSG-6標段單線砼梁架設工程，此項目范圍包括：霸雄特大橋C段左單線，霸雄特大橋E段右單線以及霸雄特大橋F段接車單線。我公司采用500 t運架設備對其進行架設。在過既有線后出現大下坡橋墩，通過對現場實際架梁坡度參數的分析得出：最大下坡在472—473號橋墩之間，高差值70.3 cm，坡度=70.3/3 270≈2.15%，故需要一種在冬季及大下坡工況下架設單線砼梁的解決方案。

1? ? 架橋機主要技術參數

型式：兩跨平衡式;額定起重量：250 t×2（單小車）;動載起吊沖擊系數：1.05;靜載起吊穩定系數：1.1;梁體吊梁方式：二點起吊;吊桿數：4×2;作業最大坡度：縱坡22‰，橫坡30‰（人字坡）;整車過孔運行速度：0～3 m/min;吊梁縱移速度：0～3 m/min（空載縱移6 m/min）;吊梁橫移速度：0～3 m/min;最小工作曲線半徑：1 200 m;尺寸（長×寬×高）：79.4 m×

13.2 m×12.6 m;重量：約400 t;最大部件運輸尺寸（長×寬×高）：11.6 m×1.5 m×2.5 m，重量<14 t。

2? ? 運梁車主要技術參數

額定載荷：500 t;自重：約150 t;輪距：2 484/900 mm;軸距：1 600 mm;軸線：20;驅動軸線數：7;滿載行駛速度：0～

5 km/h;空載行駛速度：0～10 km/h;最大爬坡度：5%;接地比壓：0.6 MPa;輪胎：12～20;發動機功率：2×275 kW。

3? ? 施工步驟說明

步驟一：支撐臨時支腿，抬起后支腿，架橋機進入喂梁狀態，此時架橋機后部各位置到地面高度不低于5 858 mm。架橋機前支腿增加橫梁，增加前支腿高度，簡化前支腿轉運操作。臨時支腿過高，需要截掉700 mm，在切口位置焊接底板，底板尺寸為20 mm×340 mm×840 mm（兩塊）。前支腿位置高度比后支腿位置高不低于100 mm，不大于200 mm。

步驟二：運梁車運梁到橋機尾部，運梁車運梁高度不大于5 770 mm（運梁車高2 500+梁高2 800=5 300 mm，考慮接觸網埋栓高度600 mm，其中200 mm預埋在梁內，外露400 mm，總高度為5 700 mm，滿足要求）。

步驟三：運梁車進入架橋機內部，支撐后支腿，前點吊開始吊梁前移，后吊點吊梁，前后協同抬梁到達待架孔上方。

運梁車馱梁小車卷揚下坡2.1%安全性驗證：

沿坡度分力（未考慮摩擦阻力的保守計算）：

F=mgsin（arctan 0.021）=450×sin 1.145 762 8/2≈4.725 t

馬達20 MPa時扭矩：

可提供反拖力：

故安全。安全系數為2.878（保守計算）。

步驟四：折疊后支腿，支撐臨時支腿，運梁車退回梁場。前后吊梁天車繼續落梁，此時待架梁與已架梁間隙為40 mm左右，距前墩中心線50 mm左右。

步驟五：支撐后支腿。前后吊梁天車完全落梁后，前后吊梁天車移至橋機后部，錨固前支腿。

步驟六：收前支腿，使前支腿與主梁脫離，整機過孔，注意前支腿錨固鋼絲繩狀態，若繃緊，則降低或升高前支腿，保持前支腿與主梁脫離。

整機過孔時，臺車減速機制動力計算：

過孔時整機重量G=390 t，架設坡度i=2.1%，過孔速度3 m/min，加速度a=（3/60）/1=0.05 m/s2，過孔時沿軌道向力：

F=390×0.021×1 000×9.8+390×1 000×0.05=99 762 N

中支腿電機為YZP100L1-4（4臺），2.2 kW，電機輸出力矩為30 Nm;后支腿電機為YVF2EJ112M-4（2臺），4 kW，電機輸出力矩為38 Nm。

