SXJ900型架橋機25‰下坡架梁技術(shù)研究

摘要：客運專線鐵路箱梁架設(shè)設(shè)計坡度一般20‰以內(nèi)，國內(nèi)架橋機性能均可滿足。但在25‰下坡的極端條件下，架橋機無法進行常規(guī)的架梁作業(yè)。對關(guān)鍵技術(shù)進行探討，經(jīng)過現(xiàn)場實際施工表明，在保證安全的前提下，完成25‰下坡箱梁架設(shè)作業(yè)，需對SXJ900型架橋機進行局部改造，方可完成架梁作業(yè)，為類似施工提供指導(dǎo)和借鑒。

關(guān)鍵詞：SXJ900型架橋機；25‰下坡；箱梁架設(shè)；技術(shù)研究

1" "工程概況

銀川至西安（甘寧段）站前工程YXZQ-3標，起訖里程DK215+263.86～DK259+318.25，線路全長44.036km，位于甘肅省慶陽市境內(nèi)。運架分部承擔(dān)銀西鐵路（甘寧段）YXZQ-3標西峰梁場（里程DK241+900）322榀（含2標3榀）預(yù)制箱梁的運架任務(wù)。其中：32m箱梁296榀，24m箱梁26孔。根據(jù)局項目部實施性施組安排，配備架橋機1臺、運梁車1臺。架橋機采用SXJ900型，運梁車采用TLC900型。項目重難點工程為：SXJ900型架橋機25‰下坡架梁應(yīng)用于跨G324國道特大橋35孔和街上村中橋3孔，架橋機自行通過25‰下坡路基1處（731m），調(diào)頭1次。

2" "施工依據(jù)及方法

通過對SXJ900型架橋機中車加高、前支腿加墊墩、后支腿減墊墩進行改造，保證SXJ900型架橋機架梁時，主梁通過前后支腿油缸調(diào)整到7‰范圍的安全狀態(tài)[1]。

2.1" " 改造總體方案

經(jīng)過研究和計算，決定在中車下橫梁與臺車均衡梁座之間螺栓連接處，增加一節(jié)高度為125mm的墊墩，采用螺栓連接。同時對前支腿加高250mm底座，底座與上底座之間采用螺栓連接，以便于拆卸。通過這兩種措施使架橋機在 25‰的下坡狀態(tài)下，導(dǎo)梁相對于水平面的傾斜角度控制在 7‰以內(nèi)，保證架橋機正常工作。

架橋機前后支腿相距按60.2m計，故架橋機首尾（前后支腿中心距）高程差可達±1635mm。架橋機設(shè)計要求將主梁調(diào)整到7‰范圍內(nèi)（即架橋機前后支腿高低相差 450mm）。調(diào)整的辦法是，在中支腿與臺之間墊125mm加高墩，前支腿加高250mm，后支腿降低350mm（撤掉2只175mm墊墩）。此時架橋機前后支腿高低相差223mm，即滿足架橋機在7‰范圍內(nèi)（前后支腿高低相差450mm）的架梁要求。

2.2" " 施工分析

通過檢算得出，架橋機中車加高是整個工法的關(guān)鍵。無導(dǎo)梁步履式架橋機工作效率高，但整機較長，相當于“蹺蹺板”三點式支撐結(jié)構(gòu)，動力主要來源于中車下面的走行電機驅(qū)動。若架橋機中車處定做的2個臨時墊墩過高，使架橋機結(jié)構(gòu)整體抬升，由此產(chǎn)生以下6個不良影響：

