鐵路橋梁工程的架設及設備配置方法

摘要：當前，我國的交通網絡不斷地擴寬，鐵路橋梁工程獲得了良好的發展。高速鐵路橋梁架設方法不斷的優化，各種裝置的配置不斷地更新，可以有效提升橋梁架設的水平，確保高速鐵路橋梁建設逐漸傾向于科學化、合理化的方向發展，同時還能夠滿足高速鐵路建設工程的整體性。

關鍵詞：高速鐵路；橋梁架設；設備配置

1" "工程概況

某高速鐵路橋梁建設工程的施工工期較短，項目內的橋梁架設使用的是大噸位架橋機進行施工，為了保證項目如期竣工，施工現場配備了諸多的機械設備，包括導梁架橋機、運梁臺車、運架梁一體機、輪胎式下導梁架橋機等相關設備，這些設備都屬于是行業內較為先進的施工設備。

2" "鐵路橋梁架設方法

2.1" " 兩種施工方法對比

通常情況下，架橋機屬于是一種配合預制梁體架設的設備。造橋機是借助鋼桁梁支撐箱梁體外模，直接在橋位的箱梁部位澆筑混凝土的一種施工設備，所以造橋機施工方法也被業內人士稱之為移動模架法。近些年來，高速鐵路建設項目普遍呈現出施工工期緊湊、橋梁數量眾多的施工特點，促使施工單位開始關注造橋機施工方法。

以韓國漢城至釜山的高速鐵路建設項目來看，該項目就屬于典型的工期短、橋梁數量眾多的建設項目。為了保證項目施工工期縮短，施工單位在施工現場配備了20余套造橋機。結合實際情況來看，這兩種施工方法都存在各自的優劣勢，詳細情況見表1[1]。

2.2" " 設備選型要求

造橋機法和架橋機法都存在自身的優缺點，面對一個工程建設項目時，施工方法的選擇應該結合實際情況而定。在該工程項目中，橋梁架設方法的選擇會在很大程度上影響該項目的整體施工成本，具體原因如下：

確定了架設方式，就意味著確定了施工設備的數量。由于施工工期是固定的，且每一臺施工設備的生產效率是穩定的，當橋梁的長度或數量越大時，那么施工設備的數量必然會隨之增大。

橋梁架設設備的運行成本在整個項目施工成本中占據的比例比較大。結合相關數據來看，架橋機的采購成本占FPLM方法成本的60%以上，造橋機的采購成本占MSS方法成本的45%左右。雖然架橋設備的采購成本并不可以等同于機械使用成本，但這種設備屬于專用性設備，需要在施工前就進行采購，一次性資金投入的規模非常大，站在企業資金周轉的角度來進行分析，施工設備選擇的合理性至關重要。

站在工程造價層面來進行分析，設備的選擇會對工程造價造成直接性的影響。通常情況下，直接費是由材料費、人工費、機械費組成，由于橋梁的長度、類型并未發生變化，意味著施工材料波動性不會太大，但人工費則會由設備進行確定。

設備的選擇會對臨時性費用的價值造成影響。假若使用架橋機，那么則需要在施工現場預留預制場地；但造橋機則不需要設置預制場地，其可以直接利用臨時場地或是臨時便道進行施工，相對而言，造橋機的施工成本更低。

3" "架橋機結構與功用

該項目所使用的架橋機是由機械臂、吊梁車、1號柱、2號柱、3號柱、司機室、起吊組件、電器系統、液壓系統組成。機械臂屬于是箱型雙梁結構。1號柱作為橋架機的前部支撐，在實際架橋作業過程中應對機械臂進行連接，在移動過程中與機械臂通過滾動的方式進行運動。2號柱作為架橋機的中部支撐，是設備移動過程中的輔助支撐，在穩定支撐過程中與機械臂呈現出固定化連接狀態。3號柱屬于是橋架及的后部支撐，始終與機械臂保持固定連接狀態。

機械臂是整個架橋機設備的主要承載組件，該組件屬于是箱型雙梁結構，箱型梁的高度設計為3.6m，寬1.5m，全長設計的是57.45m，機械臂每一側可以細分為6節，其中最長的一節長度為10.5m，質量達到了23t，各階段使用螺栓連接在一起。

雙梁機械臂上都設置有吊梁小車移動的軌道，總計4條軌道，前半部分的軌道位于1號柱的托輪、掛輪，中間部位的軌道位于2號柱前后以及縱向定位插口，尾部的移動軌道為3號柱的升降套筒部位。此外，機械臂前半部分與后半部分均設置有輔助性吊運移動軌道。

