高速鐵路大型運架設(shè)備介紹及梁場設(shè)計 客運專線 架梁 喂梁

高速鐵路大型運架設(shè)備介紹及梁場設(shè)計主講人：許佳平高速鐵路大型運架設(shè)備介紹一、高速鐵路大型運架設(shè)備和移動模架介紹v目前，京石、石武、鄭西、石太、合武、甬臺溫、溫福、福廈、廣深港、膠濟、京滬、滬漢蓉、哈大、津秦等時速250km及以上的客運專線和城際鐵路相繼陸續(xù)開工建設(shè)。在經(jīng)過城鎮(zhèn)、交通樞紐、軟土和南方水網(wǎng)地區(qū)時，多采用長距離架橋方式通過。其中80%以上又將采用中小跨度橋梁，即采用整孔預(yù)制的簡支箱梁及小跨度連續(xù)梁，主要有20m、24m、32m整孔預(yù)制的雙(單線簡支箱梁，完成這些箱梁的架設(shè)、制造需要大型的施工設(shè)備，即通常所說的“四大件”—架橋機、運梁車、提梁機、移動模架。1、架橋機v架橋機是一種特大型的專用設(shè)備，主要完成箱梁的架設(shè)和自身的過孔作業(yè)，品種多、型號復(fù)雜，大致可分為步履式、導(dǎo)梁式、懸臂行走式、運架一體式等幾類。1.1步履式架橋機步履式架橋機的特點是架橋機過孔時，前支腿與機臂的聯(lián)接由鉸接改為滾輪支撐，前支腿支撐在橋墩上不動，中支腿提起懸空，后支腿走行機構(gòu)推動機臂在號柱上滾動，使架橋機(除前支腿前移，到位后，支撐中支腿，前支腿收起懸空，沿機臂前移到前方墩臺支撐，與機臂成鉸接，進人簡支架梁狀態(tài)。步履式架橋機有跨兩跨架梁和跨一跨架梁兩種結(jié)構(gòu)。圖3JQ600架橋機v針對跨兩跨簡支架梁架橋機存在的架梁工序復(fù)雜、自重大等不足,國內(nèi)外的相關(guān)研究單位進行了研究改進:①后支腿設(shè)計成O形結(jié)構(gòu)與機臂聯(lián)接,作為架橋機的主要承力部件,變跨兩跨架梁為跨一跨架梁,大大減輕了機臂和整機的自重;②箱梁能方便的從中、后支腿內(nèi)通過,簡化了架梁工序;③運梁車喂梁到二號柱后部,前起重小車先提起箱梁的前端,箱梁的后端在運梁車的馱梁小車上,然后分別在機臂和運梁車的軌道上同步前移,箱梁的后端到達(dá)二號柱后部時,后起重小車再提起箱梁的后端,兩臺小車同步前移到位落梁。中鐵上程機械研究設(shè)計院和中鐵二局共同研制的JQ900A型箱梁架橋機(見圖5就是此類架橋機的典型代表,該機為龍門式雙主梁三支腿結(jié)構(gòu),主要由一、二號起重小車,機臂,前支腿(一號柱,中支腿(二號柱,后支腿(三號柱、液壓系統(tǒng)和電氣控制系統(tǒng)等組成。圖5JQ900A型跨一跨架箱梁架橋機v1.2導(dǎo)梁式架橋機v這種架橋機的長度相對較短。v導(dǎo)梁式架橋機的特點是過孔時利用放在前方橋墩上的導(dǎo)梁,形成架橋機的過孔軌道梁,架橋機在輔助(前支腿和后支腿支撐下,沿導(dǎo)梁簡支狀態(tài)下過孔。v導(dǎo)梁式架橋機按照導(dǎo)梁的位置又分為高位導(dǎo)梁架橋機(導(dǎo)梁高于橋梁的頂面和下導(dǎo)梁架橋機(導(dǎo)梁與橋梁的頂面齊平兩種形式。v意大利NICOLA(尼克拉公司為我國臺灣高速鐵路工程提供的高位導(dǎo)梁式架橋機見圖6(在臺灣高鐵例使用圖6意大利NICOLA(尼克拉公司高位導(dǎo)梁式架橋機v高位導(dǎo)梁式架橋機主要由主梁、前支腿、支腿、輔助支腿、前鼻梁、輔助小車、導(dǎo)梁、揚機和起重小車、電氣控制系統(tǒng)、液壓系統(tǒng)和動力系統(tǒng)等組成。其特點如下:v①采用前、后支腿跨一跨支撐主梁,簡支架梁;v②起重小車、輔助小車及輔助支腿相互配合,使導(dǎo)梁先行過孔,形成架橋機過孔軌道梁,架橋機在輔助支腿和后支腿支撐下,沿導(dǎo)梁簡支過孔;v③采用可拆支腿高位導(dǎo)梁方式,解決了首孔、末孔箱梁的架設(shè);v④前支腿和輔助支腿可利用自身動力,變化與主梁的支撐位置,滿足架橋機變跨調(diào)整需要;v⑤卷揚起升機構(gòu)后置,有效降低整機高度,通過限界能力強。