淺析中國高鐵箱梁搬提運架設備發展歷程

丁文長，劉元寶，仙進兵，高家宇

（中鐵十四集團有限公司，山東 濟寧 272000）

1 引言

當今，我國高鐵技術作為國家品牌、名片由國內走向國外，引領世界高鐵建設潮流，我國已成為世界鐵路發展的重要推動者和全球鐵路規則制定的重要參與者。這其中大國重器——高鐵搬提運架施工設備發揮了極其重要的作用。自2006年我國自主研發的高鐵箱梁架設設備投入市場應用以來，已在結構形式、起重量、跨度、適應性、信息化水平、安全性能等方面均取得了長足的進步。根據數據顯示，目前國內900t級高鐵搬提運架設備保有量約900臺，設備資產約100億元。隨著國家高鐵架梁設備研發制造能力的升級，目前1000t級、1100t級新型高鐵設備已逐步投入到施工應用中。

隨著設備的發展進步，施工時我們發現不同類型的設備、不同產品時期的設備在適應工況、配套應用上有很大差別。尤其隨著新設備、適應性更強的設備投入市場后，原來的老舊設備開始大批量閑置。究其原因，國內目前沒有單位對高鐵設備進行系統劃分和研究，如什么類型的設備適用于平原地區施工，什么類型的設備適用于過隧道施工等。

2 劃分依據

根據國內現有高鐵設備基本情況，結構組成、主要性能參數及關鍵技術對高鐵設備進行系統劃分，筆者認為國內高鐵設備發展有3次重大技術革新，故可劃分為3代，分別為32m/900t平原高位（2006~2012年）；32m/900t山嶺過隧道低位（2013~2018年）；40m/1000t全工況超低位（2019年至今），供行業內參考。

2.1 第一代32m/900t級高位高鐵設備

我國自主研發32m/900t的分體式箱梁架設設備在武廣、京滬高鐵等平原地區推廣應用，標志著32m/900t架橋機進入平原高位時代。這代產品主要應用于平原地區的高鐵橋梁建設，設備整體高度較高。主要有下導梁式高位架橋機、單梁單門式搬運梁機、高位運梁車、450t龍門吊。

架橋機設計時采用下導梁結構，可輔助橋機過孔。橋機整機高度約為13.5m，整機長度76m左右。

2.2 第二代32m/900t級低位高鐵設備

隨著國家鐵路建設發展，高鐵施工已由平原逐步發展至山區，重大干線拓展至城際、城市高鐵，過隧運架和橋隧相連的施工工況不斷出現，第一代高鐵設備因自身設計原因，不能滿足實際施工需要，第二代設備應運而生。

這代設備主要考慮適用于過隧道運架梁施工。運架設備較第一代高度更低，長度更長。架橋機結構形式由帶下導梁結構改為懸臂梁結構，設備的過孔速度進一步提高；第二代低位運梁車，馱梁高度設計在2.95m左右，長度超過42m；故在節約搬梁通道的同時可為運梁車裝梁，第二代搬運梁機結構形式為單梁雙門式，使得低位運梁車可下穿搬運梁機。

此外，為滿足過隧道、橋隧相連工況運架梁施工，國內相關單位研發制造運架一體機，其具備過隧道運梁、架梁和隧道口零距離架梁的能力，是集合了運梁車、架橋機功能于一體的施工設備。

2.3 第三代40m/1000t級超低位高鐵設備

2019年，鄭濟鐵路實現了40m/1000t簡支箱梁的架設，標志著我國分體式架橋機進入高鐵箱梁架設領域國際領先的新時代。這代高鐵設備為40m/1000t高鐵箱梁設計，同時兼備過隧道運架梁，可架設40m、32m、24m、20m等多種規格梁型。