一是架橋機前支腿相應(yīng)加高，架橋機中心整體抬高，影響設(shè)備抗傾覆的安全穩(wěn)定性；二是架橋機前吊梁鋼絲繩不夠長，無法將箱梁就位于墊石上；三是卷揚鋼絲繩沒有足夠的安全圈數(shù)，架橋機前吊梁有脫鉤滑落的風(fēng)險；四是架橋機下坡懸臂過孔時，前支腿處會再下沉25cm，由此造成架橋機過孔時坡度較大，風(fēng)險較高；五是運梁車前端頂升，駝梁運輸通過平坡或小坡度時，駝梁支點相對高差超限，無法滿足箱梁運輸；六是馱運支架頂升行程有限，馱運架橋機轉(zhuǎn)場、調(diào)頭時，無法將架橋機整機頂起，轉(zhuǎn)場、調(diào)頭工況受限。

架橋機中車處定做2個臨時墊墩太低，則會產(chǎn)生以下3個不良影響：一是架橋機前吊梁天車吊梁前行無法行走至指定位置，箱梁前端與架橋機主梁下緣板頂死，箱梁無法就位；二是運梁車駝梁小車與架橋機同步喂梁時，駝梁小車無法行走至指定位置，與架橋機中車上緣板頂死，箱梁無法就位；三是箱梁后端無法行走至指定位置，架橋機后吊梁天車不能與箱梁后吊點重合，無法安裝后吊梁吊具。

綜上所述，架橋機中車臨時墊墩的高度是關(guān)鍵。在保證安全、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、實用、經(jīng)濟等方面的諸多因素，要盡可能的避免以上不利條件。通過反復(fù)檢算及模塊化演練，最終確定架橋機中車處墊墩加125mm，即可滿足喂梁、架梁、轉(zhuǎn)場、調(diào)頭等各個工況的施工作業(yè)。

3" "架橋機改進

3.1" " 架橋機前支腿改進

此墊墩起到臨時支腿和前支腿伸縮缸連接的雙重作用，用于保證架橋機前支腿改進后的整體穩(wěn)定性，防止墊墩形變造成架橋機前支腿變形[2]。大坡道架梁作業(yè)時，臨時墊墩在末孔箱梁架設(shè)過程中是不可或缺的一部分，可以彌補原有110cm墊墩的不足，防止鉸接部件太多，引起架橋機前支腿的變形[3]。

安裝架橋機前支腿臨時墊墩。前支腿頂升缸收起前支腿，插好承重銷軸，拆除前支腿立柱與橫梁的連接螺栓。頂升前支腿油缸，將橫梁放置于墊石頂面，做好防傾倒支撐，拆除頂升缸與橫梁的連接并收起。將前支腿臨時墊墩放置于橫梁上，收起前支腿缸，將臨時墊墩與前支腿、橫梁、前支腿缸三者對位，連接成整體[4]。拔出承重銷軸，頂升前支腿支撐與墊石上，檢查各部位的連接狀態(tài)。前支腿墊墩安裝如圖1所示。

3.2" " 架橋機中車墊墩安裝

保證架橋機前支腿有一定的傾角，頂升架橋機前支腿缸，使前支腿外漏5個孔，插好承重銷軸，并鎖緊后車走行鎖軌器。頂升中車支腿缸，拆除架橋機中車走行與O型腿之間的連接螺栓，抽出中車走行下的加強軌道，防止加強軌道壓死無法抽出[5]。抽出加強軌道如圖2所示。緩慢收縮中車支腿油缸，使架橋機O型腿與架橋機中車走行分離，方便架橋機中車125mm墊墩的安裝，如圖3所示。

架橋機前后支腿相距按60.2m計，故架橋機首尾高程差可達±1635mm（考慮到結(jié)構(gòu)變形）。按架橋機設(shè)計要求將主梁調(diào)整到 7‰范圍內(nèi)，即可滿足架梁作業(yè)（即架橋機前后支腿高低相差 450mm）。整改辦法如下：在中支腿與臺之間墊125mm加高墩，前支腿加高250mm（因架橋機前支腿頂升缸受限，將250mm的墊墩改為500mm），后支腿降低350mm（撤掉1對175mm墊墩）。此時架橋機前后支腿高低相差 223mm，滿足架橋機在 7‰范圍內(nèi)的架梁要求。保證架橋機O型腿、臨時墊墩、中車走行連接禁固，頂升中車支腿缸，放回加強軌道。