圖7JQ900C型高位導(dǎo)梁式架橋機圖8上導(dǎo)梁式架橋機作業(yè)流程圖8上導(dǎo)梁式架橋機作業(yè)流程導(dǎo)梁前移v國內(nèi)研制高位導(dǎo)梁架橋機的單位較多,如中鐵工程機械研究設(shè)計院和中鐵八局的JQ900C型(見圖7、圖8,該機在武廣客運專線投人使用,中鐵三局的JQ900型,中鐵四局與大方橋梁機械有限公司的DF900D型,中鐵六局、中鐵七局與華中建筑機械有限公司的HZQ900型,中鐵建研院與通聯(lián)路橋機械有限公司的TLJ900型。v國內(nèi)的下導(dǎo)梁架橋機,目前出現(xiàn)過的是由中鐵大橋局七公司研制,有600t和900t兩種規(guī)格。900t下導(dǎo)梁輪軌式架橋機,在京津客運專線的施工中使用見圖9,該機采用下導(dǎo)梁承載箱梁,起重機定點起吊落梁的總體設(shè)計方案,導(dǎo)梁頂面鋪設(shè)有運梁臺車的走行軌道,底面鋪設(shè)有導(dǎo)梁自身縱移軌道和縱移托滾。圖9大橋局JQ900下導(dǎo)梁輪軌式架橋機架下導(dǎo)梁架橋機架梁流程圖v作業(yè)程序是:箱梁用輪軌式運梁臺車運入待架孔導(dǎo)梁上時,前支腿支承在橋墩頂面,門形喂梁支腿支承于后方已架箱梁橋面上,而后支腿則靠油缸向兩側(cè)張開,讓出空間,使寬度12.4m的箱梁運入導(dǎo)梁上。起吊箱梁時,后支腿收回支于后方已架箱梁橋面,喂梁支腿松開不受力。起重機吊起箱梁約1Ocm高,運梁臺車退出導(dǎo)梁,導(dǎo)梁縱移至下一待架孔跨就位,起重機將箱梁落下就位,鋪設(shè)箱梁軌道,起重機由臺車運至下一待架孔就位,下一架梁循環(huán)開始。v900t架橋機是由起重天車、縱移天車、運架橋機臺車、運梁臺車、活動油缸吊點、支腿、主梁、下導(dǎo)梁、托輥等部分組成。1.3懸臂走行式架橋機v懸臂走行式架橋機的特點是架橋機過孔時,前支腿收起,與機臂的聯(lián)接由鉸接改為懸掛,收縮折疊其下半段,后退到中支腿附近,機臂的前半部分成懸臂狀態(tài),前支腿和后支腿的走行機構(gòu)推動架橋機前移,到位后,前支腿前移到前方墩臺支撐,與機臂成鉸接,進入簡支架梁狀態(tài)。圖10JQ900B型懸臂走行式架橋機v中鐵工程機械研究設(shè)計院和中鐵一局共同研制的JQ900B型箱梁架橋機屬于此類架橋機(見圖10,該機為龍門式雙主梁三支腿結(jié)構(gòu),主要由起重小車、機臂、前支腿、中支腿、后支腿、液壓系統(tǒng)、電氣控制系統(tǒng)等組成。意大利NICOLA(尼克拉公司為我國臺灣高速鐵路工程提供的91St/35m自進式架橋機(見圖11,也是此類型。它由前支腿、中支腿、后支腿、主梁、起重小車、液壓、電氣系統(tǒng)等組成。架橋機架梁、縱移過孔過程基本相同,但在前支腿提起后退和前移時,需要錨定后部安全鋼繩。圖11意大利NICOLA(尼克拉公司915t/35m自進式架橋機1.4運架一體機式架橋機運架一體式架橋機是一種具有吊梁、運梁、架梁的多功能特大型碎箱梁架橋機,一臺設(shè)備起二臺設(shè)備的作用,節(jié)約投資成本,但必須順序作業(yè),對總的施工效率有影響。1.4運架一體機式架橋機秦沈客運專線施工時,引進的意大利NICOLA(尼克拉YJ550型運架一體式架橋機,由運架梁機及下導(dǎo)梁組成。運架梁機由主梁、前后輪胎式走行輪組、平衡系統(tǒng)、方向定位系統(tǒng)、制動系統(tǒng)、液壓卷揚機、提梁橫扁擔(dān)、發(fā)動機、司機室等組成。下導(dǎo)梁由主梁、主支腿、前支腿、后支腿、運行小車等組成。