中支腿制動力：

F1=（4×30×377/23）×55/0.315≈343 436 N

后支腿制動力：

F2=（2×38×377/23）×55/0.315≈217 510 N

制動力：

F1+F2=560 946 N>F=99 762 N

安全系數為5.6。

步驟七：支撐中支腿，解除前支腿錨固，前支腿前移32 700 mm，支撐前支腿，進入架梁狀態。

4? ? 施工安全注意事項

4.1? ? 兩大原則

（1）橋機姿態。橋機過孔、架梁姿態保證前高后低，前支腿高于中支腿0～200 mm。中支腿在過孔過程中高于后支腿0～200 mm，在喂梁進車狀態-200～40 mm，架梁狀態0～200 mm。

（2）喂送砼梁姿態。應保證砼梁在第一吊吊起后，砼梁保持前高后低狀態，在整個喂梁過程中運行高差0～600 mm（第一吊吊平即可）。

4.2? ? 注意事項

（1）在下坡過孔及架梁時（下坡度大于1.2%），電液系統在超越負載下施工，需確保電液系統滿足最大下坡工況運行時的穩定性（如電液系統檢查相關元件運行可靠：液壓檢查平衡閥，電氣檢查變頻器制動電阻等等）。

（2）運梁車在進入大坡道后，馱梁行走速度降至中速，進入架橋機下部后采用低速及蠕動模式前行，監護人員備好楔木，隨時準備塞入運梁車輪胎下方，以防在所有制動都失效的極特殊情況下制動運梁車，作為除行車、駐車制動后的第三道保護。

如喂梁：運梁車就位時人工準備好楔木，喂梁過程中人工跟隨運梁車馱梁小車及架橋機前吊梁天車，準備好鐵楔隨時楔墊（楔墊前方）。

如過孔：架橋機中支腿及后支腿軌道上跟隨放置鐵鞋，橋機將就位時，軌道端頭中支腿撤下鐵楔后先加裝臨時錨固措施，方可進行橋機過孔就位作業。

（3）過孔作業中，注意架橋機前支腿隨橋機下降而調整其高度，確保拖輪與掛輪始終與主梁下軌道與耳梁有合理的安全間隙（5～10 mm）。

（4）橋機過孔到位后，調整前支腿高度，保持橋機主梁前端高于后端約200 mm，利用水準儀測量水平度，以防在架梁過程中天車前溜。

（5）橋機在安裝吊具吊桿前，需確認砼梁吊裝孔尺寸及位置度，推薦吊裝孔直徑增加至100 mm。在吊桿安裝困難時要對吊裝孔采取擴孔作業，以利吊桿安裝及豎向受力。

（6）當現場實測風力超過6級時，應停止過孔作業，并對架橋機采取相應防護措施;如現場實測風力達到6級，并有中雨及大雪天氣，不得進行過孔作業。

（7）落梁時檢查前吊梁天車卷揚機鋼絲繩安全圈數是否大于3圈。

（8）喂梁時檢查同步性，檢查馱梁小車應為后端鋼絲繩受力（坡度大于1.2%以上時），檢查前吊梁天車鏈條松緊度，原則上運梁車馱梁小車速度稍慢于架橋機前天車行走速度，以防止馱梁小車前沖力對架橋機前天車后端鏈條造成附加載荷。

（9）前支腿垂直度偏差應在±1.5%以內。

4.3? ? 支墩拆卸與安裝

輔支腿墊墩：

（1）待架橋墩前后高差大于100 mm小于380 mm時，安裝臨時支腿下406 mm高墊墩;

（2）待架橋墩前后高差大于380 mm后，拆除墊墩;

（3）待架橋墩前后高差小于100 mm時，可安裝原切除下來的700 mm墊墩;

（4）臨時支腿下部支墊高度不小于500 mm，可滿足運梁車中位駝梁喂梁要求。

后支腿墊墩：待架橋墩前后高差大于500 mm時，拆除后支腿油缸下800 mm墩，否則后支腿過長，無法收縮折起。

5? ? 結語

本文對大下坡架梁過程中所涉及的關鍵點給出了全方位的處理措施和解決方案，確保了在大下坡工況下安全可靠地完成砼梁架設。本次施工所采用的施工順序及防護措施，為類似工況下架梁施工提供了重要實踐經驗。

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[4] 王金諾，于蘭峰.起重運輸金屬結構[M].北京：中國鐵道出版社，2002.

收稿日期：2020-01-15

作者簡介：曹靜蕾（1983—），女，河北秦皇島人，工程師，研究方向：起重機械、架梁工程。