3.3" " 架橋機中車走行系統(tǒng)延時開關(guān)安裝

SXJ900型架橋機動力來源于架橋機中車走行系統(tǒng)，架橋機自重大，依靠自身驅(qū)動行走輪在軌道上行走完成過孔作業(yè)，受鐵路縱坡的的影響，在架橋機行走的瞬間，自身提供的動力無法克服架橋機自重在縱向的分力，致使架橋機發(fā)生溜坡。特別是縱坡較大時，架橋機行走至梁端，很容易傾覆，發(fā)生施工安全生產(chǎn)事故。

分析認為，架橋機通過PLC（可編程處理器）控制架橋機的作業(yè)程序，整機制動由行走電機抱閘控制實現(xiàn)。架橋機行走時，由司機給出指令，電機工作指令和電機抱閘打開指令同時輸出，變頻器在加速時間5s內(nèi)電機由0～1擋的力矩達到最大，可以克服架橋機溜車的力矩。此時電機抱閘在通電的一瞬間已經(jīng)打開，但走行電機還沒有達到指定頻率，未達到額定的扭矩，從而使架橋機走行開始時出現(xiàn)溜坡現(xiàn)象。

對此采用我公司自行研發(fā)的一種防溜坡架橋機行走電機抱閘線圈控制電路（專利號ZL2016 2 1322483.8），在架橋機行走系統(tǒng)制動抱閘線圈處通入延時繼電裝置，控制制動系統(tǒng)打開的時間點。對于不同的縱坡，調(diào)整延時繼電裝置觸點的時間間隔，避免行走電機損傷，同時防止架橋機行走的溜坡。采用此裝置大大提升了架橋機大坡道走行溜坡的安全系數(shù)，增強了架橋機的結(jié)構(gòu)自穩(wěn)能力[6-7]。

3.4" " 架橋機后支腿墊墩拆除

拔出架橋機前支腿承重銷軸，收縮前支腿缸，拆除后支腿1對175mm的臨時墊墩，并螺栓連接緊固[8]。后支腿墊墩拆除如圖4所示。

3.5" " 馱運支架改進

馱運支架是架橋機與運梁車組合體的關(guān)鍵結(jié)構(gòu)部件，在架橋機馱運、調(diào)頭過程中起著承上啟下的作用。一般情況下，運梁車降至低位，可以一次進入架橋機腹中將其頂起，馱運轉(zhuǎn)場或調(diào)頭[9]。

大坡道馱運時，受坡影響，即便運梁車降至低位，也無法進入架橋機腹中，若重新定做馱運支架，則費用較高。在保證安全、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的基礎(chǔ)上，將馱運支架立柱由整體式改為“合頁”的連接式，上節(jié)749mm，保持馱運支架結(jié)構(gòu)尺寸不變，在運梁車進入架橋機腹中后，閉合“合頁”，用螺栓重新將馱運之間上端連接成整體，進行頂升、馱運架橋機?！昂享摗笔今W運支架如圖5所示。

4" "架橋機架梁

4.1" " 架橋機過孔

制作專門的止輪器4個，隨著架橋機過孔時啟動配合使用，并安排專人跟隨同步作業(yè)，起到雙保險作用[10-11]。止輪器如圖6所示。

4.2" " 架橋機喂梁

測算架橋機吊梁天車走行鏈條受拉情況，必要時在鏈條固定端用雙螺母固定，防止兩條固定端滑絲。前吊梁與運梁車馱梁小車同步前行，適當調(diào)節(jié)架橋機吊梁天車吊梁的高度，避免喂梁過程中箱梁與架橋機刮碰。