3 設備類型簡介

為更清晰的闡述高鐵架梁施工設備的發展歷程，筆者將搬提運架設備單獨列舉，以供橫向對比。

3.1 架橋機

3.1.1第一代32m/900t下導梁式架橋機、JQ900門式下導梁式架橋機

如圖1左所示為TLJ900型下導梁式架橋機，O型中支腿結構。如圖1右為JQ900型門式下導梁式架橋機，特點為門型支撐中支腿結構。

圖1 900t下導梁式架橋機、門式下導梁架橋機

3.1.2第二代32m/900t懸臂梁式架橋機

第二代設備無下導梁，采用固定式O型中支腿，為配合運梁車通過隧道，整機高度設計更低。如圖2所示。

圖2 900t雙導梁懸臂架橋機

3.1.3第三代40m/1000t懸臂梁式架橋機

第三代產品為40m/1000t簡支箱梁研制，并兼容32m、24m箱梁，整機較第二代架橋機高度更低，其主梁有單、雙兩種結構形式，均可完成過隧、隧道口零距離架梁等特殊工況作業，是一種“全能型”設備。如圖3所示。

圖3 1000t超低位架橋機

3.2 運梁車

圖5 900t低位運梁車

3.2.1第一代32m/900t高位運梁車

第一代高位運梁車主要應用于無隧道的平原工況，長度在39m以內，可完成32m/900t箱梁的馱運、喂梁及協助架橋機進行橋間轉移工況。由于設備設計結構高大，中位馱梁高度可達3.5m。如圖4所示。

圖4 900t高位運梁車

3.2.2第二代32m/900t低位運梁車

第二代低位運梁車為滿足馱梁過隧工況進行設計，中位馱梁高度2.95m，馱運配套架橋機過隧。由于高度降低，為滿足接地比壓，長度一般為42m以上。如圖5所示。

3.2.3第三代40m/1000t超低位運梁車

圖6上為整體式第三代運梁車，在滿足1000t載重的同時，高度再次降低，

圖6 1000t超低位運梁車

中位馱梁高度1.6m，載梁機構為槽型結構，采用多軸、小輪胎、雙胎并置設計。

圖6下為分體式運梁車，前后各有動力驅動，適應全工況運梁，但配套架橋機后懸臂較長。

3.3 搬運梁機

圖8 900t單梁雙門式搬運梁機

3.3.1第一代32m/900t單梁單門式搬運梁機

第一代搬運梁機為單梁單門結構，通過2臺起重天車吊梁，可橫向、縱向平移。給運梁車裝梁時，需橫向上跨運梁車。如圖7所示。

圖7 900t單梁單門式搬運梁機

3.3.2第二代32m/900t單梁雙門式搬運梁機

由于第二代運梁車長度增長，第一代搬運梁機無法直接為第二代運梁車裝梁，遂研制單梁雙門式搬運梁機，運梁車可在其下方縱向移動，不受長度限制。如圖8所示。

3.3.3第三代40m/1000t雙梁雙門式搬運梁機

第三代搬運梁機為40m/1000t簡支箱梁研制，其結構為雙梁雙門式，起重量升級為1000t。如圖9所示。

圖9 1000t雙梁雙門式搬運梁機

3.4 運架一體機

圖11 1000t運架一體機

運架一體機集運、架梁功能于一體，可以實現出隧道口零距離架梁，適應運架梁全工況。

3.4.1 第二代32m/900t導梁式運架一體機、32m/900t流動式架橋機

圖10上為導梁式運架一體機，由運架梁機和下導梁機2部分組成。圖10下為流動式無下導梁，增加前輔支腿，后經改進，變為中支腿。

圖10 900t運架一體機

3.4.2第三代40m/1000t流動式架橋機

第三代產品為40m/1000t簡支箱梁研制，首次使用可變位主支腿折疊結構，可直接運輸40m箱梁過隧道，并在隧道內及隧道進出口零距離架梁，兼架32m、24m箱梁，為“全能型”設備。如圖11所示。

提梁龍門吊為門式起重機，除起重量上為450t、500t外，結構上未有較大變化，本文不再贅述。各類型設備詳細特點見表1，以供各位同行在設備選型時參考。

表1

4 結語

隨著我國基建的快速發展，大型工裝設備不斷更新迭代，未來將出現更多新型、智能化的裝備。筆者相信大型裝備的發展創新必將推動高鐵行業建設的發展進步。