合武铁路标箱梁架设工程设备选型及提运架施工技术样本.doc

合武铁路WHZQ-3标箱梁架设工程
设备选型及提运架施工技术

李 欣
内容提要：设备选型及提运架施工技术是客运专线箱梁架设工程关键控制步骤，本文在简述合武铁路WHZQ-3标箱梁架设工程基础上，介绍设备选型及提运架施工技术在客运专线箱梁架设工程中应用情况。
关键词：设备选型 提运架施工技术 箱梁架设工程

1 工程概况
合武铁路是中国“十一五”计划关键工程之一，工程难度大，科技含量高，工期要求紧。合武铁路WHZQ-3标箱梁架设工程（HDK348+555.90～改HDK359+956.23）计划长度11.4Km，关键跨越滠口车站、巨龙大道、民生堤、游湖路、丹水池货车线。其中32m箱梁276孔，24m箱梁29孔，共需架设箱梁305孔。
2 设备选型
2.1 设备选型原因分析
合武铁路WHZQ-3标江岸特大桥由巨龙制梁场供梁，巨龙制梁场中心位置在江岸特大桥171#墩周围，因为本工程为全桥架梁，而且制梁场在桥中位置，必需跨线提梁，32m单孔箱梁重788t，24m单孔箱梁重612.5t，受其特定桥型和制梁场部署位置制约，为确保安全、优质、按期完成箱梁提、运、架施工任务，计划投入2套450t龙门吊，1套900t箱梁运架设备。
2.2 设备招标情况介绍
共有6家生产厂商参与了投标，经过对各个生产厂商生产周期、产品价格、提运架功效、过隧方案、设备检算能力等方面综合考评，经评委评分确定郑州大方工程机械、中铁武汉工程机械研究院、北戴河通联路桥机械、北京万桥兴业机械排名前四名。经最终评审确定中铁武汉工程机械研究院中标450t龙门吊，北戴河通联路桥机械中标900t运架设备。
2.3 设备情况介绍
2.3.1 450t龙门吊
450t龙门吊是依据合武铁路WHZQ-3标江岸特大桥特殊架梁情况，单独设计制造，采取4点起吊3点平衡技术，确保梁体不受扭。
450t龙门吊关键组成部分有：主梁总成、刚性支腿、柔性支腿、大车行走机构部分、起重小车部分、电气部分、平台护栏等附件部分。450t龙门吊技术性能指标（见表1），450t龙门吊整机结构图（见图1）。
2.3.2 900t运梁车
运梁车结构按模块式设计制作，设计用来重载运输，用于运输20m、24m、32m双线整孔混凝土箱梁，能够把混凝土箱梁从预制场地经过便道、铁路路基、桥梁（包含刚构连续梁、钢混结合连续梁等）运至架梁工位，和架桥机配合完成整孔双线箱梁架设工作，同时，运梁车能够驮运架桥机，满足架桥机转场作业要求。运梁车为轮胎式，双发动机和双泵组，可同时工作，也可独立工作，液压驱动转向架自力行走。运梁到位后，运梁车上驮梁小车和架桥机吊梁行车配合，完成架梁工作。
表1 450t龙门吊技术性能指标
整机技术性能指标
额定起重量
450t
跨度
36m
起升高度
28.5m
单侧钢轨中心距
1.505m
大车走行轨
P50
最大轮压
38t
工作等级
A3
工作状态许可风压
250n/㎡
非工作状态许可风压
800n/㎡
装机功率
175kw
工作功率
100kw
大车走行机构技术性能指标
走行机构
重载：0-5m/min 轻载：0-10m/min
车轮直径
700mm
最大轮压
38t
工作等级
M4
电机型号
YZPEJ160L-8
电机功率
7.5kw
电机转速
735r/min
表2 900t运梁车技术性能指标
外形尺寸：长度
36.68m
外形尺寸：宽度
7m
外形尺寸：高度
3.5m
额定装载质量
900t
整机质量
280t
轴线
16个
悬挂
32个
悬挂载质量
42t
空载平地车速
0～10km/h
满载平地车速
0～5km/h
蠕动车速
0～3m/min
满载爬坡能力/纵坡
5％
满载爬坡能力/横坡
4％
轮胎规格
26.5R/25
轮胎数量
64个
平台最低位置
2.46m
发动机型号
德国道依茨水冷电控发动机BF8M1015CP
发动机进气形式
增压、中冷
发动机功率/转速
400 KW /2100rpm
发动机数量
2台
最小转弯半径
38.4m(外侧)，26.3m (内侧)
轴载质量（载重900t时）
73.63t/轴线 18.4t/轮胎
接地比压（载重900t时）
0.56mpa 胎压0.8mpa
靠近角/离去角
15°/13°
整车由车架、枕梁、液压悬挂、动力系统、液压系统、电气系统、控制系统、制动系统、转向系统及驾驶室等部件组成。900t运梁车技术性能指标（见表2），900t运梁车整机结构图（见图2）。

