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        架橋機(jī)在鐵路橋梁施工中的應(yīng)用研究

        2021-05-28 06:18:34胡獻(xiàn)標(biāo)
        科學(xué)技術(shù)創(chuàng)新 2021年14期
        關(guān)鍵詞:過孔導(dǎo)梁架梁

        胡獻(xiàn)標(biāo)

        (中鐵十二局集團(tuán)第一工程有限公司,陜西 西安710038)

        現(xiàn)如今,我國(guó)對(duì)公路、鐵路建設(shè)的發(fā)展極為重視,并投入大量資金擴(kuò)大其建設(shè)規(guī)模,技術(shù)和設(shè)備的發(fā)展日新月異。階段的架橋機(jī)已經(jīng)初步完成自動(dòng)化、重型化的發(fā)展,操作高效簡(jiǎn)單、可以大大提高施工效率。目前架橋機(jī)已被廣泛應(yīng)用于公路、鐵路橋梁的施工當(dāng)中,為安全高效的實(shí)施大型橋梁工程起到的關(guān)鍵性的作用。

        1 架橋機(jī)特點(diǎn)

        架橋機(jī)的主要構(gòu)成部分為下導(dǎo)梁、主梁、支腿和安全裝置電氣系統(tǒng)等等。圖1 為架橋機(jī)的結(jié)構(gòu)原理圖。

        圖1 架橋機(jī)結(jié)構(gòu)原理圖

        1.1 下導(dǎo)梁:下導(dǎo)梁的功能是提供運(yùn)輸通道,方便施工重物的傳輸,提高施工工作效率。

        1.2 主梁:主梁的主要作用是承載重物,目前大部分主梁由鋼材制造,采用雙軌架構(gòu),使得升架橋機(jī)施工時(shí)可架設(shè)的最大跨度明顯提升。

        1.3 支腿展翼:支腿展翼由前支腿和后支腿組成,前支腿連接在承載墩上作為架橋機(jī)的驅(qū)動(dòng)裝置,可以實(shí)現(xiàn)橫向移動(dòng)的效果,后支腿起到卸載的作用。

        1.4 安全裝置電氣系統(tǒng):安全裝置電氣系統(tǒng)是保障架橋機(jī)可以安全運(yùn)行的關(guān)鍵系統(tǒng),當(dāng)架橋機(jī)的電氣設(shè)備出現(xiàn)故障時(shí),該系統(tǒng)可以根據(jù)故障情況快速切斷故障設(shè)備并發(fā)出警報(bào),從而將設(shè)備的損失降到最低和保證工作人員的人身安全。架橋機(jī)在鐵路橋梁施工中的操作步驟為:首先在橋臺(tái)路基上按組裝步驟組裝好輔助導(dǎo)梁和主機(jī),啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)和主控柜,完成架橋機(jī)安全自檢,然后將輔助導(dǎo)梁運(yùn)輸?shù)郊芰簷C(jī)內(nèi)部,前支腿和后支腿分別進(jìn)行承載和卸載,重物離開梁體后架橋機(jī)將梁輸送到墩頂上,完成輔助導(dǎo)梁過孔。

        2 架橋機(jī)的分類、應(yīng)用及其原理

        架橋機(jī)可以根據(jù)其主梁形式、過孔方式、走行方式、施工方式和結(jié)構(gòu)形式進(jìn)行分類。國(guó)內(nèi)常用的架橋機(jī)是步履式單導(dǎo)梁架橋機(jī)和雙導(dǎo)梁架橋機(jī),這兩種架橋機(jī)的主要區(qū)別在于主梁形式和過孔的方式不同。

        2.1 單導(dǎo)梁式架橋機(jī)

        單導(dǎo)梁式架橋機(jī)由一支單主梁實(shí)現(xiàn)承重,選用箱型結(jié)構(gòu)導(dǎo)梁保障其穩(wěn)定性,導(dǎo)梁自身的重量較輕。單式導(dǎo)梁架橋機(jī)操作簡(jiǎn)單而靈活,單導(dǎo)梁可以進(jìn)行前后伸縮、縱向上下運(yùn)動(dòng)和橫向左右運(yùn)動(dòng),落梁的效率高,可以一次性實(shí)現(xiàn)。單導(dǎo)梁式架橋機(jī)適用于直、斜、曲等多種類型的橋梁架設(shè),架設(shè)過程具有連續(xù)性和持續(xù)性。