箱梁前端起吊后，頂升運梁車前端懸掛缸100mm，減小因縱坡過大，使馱梁小車超負荷過引起的發(fā)熱、報警燈故障。制作專門止輪器4個，跟隨架橋機吊梁天車前行，并安排專人同步安放。制作運梁車專用止輪器4個，發(fā)揮對位過程中運梁車頂撞架橋機的作用。

4.3" " 架橋機落梁

落梁過程應(yīng)緩慢勻速，時時監(jiān)控前后吊梁的荷載變化情況，必要時停機檢查[12]。安排專人檢查前吊梁天車卷揚鋼絲繩的保險系數(shù)（預(yù)留4.5圈，約12.5m），防止因鋼絲繩脫鉤滑出。檢查支座四角高差不得＞2mm，千斤頂支點返利平均值之差不得＞±5%，梁面高程、相鄰梁端錯臺不得＞10mm，砂漿層控制在20～30mm，端線、中線準確無誤后進行砂漿灌注。25‰下坡架梁完成如圖7所示。

4.4" " 架橋機轉(zhuǎn)場、調(diào)頭

橋與橋間的路基較短時，馱運轉(zhuǎn)場費時費力，工序繁雜，不便于操作，架橋機也可自行通過25‰下坡路基，如圖8所示。橋與橋間路基較長或架橋機調(diào)頭施工，可用改進后的馱運支架將架橋機頂起，運梁車馱運轉(zhuǎn)場即可[13]。

5" "結(jié)語

SXJ900型架橋機25‰下坡架梁技術(shù)，主要適用于橋梁設(shè)計縱坡為25‰以內(nèi)簡支箱梁架設(shè)作業(yè)，它彌補了SXJ900型架橋機設(shè)計最大適應(yīng)坡度為20‰的不足。該技術(shù)的應(yīng)用為銀西鐵路首次使用，為國家大力開發(fā)西北黃土高原鐵路提供寶貴經(jīng)驗，具有廣闊的推廣及應(yīng)用前景。

參考文獻

[1] 蘇育.高速鐵路架橋機前支腿安全性分析[D].石家莊：石家莊鐵道大學(xué)，2013.

[2] 王文政.架橋機使用與操作相關(guān)問題分析[J].交通世界，2016（16）：8-9.

[3] 段文軍.JQ900A架橋機運行安全評價及分析[D].成都：西南交通大學(xué)，2015.

[4] 周罡.900t輪胎式運梁車液壓系統(tǒng)[J]. 建筑機械，2008（21）：110-111+114.

[5] 郭文軍.900 t箱梁信息化運架施工技術(shù)[J].鐵道建筑技術(shù)，2018（2）：53-56.

[6] 曾小星.新型架橋機設(shè)計開發(fā)[D].成都：西南交通大學(xué)，2009.

[7] 張耀輝，陳士通.大型架橋機設(shè)備在高鐵施工中的應(yīng)用[J].筑路機械與施工機械化，2011，（4）：23-29+49.

[8] 王艷芳，王亮，張國.HZQ550t單、雙線架橋機擴展使用探討[J].鐵道建筑技術(shù)，2010，（S1）：237-239.

[9] 黃耀怡，余春紅.略論我國大噸位架橋機從創(chuàng)始到世界領(lǐng)先之路（上）[J].鐵道建筑技術(shù)，2015（2）：1-13+24.

[10] 張應(yīng)和.淺談TLJ 900型架橋機的結(jié)構(gòu)組成及應(yīng)用[J].新技術(shù)新工藝，2013（3）：55-57.

[11] 王毓楷.架橋機過35m跨度無引導(dǎo)梁過孔工況設(shè)計方案[J].中國城市經(jīng)濟，2012（3）：332-333.

[12] 馮燕. 900噸級導(dǎo)梁式定點起吊架橋機研究[D].成都：西南交通大學(xué)，2007.

[13] 宋鋼.輔助導(dǎo)梁式架橋機長橋調(diào)頭架設(shè)施工工藝[J].中國鐵路，2008（7）：26-30.