图1 450t龙门吊整机结构图

图2 900t运梁车整机结构图

900t运梁车发动机后置，车架主梁中置，2纵列16轴线；每轮组2车轮，共64轮；前5.5轴线驱动，共22轮，轮胎采取上海双钱26.5R25无内胎充气轮胎，使接地面积增大从而使轮胎接地压力尽可能地减小；采取液压悬挂、液压驱动、液压制动、电液转向，液压元件选择德国力士乐产品；控制系统采取现场总线控制模式，前后端设置相同配置驾驶室，关键电气控制元件选择芬兰产品。
混凝土预制箱梁在运输过程中必需预防受扭，因为运梁车液压悬挂采取分组串通，形成等腰三角形三点支承，而且箱梁为对称截面，只要在装载时确保其几何中心和运梁车中心一致，便不会产生轴向扭矩。
和架桥机配合喂梁时，支承由静定三点转换成超静定多点，大大增加了支撑稳定性，降低了车架主梁弯矩；同时因为是静止地从静定换成超静定，支承反力并没发生改变，所以仍能保持箱梁受力状态。
箱梁一端起吊后，吊点为一个支承点，后枕梁组成两个支承点，仍然实现静定三点。
表3 900t架桥机技术性能指标
主机技术性能指标
最大桥墩间间距
32700mm
最大承载
900t
外形尺寸：长度
73300mm
外形尺寸: 宽度
17990mm
外形尺寸：高度
13440mm
起吊行程
7250mm
主机运行速度
3.0m/min
后支腿轮距
6200mm
前支腿中心距
4700mm
前小车行程
37000mm
后小车行程
37000mm
小车横移量
±200mm
小车负载移动速度
0-3m/min
小车空载移动速度
0-8m/min
最大运行坡度
2％
负载起吊速度
0-0．5m/min
空载起吊速度
0-1m/min
最大功率
250kw
下导梁技术性能指标
最大移动距离
32700mm
移动速度
3.4m/min
最大运行坡度
2％
2.3.3 900t架桥机
900t架桥机是针对客运专线铁路梁型多、吊重大、架设精度高，和能适应变跨和曲线架设等特点而研制开发。架桥机采取辅助导梁结构体系及一跨支撑架设技术，架梁工序简捷，结构简单，受力明确，整机重量较轻，能方便地进行变跨及首末跨桥和一跨桥架设，适应桥梁纵坡及曲线架梁。
架桥机电气系统采取计算机、PLC及变频控制技术。操作系统配置人机界面和故障诊疗系统，方便了操作和维修工作。设有集中控制和遥控控制两种方法，方便现场施工。安全设置和警示系统齐全，提升了工作安全可靠性。
900t铁路架桥机能够架设直线、曲线（半径大于2500m）、纵坡≤20‰32m、24m、20m等及变跨（客运专线配套设计）双线预应力混凝土整孔箱梁。
900t架桥机关键由前后2台吊梁行车（天车）、箱型主梁2根及前后横联、柔性前支腿1套、刚性后支腿1套、后支腿台车及顶升装置、辅助支腿、悬臂梁、下导梁、下导梁天车、轨道、电气控制系统、液压系统和动力系统等组成。900t架桥机技术性能指标（见表3），900t架桥机整机结构图（见图3）。
3 提运架施工技术
3.1 龙门吊架设箱梁施工技术
3.1.1 施工总体方案
因为梁场选址在桥梁中部，为满足架梁需要，首先需采取龙门吊架设169#至173#墩4片梁，作为运架设备桥上工作平台，然后使用运架设备完成剩下箱梁架设任务。

图3 900t架桥机整机结构图
3.1.2 具体操作步骤
吊具检验、下降、调整
龙门吊就位
联结顶板吊具
起吊箱梁50cm
带梁纵移至待架处
低位纵横移微调
落梁至测力千斤顶
吊具升高
解除吊具
空机返回
落放箱梁
箱梁就位（合格出场）
箱梁吊高20cm
检验及调整制动
制动及保持观察
梁片端面边线引测至地面
桥墩复测合格
安装支座
大车纵向微调对位
提升梁片至安全高度
支座灌浆
图4 龙门吊架设箱梁步骤图