        2.2 雙導(dǎo)梁式架橋機(jī)

        雙向梁式架橋機(jī)可以一次性架設(shè)兩片梁片,由吊梁小車、支腿、導(dǎo)梁和電氣控制系統(tǒng)等組成。雙向梁式架橋機(jī)在橋梁下的應(yīng)用比較靈活,是國(guó)內(nèi)主要的橋梁架設(shè)設(shè)備。主梁桿具有輕量性,且便于加工,連接方式采用銷式連接,承載重物不易變形,安裝和拆卸的過程十分簡(jiǎn)單。其結(jié)構(gòu)圖為圖2 所示。

        圖2 雙導(dǎo)梁式架橋機(jī)結(jié)構(gòu)圖

        2.3 懸臂過孔式架橋機(jī)

        懸臂過孔式架橋機(jī)的和其它架橋機(jī)的區(qū)別在于過孔方式,在吊梁小車移動(dòng)到架橋機(jī)的末端,前梁處于在空中懸掛,中腿和后退在過孔過程中起到支撐的作用,當(dāng)過孔到目標(biāo)位置時(shí),前腿移動(dòng)到支撐一個(gè)橋墩的位置。懸臂過孔架橋機(jī)優(yōu)化了過孔的流程,也是國(guó)內(nèi)主要應(yīng)用的架橋機(jī)。懸臂過孔式架橋機(jī)要求很高的安全性,以保障安裝過孔。

        2.4 輔助導(dǎo)梁式架橋機(jī)

        輔助導(dǎo)梁架橋機(jī)特有一個(gè)輔助導(dǎo)梁和一個(gè)輔助吊具,利用輔助導(dǎo)梁和吊具完成過孔。在過孔過程中,需要將前行走支腿移動(dòng)到輔助導(dǎo)梁上方。目前,輔助導(dǎo)梁多應(yīng)用于高速和鐵路對(duì)的橋梁建設(shè)中,梁箱架需達(dá)到900 噸左右。輔助導(dǎo)梁式架橋機(jī)的優(yōu)點(diǎn)在于安全性能高,但是架橋機(jī)本身結(jié)構(gòu)過于復(fù)雜,過孔的步驟較為繁瑣,工作效率不高。

        2.5 步履式架橋機(jī)

        步履式架橋機(jī)采用跨步移動(dòng)的方式,由前、中、尾、輔助四個(gè)支腿進(jìn)行支撐,達(dá)到換步有序,相互協(xié)作的支撐和移動(dòng)效果。使用步履式架橋機(jī)可以不用鋪設(shè)縱移軌道,節(jié)約了架橋工程的時(shí)間和成本,且其具有較高的穩(wěn)定性,可以實(shí)現(xiàn)梁邊一次性架設(shè)。

        近年來,一種新型的架橋機(jī)-運(yùn)架一體機(jī)在實(shí)際架橋施工中被大量應(yīng)用,尤其是存在橋隧相連的情況。運(yùn)架一體機(jī)相比上文介紹的步履式架橋機(jī)等具有明顯的優(yōu)勢(shì),它可以集運(yùn)梁、架梁一體化,簡(jiǎn)化施工步驟,節(jié)約經(jīng)濟(jì)和時(shí)間成本。在隧道零距離架梁工況中,使用運(yùn)架一體機(jī)進(jìn)行施工是更佳的選擇。