每一個架橋機均配置兩個規格相同的吊梁小車。每個吊梁小車是由行走臺車、大車架、橫向移動車子、橫向移動單元、升降單元以及吊梁扁擔組成。一根長度為8.9m的吊梁扁擔直接橫穿在雙梁機械臂的下方，直接與升降卷揚機、機械臂側面的鋼絲繩進行連接。吊梁小車各個單元之間是利用螺栓、銷軸連接成為一個整體，拆卸比較便捷，各個組件可以直接使用普通汽車進行運輸。每一個吊梁小車都配備兩個單獨的升降單元，使用機械均衡理論，促使兩個吊點均勻受力，可以有效保證箱梁在升降單元作業的過程中不會出現損壞。

1號柱是橋架及的前半部分的支撐構造物，其直接坐落在墩臺的墊石上，由托輪、掛輪、轉盤、枕梁、橫向移動單元、伸縮柱等組成。在實際架梁過程中，1號柱與機械臂應縱向定位，1號柱與3號柱承受架橋機與梁體的荷載。在縱向移動過程中，1號柱與機械臂之間為相對運動狀態。1號柱在正常架橋的過程中在支撐在橋墩上，但是由于1號柱的伸縮量比較大，所以不需要拆卸就可直接實現兩種支撐方式。

2號柱安裝在架橋機的中間部位，可以作為架橋移動過程中的輔助性支撐。其由安裝架、定位單元、伸縮柱、枕梁以及移動單元組成。2號柱可以沿著機械臂縱向方向自動進行懸掛，不但可以直接支撐在橋面中，也可以收轉在箱梁的空襠中。

3號柱是架橋機的后半部分支撐，由卷揚升降單元、油缸升降單元、升降柱、轉盤、橫梁、移動單元、支撐以及承重梁組成。在架梁過程中，3號柱、1號柱來支撐架橋機與梁體傳來的荷載，在縱向移動過程中，3號柱在縱向移動軌道中進行移動，緩慢推動架橋機向前移動。升降柱裝置在箱型套內，在升降單元驅動下，可以實現比較大的升降量。

1號柱與2號柱，2號柱與3號柱之間均裝置有一個活動室的輔助吊，前半部分的輔助吊質量設計為5t，后半部分的輔助吊質量設計為10t，輔助吊移動軌道用工字鋼制成，裝置在機械臂橫聯下部。

架橋機總計配備了3套液壓系統，分別位于1號柱、2號柱、3號柱。液壓系統由執行單元、管路、液壓泵站組成，電器單元控制泵站進行作業，促使執行單元完成換向動作，每一個泵站內均配置加熱設備，保證架橋機可在寒冷環境下正常作業 [2]。

4" "架橋機主要外圍設備配置及要求

4.1" " 輪胎式運梁車

架橋機使用TE600型運梁小車完成運糧作業，設計要求運梁小車可以完成對20m、24m箱梁的運輸工作，運梁小車的長度應該小于箱梁長度20m。在運輸過程中，托架的高度設計為7.37m，所能夠承載的最大荷載為680t，路基最大壓強0.43MPa。

運梁小車32個移動輪與主梁進行連接，液壓懸掛系統為移動輪提供保障，確保移動輪受載均勻，即便是在不平整路面移動，移動輪也可以保持平穩移動。主梁上側安裝有前端移動臺車、后端移動臺車，當運梁小車移動至限定部位后，移動臺車在鏈條結構的驅動下，移動至運梁小車吊運部位，同時配合架橋機完成梁體吊運作業。

轉向單元用于保證運梁小車完成全輪轉向功能。運梁小車設計的是四點承載方式，支點結構采用的是橡膠板，橡膠板直接安裝在橫梁的上側。運梁機承受的荷載必須要符合設計要求，輪組采用橡膠輪，以擴大運梁機組與箱梁頂部的接觸面。橋梁接縫使用鋼板進行填塞，以使運梁小車順利通行。

4.2" " 200kW拖車電站

拖車電站可以為架橋機提供充足的電源，拖車電站屬于雙軸六輪式，附帶轉向功能，發動機使用的是康明斯柴油機。發電機使用的是西門子研發的高性能發電機，用于保證架橋機在作業的過程中擁有源源不斷的電源，供電的最大距離不超過150m。

4.3" " 3號柱縱移軌道

架橋機在縱向移動過程中，3號柱的移動輪在軌道中移動，機械臂沿著1號柱的托輪緩慢向前移動。軌距設計為1m，軌道的長度設計為28m，總計設置兩排軌道，每排軌道細分為4段，便于軌道的安裝與拆卸。