1、将梁片两侧端面边线引测至地面上。
2、使用叉车配合完成盆式橡胶支座和梁体连接。
3、两台龙门吊吊具下降至梁体吊装孔内，使用专用工具拧紧吊具螺母。
4、龙门吊吊起箱梁达20cm高度后，先低位运行试刹车，确定完好后才许可大幅度起升。应使两台龙门吊吊钩初始位置尽可能趋于一致，使梁片处于同一水平面上。
5、龙门吊带梁纵移至待架孔处。在龙门吊带梁纵移过程中应尽可能降低箱梁提升高度，确保支座底面距发梁台座顶面距离为50ｃｍ，纵移方向地面清理平整，无杂物。大车走行机构变频调速机构把纵移速度调至0－3ｍ/min。
6、龙门吊带梁纵移到位后，纵向进行微调，并使梁片两侧端面和前期引测至地面上标识线重合。微调完成后，锁紧龙门吊大车走行机构制动手柄。
7、两台龙门吊同时提升梁片，两台龙门吊提升速度应保持一致。当梁底支座板底面高度超出支撑垫石顶面50ｃｍ时停止提升。
8、两台龙门吊天车同时横向带梁移动至支撑垫石顶部，两天车缓慢落梁至支座板底面距垫石顶面10ｍｍ处，停止动作，然后横向微调，单动一台龙门吊进行纵向微调，调整到位后，落梁进行支座锚固。
9、解除吊具，吊具升高，龙门吊空机返回，准备下一孔箱梁架设。
10、龙门吊架设箱梁步骤图（见图4）。
3.2 龙门吊吊装箱梁施工技术
龙门吊吊装箱梁是将箱梁吊装到运梁车上, 梁片提起后，先低位运行试刹车，确定完好后才许可大幅度起升。应使两台龙门吊吊钩初始位置尽可能趋于一致，使梁片处于同一水平面上。对因为电机性能差异、轨道阻力不均匀或突变等原因引发不一样时现象，需要立即调整和纠正。运行过程中，一旦发觉梁体在运行方向忽然抖动，且这种抖动频繁发生时，则应检验并调整电控系统同时控制部分功效。
吊具检验、下降、调整
龙门吊就位
联结顶板吊具
起吊箱梁
箱梁下降高度
低位纵横移调整
落放箱梁至运梁车
吊具升高
解除吊具
空机返回
落放箱梁
箱梁搬运就位
箱梁吊高20cm
检验及调整制动
制动及保持观察
图5 龙门吊吊装箱梁步骤图

向运梁车落放梁体至靠近预定位置0.5m时，各项动作换为低速档位，正确对位采取低速点动方法，避免梁体和运梁车发生猛烈碰撞。装梁时尽可能使梁片中心线和运梁车车体中心线重合，位置误差必需控制在许可范围内。对位采取运梁车纵移，龙门吊提梁小车横移，两设备配合进行。龙门吊吊装箱梁步骤图（见图5）。
3.3 运梁车运输箱梁施工技术
运梁车装载箱梁完成后，打开线路监控系统，监控运行线路，液压自动均衡，运梁车运梁前行，曲线转弯，爬坡下坡，减速靠近架桥机，运梁车载梁驶入架桥机尾部，支前后支腿，架桥机吊梁，喂梁结束，空车返回，运梁车就位，准备下一孔梁装载。TLC900型运梁车运梁工艺步骤图（见图6）。
运梁车就位
运梁车承载箱梁
运梁车运梁前行
减速靠近架桥机
载梁驶入架桥机
支前后支腿
喂梁结束
空车返回
爬坡下坡
运行线路监控
龙门吊吊装箱梁
液压自动均衡
架桥机就位
曲线转弯
架桥机吊梁
图6 TLC900型运梁车运梁工艺步骤图

3.4 架桥机架设箱梁施工技术
TLJ900型架桥机架梁作业为一跨简支式架梁，由TLC900型运梁车运梁至架桥机尾部喂梁，起重小车吊梁拖拉取梁，空中微调箱梁位置就位，架桥机采取液压驱动轮轨走行步履纵移过孔作业方法。能够架设32m、24m、20m双线整孔箱梁，适应架设最小曲线半径R2500m，适应架设最大纵坡20‰，额定起重量为900t。TLJ900型架桥机架梁工艺步骤图（见图7）。
3.4.1 喂梁作业
运梁车运输箱梁至架桥机，运梁速度为0.3～4.0 km/h，靠近架桥机尾部时应低速走行，运梁车前端面距架桥机后支腿中心2.3m处停止制动，支撑运梁车前后支腿，连接运梁车和架桥机主电源、控制通讯接口。
3.4.2 取梁、吊梁作业
运梁车运梁到位，架桥机前吊梁行车吊具下降，将吊杆插入箱梁前端吊孔内，安装垫块，拧紧吊杆螺母。前吊梁行车吊起箱梁前端，和运梁车驮梁小车协同作业，使箱梁呈半悬挂半支撑状态运行前进。当箱梁尾部抵达后吊梁行车取梁位置时，后吊梁行车取梁，2台吊梁行车吊梁同时运行前进。
3.4.3 落梁作业
落梁用2套液压测力千斤顶，型号为YC500型，将箱梁落在临时支承千斤顶上。千斤顶采取4点受力，3点平衡支撑体系，每个泵站向2个千斤顶供油，一套采取并联，另一套采取串联。达成4个支点受力均衡、标高一致。落梁时必需保持箱梁左右水平，设专员观察后支腿、前支腿支撑情况。落梁过程中，支承垫石上、桥下严禁站人。
3.4.4 箱梁就位安装作业
箱梁降到安装位置后，经过吊梁行车纵向和横向微调，精细调整箱梁支座位置，严禁无约束地横向顶、拉箱梁。
.4.5 架桥机各工况作业
3.4.5.1 架梁工况
工步1：
①架桥机准备工作完成；
②运梁平车喂梁；
③运梁平车载梁行至架桥机尾部停止制动；
④前吊梁行车捆吊梁体前端；