        3 架橋機(jī)在鐵路橋梁施工中的應(yīng)用

        3.1 設(shè)備布置

        架橋機(jī)在實(shí)際應(yīng)用中,首先應(yīng)利用起重機(jī)對(duì)其進(jìn)行組裝,組裝完成后需要不斷調(diào)試各個(gè)系統(tǒng),按成架橋機(jī)的自我檢查。在導(dǎo)梁過程中,一般使用4 臺(tái)運(yùn)梁小車先將主梁輸送到目標(biāo)位置進(jìn)行換梁和導(dǎo)梁,并根據(jù)編號(hào)順序移動(dòng)到架橋機(jī)的末端。將換下的舊梁輸送到車站,新梁才可進(jìn)行替換,置換過程需進(jìn)行合理規(guī)劃,保證在換梁期間不出差錯(cuò)。

        3.2 架橋機(jī)組裝

        為了省去運(yùn)輸?shù)穆闊?,一般?huì)在施工現(xiàn)場(chǎng)對(duì)架橋機(jī)進(jìn)行組裝。組裝之前應(yīng)對(duì)架橋機(jī)的器件進(jìn)行檢查,選擇好需要的型號(hào)和數(shù)量。架橋機(jī)的軌跡鋪設(shè)需要視情況而定,首先將前支架支腿進(jìn)行固定,接著固定支腿和主梁。架橋機(jī)組裝時(shí)要注意規(guī)范操作,避免出現(xiàn)較大的誤差,誤差要求一般不得超過1%。另外,組裝時(shí)應(yīng)檢查電源穩(wěn)定性,避免工作時(shí)出現(xiàn)斷電。

        3.3 架橋機(jī)試吊

        在架橋機(jī)組裝完成之后,應(yīng)該進(jìn)行試吊試驗(yàn),保證橋架機(jī)的正常運(yùn)行和明確架橋機(jī)的最大承載量。在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的過程中,需要測(cè)試的專業(yè)人員進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析,便于合理規(guī)劃后續(xù)的施工過程。

        3.4 架梁

        做好準(zhǔn)備工作之后,開始準(zhǔn)備架梁工作。架梁的工序如下所示:

        3.4.1 架橋機(jī)行至橋頭,支起3 號(hào)柱,收起2 號(hào)柱前向移動(dòng)。

        圖3

        3.4.2 向前移動(dòng)機(jī)臂,用0 號(hào)柱支撐前橋臺(tái)的前部。

        圖4

        3.4.3 支起3 號(hào)柱,2 號(hào)柱向前移動(dòng)到橋臺(tái)并支起。

        圖5

        3.4.4 1 號(hào)柱子向前移動(dòng)到前臺(tái)并支起,利用運(yùn)梁車開始落梁。

        圖6

        3.4.5 移動(dòng)前、后吊梁小車落到架梁的目標(biāo)位置,然后同時(shí)進(jìn)行落梁。

        圖7

        3.5 架橋機(jī)拆除

        完成架梁工作之后,需要專業(yè)的工作人員立刻對(duì)架橋機(jī)進(jìn)行拆除。首先降低架橋機(jī)的質(zhì)點(diǎn),將導(dǎo)梁落下,完成以上工作之后切斷架橋機(jī)的電源裝置,開始逐步拆除架橋機(jī)的吊梁下車、導(dǎo)梁等組成部分。拆除完畢以后,需要按要求防止架橋機(jī)的組件,最后對(duì)拆卸下的組件進(jìn)行清點(diǎn),防止器件丟失或放到錯(cuò)誤的地方。拆除架橋機(jī)是使用架橋機(jī)的最后工序,意味著架梁工作圓滿完成。

        4 結(jié)論

        國(guó)內(nèi)的鐵路發(fā)展蒸蒸日上,對(duì)于鐵路橋梁架設(shè)工程的要求也越來越高,為了更新、改造鐵路橋梁,架橋機(jī)起到了至關(guān)重要的作用。架橋機(jī)的種類很多,包括單、雙梁和單、雙臂等等,需要根據(jù)實(shí)際情況選擇使用。目前,架橋機(jī)已經(jīng)逐步趨于自動(dòng)化和重型化,具有使用方便、效率高、成本低、安全性高等諸多優(yōu)點(diǎn),在我國(guó)鐵路架橋工程的發(fā)展中發(fā)揮了重要的作用。

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