4.4" " 梁場主要設備

結合設計圖紙的要求，施工工期、施工進度要求，施工單位要嚴格按照經濟性原則合理地配置施工構建，保證施工現場擁有足夠的機械設備，且保證施工設備可正常運行。梁場的機械設備主要包括動力機械設備、土石方機械設備、吊裝設備等。

5" "施工注意事項

5.1" " 梁體吊點與支點設置

不管出于何種工作狀況下，梁體吊點與支點與梁體端部之間的距離都應該符合以下要求：①吊點安裝在腹板的內測，吊點的數量至少為460處；②支點設置在腹板的下側，支點與梁體端部之間的距離不得超過1.5m；③運輸支點設置在腹板的下側，支點與梁體端部之間的距離不得超過3m。

5.2" " 運梁、吊梁作業

施工人員在進行運梁、吊梁作業時，要確保每一個吊點、支點受到的荷載分布均勻，任何工作狀況下，梁體的支點全部都應該處于相同平面內，分布位置偏差應控制在2mm以內。存梁臺座四邊得排水設計需符合設計及規范要求，避免出現基地沉降現象。施工人員要定期檢查運梁機液壓單元、移動單元、電動單元等重要構件，確保各構件性能優良，避免運行過程中出現設備故障。

施工人員要對制梁臺位、移動軌道、存梁臺位進行測量復核，整理出完整的復查記錄，加大管控力度，避免出現偏差。當一個流程作業完成以后，檢查承重基礎的沉降狀況，假若發現沉降量超過標準數值，則需要對其進行處理以后方可繼續施工。

5.3" " 箱梁架設

架橋作業委派專業施工班組進行施工，施工班組指定一名技術員對施工班組進行監工，施工班組內的施工人員分工必須明確。施工現場的機械管理人員、監管人員需要編制出完善的崗位監管制度，安全文明施工管理制度，嚴格的落實每一項管理機制。

架橋機啟動之前，現場指揮人員應該組織技術負責人對架橋機移動線路、高架線等障礙進行檢查，確保架橋機運行過程中不會受到外部影響。架橋機的橋頭對位作業之前，需要結合“程檢表”對路基、橋臺等關鍵性部位的施工質量進行檢查，檢查合格后才能進入下一道施工工序。

架橋機移動至路基區域前，保證路基的施工質量滿足設計要求，路基的斷面寬度、護坡、級配碎石施工質量符合設計要求，路基表面足夠平整，路基壓實度滿足設計圖紙要求。保證運梁小車移動路線及結構擁有足夠的支撐力，在新建路基區域移動過程中，將運梁車接地比控制在路基最大承載范圍以內。

運梁路線中的回填路段的質量按照路基施工質量進行施工，該路段的縱向坡度控制在3‰以內，橫向坡度控制在4%以內，施工人員將運梁小車移動范圍內的障礙物清理干凈，保證云梁小車順利通行。

運梁小車起步保持平穩、緩慢，移動過程中嚴禁出現緊急制動現象。當運梁小車處于重載狀態時，運梁小車移動的速度控制在3～5km/h之間，曲線段或是坡道路段的移動速度保持在2.7km/h以內。箱梁在移動、吊裝、存放時，嚴格按照前期設計流程進行作業。

當架橋機運輸至施工現場后，設備管理人員立即向施工項目部匯報架橋機的性能、運行狀況，并組織施工技術人員現場對橋墩、橋臺的施工質量進行檢查，檢查合格后才能開始架梁。

使用龍門吊架梁過程中，確保施工人員的每一步施工行為滿足規范要求，嚴禁簡化作業流程。在運梁過程中，委派專業人員全程進行監管，兩臺龍門吊的移動線路、提升速度保持一致，運梁時委派專人統一進行指揮。

在架設梁體前要做好準備工作：檢查橋墩、橋臺的結合尺寸、檢查預留螺栓的安裝位置、預埋螺栓的長度偏差、墩臺的標高。在安裝支座時，結合現場實際情況合理地選擇支座的類型。

6" "結語

綜上所述，在鐵路橋梁架設與設備配置過程中，施工單位應該結合機械設備的操作要求以及施工成本、施工周期等多方面因素進行全面的分析，合理地選擇施工設備。在實際施工過程中，應該編制架橋機與造橋機最佳使用計劃，確保鐵路橋梁工程如期保質竣工。

參考文獻

[1] 張恒.高速鐵路橋梁架設方法與設備配置分析[J].設備管理與維修，2020（12）：21-23.

[2] 丁榮昌.高速鐵路橋梁架設方法與設備配置分析[J].鐵道工程學報，2001（4）：128-131.