1.4運架一體機式架橋機圖12NICOLA(尼克拉YJ550型運架一體機圖12NICOLA(尼克拉YJ550型運架一體機1.4運架一體機式架橋機分別組裝運架梁機及下導(dǎo)梁→運梁機吊運下導(dǎo)梁(含導(dǎo)梁支腿至橋頭就位→支腿吊架將后支腿及主支腿放于橋臺并安裝就位→下導(dǎo)梁在重物移動器及主支腿滾輪上前移至架梁狀態(tài)→運架梁機返回梁場取梁運梁→運架梁機前走行輪組駛到下導(dǎo)梁運行小車上托聯(lián)→運架一體機沿下導(dǎo)梁前行就位→下導(dǎo)梁前伸至下一墩位騰出落梁位置→落梁就位、安裝橋梁支座→運架梁機駛出下導(dǎo)梁、退出回梁場取梁→進行下一循環(huán)。架設(shè)作業(yè)過程:1.4運架一體機式架橋機運架一體機式架橋機技術(shù)特點:a集吊、運、架于一體,經(jīng)濟性好。施工單位的總投資低。b除正常架設(shè)32米、24米和20米混凝箱梁外,可以在不進行任何拆解的情況下在進隧道口和出隧道口進行架梁工作,不受任何限制。c轉(zhuǎn)場方便,無需其它輔助機具,運架梁機可以自行吊起下導(dǎo)梁運輸轉(zhuǎn)場。特別適于橋群或隧道間橋梁的架設(shè)。d重復(fù)利用率高,稍加改造,就可以進行其他高架橋的架設(shè)。1.4運架一體機式架橋機運架一體機式架橋機技術(shù)特點:e吊運梁機本身同時也是一臺輪胎式提梁機,可以滿足其他工況時在梁廠僅作為吊梁設(shè)備進行工作。f當(dāng)運架距離(預(yù)制梁場至架橋點的距離大于4公里時,運架梁一體式架橋機的架設(shè)工效與運架分離式架橋機的架設(shè)工效相同,即,可以保證每天架設(shè)2孔。當(dāng)遇到隧道或轉(zhuǎn)移工地工況時,運架一體式架橋機的工效將明顯高于運架分離式架橋機。g吊運架梁的前后輪組內(nèi)凈距大于34米,使兩個輪組的對地壓力永遠(yuǎn)都是分布在兩個箱梁上,架橋時對橋臺和橋梁的支反力也相對較低。梁車是與架橋機相配套的特大型專用設(shè)備,主要用于將大型箱梁從存梁場運至架橋工地,同時,輪胎式運梁車還能馱運架橋機作長距離橋間轉(zhuǎn)移。運梁車有輪胎式和輪軌式兩種形式。v2、運梁車2.1輪胎式輪胎式運梁車有門架式和臺車式兩種,鐵路大噸位箱梁多用臺車式運梁車運輸,而且使用大規(guī)格輪胎(26.5R25的居多,這樣可減少車軸的數(shù)量和縮短車長,有利于運梁車曲線喂梁和行駛。該類運梁車主要由車體、走行輪組、馱梁臺車、轉(zhuǎn)向機構(gòu)、支腿、動力系統(tǒng)、液壓系統(tǒng)、電氣系統(tǒng)及制動系統(tǒng)等組成。2.1輪胎式1走行輪組通過液壓懸掛均衡系統(tǒng)與主梁連成一體,保證每個走行輪組均勻受載,使運梁車能在凹凸不平的路面上行走時,自動調(diào)節(jié)各輪組對地的接地壓力,避免某一單元件超載,同時使其接地比壓不得超過路基的容許承載能力。通過對同組別懸掛油缸高壓油管的相互聯(lián)接,使車體三點受力,當(dāng)車輛行駛在凹凸不平、有縱橫坡的路面時,懸掛油缸會隨時提供補償,保持車架水平。走行輪組的驅(qū)動采用變量泵—變量馬達(dá)構(gòu)成的閉式液壓驅(qū)動回路,每個驅(qū)動輪都具有制動功能。2.1輪胎式2車體對箱梁的支承結(jié)構(gòu),通過液壓油缸形成三點支撐體系,保證梁體不受扭。在運輸箱梁時,支座表面裝有防滑的硬橡膠墊。3馱梁臺車在驅(qū)動機構(gòu)的作用下,沿運梁車主梁上的軌道向前移動,配合架橋機起重小車進行同步移梁作業(yè)。為防止箱梁在運梁車上移動時,由于載荷作用點的變化引起懸掛和車架起伏,車架的兩端安裝了液壓支腿,運梁車到位后將支腿撐起,承受箱梁部分荷載。2.1輪胎式2.2輪軌式輪軌式運梁車受軌道限制,使用的不多。