工步2：
①前吊梁行车拖梁和运梁平车上后台车配合前移梁体；
②图示梁体前端行至架桥机主梁1/2处；

注意事项：
①前吊梁小车吊起吊片20ｃｍ后停止，观察起吊制动情况，安全无误后方可进行下一步动作。
②查对前吊梁小车和运梁车上后托梁小车纵移调整速度，两小车控制系统是否联动，动作是否协调一致，无误后方可纵移。
工步3：
①梁体继续前移，梁体后端至架桥机尾部；
②后吊梁行车捆吊梁体后端；
③前后吊梁行车共同配合前移梁体；
工步4：
①前后吊梁行车载梁行至架桥机架梁段；
②降低梁体高度至垫石顶面距支座底板200mm；
③前后、左右调整梁体位置，就位梁体；
④架桥机准备过孔；
注意事项：
①梁片纵移到位后，停止纵移。
②待梁片平稳静止后落梁至垫石顶面距支座底板200mm处停止下降。
③前后、左右点动微调，梁体就位。
3.4.5.2 过孔工况
工步1：
①架桥机架设该孔完成；
②于桥面铺设架桥机临时轨道；
③解除架桥机后支腿台车下部2个机械顶，台车轮落于轨面上；
④利用辅支腿和前支腿油缸交替动作，使前支腿下调整节离开墩面；
工步2：
①开动后支腿台车电机，使架桥机前移；
②架桥机前移至设计位置；
③安装后支腿台车机械顶下部4个调整垫块；
④利用辅支腿油缸，调整前支腿，支平主梁；
工步3：
①前吊梁行车前移吊起下导梁后端；辅支腿台车吊轮吊起下导梁前端；
②前吊梁行车前移，推进下导梁前移；
③下导梁行至其中心稍后辅支腿1m处停止，下导梁天车捆吊下导梁；
④前吊梁行车和下导梁天车吊下导梁同时前移；
工步4：
①前吊梁行车行至前支腿周围停止；
②解除前吊梁行车捆吊；
③下导梁天车继续拖动下导梁前移；
④下导梁天车拖动下导梁至设计位置；
⑤支平、调整、稳固下导梁；
⑥拆除架桥机临时轨道；
⑦全方面检验，架桥机准备架梁；
3.4.5.3 32m跨变24m跨工况
工步1：
32m梁体架设完成；
工步2：
①桥面铺设轨道；
②收起前支腿；
③架桥机纵移8m；
工步3：
①前支腿自行后退8m，固定；
②辅支腿后移8m，固定；

工步4：
架桥机前移24m到位；

工步5：
吊运下导梁到位，准备架梁；

3.4.5.4 24m跨变32m跨工况
工步1：
24m梁体架设完成；

工步2：
①桥面铺设轨道；
②收起辅支腿，前移8m，支撑；

工步3：
前支腿自行前移8m，固定；

工步4：
架桥机前移抵达设计位置；

工步5：
吊运下导梁到位，准备架梁；

3.4.5.5 架设最终一孔箱梁工况
架设最终一孔时，摘除下导梁前后支撑，并将下导梁置于桥台上，同时折叠前支腿下部折叠节，并支撑于桥台上，很方便架设最终一孔。

3.4.5.6 架桥机桥间转运工况
架桥机架完一座桥，需转移到另外一座桥上继续施工时，采取运梁车驮运架桥机走行方法，进行桥间转移。

4 结束语
因为设备选型适当，提运架施工技术编制科学合理，在施工生产过程中对人力、物力、财力起到了很好节省作用，截止到11月5日，已顺利完成了合武铁路WHZQ-3标江岸特大桥105孔箱梁架设任务，数次得到业主好评，取得了很好社会效益。