大橋局研制的YL600輪軌式運梁車由二部臺車及發(fā)電車組成,每部臺車32個車輪,臺車組共64個車輪,依靠萬向支承架實現(xiàn)各臺車輪均衡受力,采用懸掛式結(jié)構(gòu),降低臺車高度,增加運梁穩(wěn)定性。液壓平衡系統(tǒng)保證箱梁四支點受力均勻。采用液壓馬達(dá)驅(qū)動,無級變速,各車輪在彎道上輪速自動調(diào)節(jié),起動與運行平穩(wěn)。操作系統(tǒng)可實現(xiàn)二部臺車單動及聯(lián)動。提梁機是與架橋機、運梁車相配套的特大型專用設(shè)備,主要用于在梁場將預(yù)制的砼箱梁從制梁臺位吊至存梁臺位,等箱梁養(yǎng)護完成后,再將箱梁吊裝至運梁車上。同時,能完成架橋機、運梁車在梁場的組裝及拆卸工作。提梁機有輪軌式和輪胎式兩種形式。國內(nèi)的生產(chǎn)廠家較多,主要技術(shù)參數(shù)相近。v3、提梁機v3、提梁機提梁機運梁示意圖3.1輪軌式整個設(shè)備在預(yù)制場固定軌道上運行,在空載時能夠?qū)⒋筌囎咝袡C構(gòu)轉(zhuǎn)向90°,從而實現(xiàn)在縱、橫向軌道之間進行行走模式轉(zhuǎn)換,滿足預(yù)制場不同跨內(nèi)所有箱梁的起吊、轉(zhuǎn)移以及為運梁車裝梁等工作。輪軌式提梁機造價低,使用的較多,一般兩臺組成一套,每臺起重量為所吊箱梁的一半,共同抬吊箱梁。除前面所講的工作外,跨橋的輪軌式提梁機,還可完成低位梁場前幾孔雙線箱梁的架設(shè),再將架橋機和運梁車吊到上面就位。3.1輪軌式輪軌式提梁機主要由主梁、剛性支腿、柔性支腿、大車走行機構(gòu)、起重小車、電氣控制系統(tǒng)以及司機室、欄桿、梯子、走臺等組成。采用兩臺龍門起重機抬吊預(yù)制好的箱梁,具體的過程:兩臺龍門起重機行走至待移位箱梁上方,用龍門起重機專用吊具與箱梁可靠聯(lián)接(注意聯(lián)接時8個吊桿螺母高度應(yīng)保持一致,然后兩臺龍門起重機同時將箱梁緩慢吊起至1OOmm左右停車制動,檢查梁體縱橫向水平度是否滿足要求,否則應(yīng)將梁體落下,重新調(diào)整吊桿螺栓或兩臺龍門起重機起升高度,同時檢查龍門起重機起升制3.1輪軌式動是否可靠(不溜鉤,一切正常后方可繼續(xù)作業(yè);吊梁行走應(yīng)保持在低位(梁底距存梁臺位支承臺面上方約300mm高度進行,當(dāng)運行到距存梁臺位(運梁車3m左右時停車,待梁體穩(wěn)定后起升梁體到高出存梁臺位300mm左右位置,再將梁體移至存梁臺位上方,調(diào)整梁體位置直到滿足存梁臺位承載要求后平緩落梁。3.1輪軌式中鐵機械院的TLJ450型提梁機3.2輪胎式輪胎式提梁機單臺獨立工作或兩臺共同作業(yè),起重量為900t。用于鐵路客運專線預(yù)制場32m,24m及20m雙線預(yù)制砼箱梁的起吊、運輸、轉(zhuǎn)移和裝車等工作;還可以用于預(yù)制場箱梁鋼筋骨架和整體內(nèi)模的吊裝、移位。它具有機動靈活、適應(yīng)性強等優(yōu)點,特別適合橫向布置的梁場?？蓪?2m、24m、20m箱梁從生產(chǎn)臺座中吊出,倒運到存梁臺座上或吊裝到運梁車上?？蓮拇媪号_座上吊起,并行駛到場內(nèi)運梁通道處,等待運梁車縱向駛?cè)氚徇\機,將所吊的預(yù)制混凝土箱梁裝載到運梁車上。還可用于預(yù)制場箱梁鋼筋骨架和整體內(nèi)模的吊裝、移位。3.2輪胎式輪胎式提梁機主要由主梁、剛性支腿、吊梁小車、車架、主動輪組、從動輪組、轉(zhuǎn)向機構(gòu)、動力系統(tǒng)、電氣系統(tǒng)、液壓系統(tǒng)、司機室等組成。900t輪胎式搬運機適用于鐵路高速、客專32m、24m、20m箱梁在預(yù)制場內(nèi)的起吊、場內(nèi)運輸