5铁路客运专线架桥机(汪西应)

1、第五部分 900t 架桥机及架梁施工第 1 章架桥机的概述我国当前客运专线铁路设计中桥梁数量比例较大例如北京一天津城际铁路中，桥梁长度可能占线路总长75 以上，其中中小跨度桥梁将达到90 以上，因此从工期、造价、质量和效益上分析全跨预铸、逐跨架设的简支箱梁及小跨度连续梁将成为主体。为适应客运专线快速的要求，高速行驶的车辆要求铁路桥梁具有较大的抗弯和抗扭刚度，而双线整孔简支箱梁具有受力简单、形式简洁、外形美观、抗扭刚度大，使用中养护工作量小以及噪音低等优点。由于在铁路客运专线设计中桥梁比例增大，而其中80 以上又将采用中小跨度桥梁，即采用整孔预制的简支箱梁及小跨度连续梁，因此必须重视铁路桥梁建设

2、中的施工装备。1.1桥梁架设施工工法对架桥机的要求采用“全跨预铸、逐跨架设”的施工方法，在铁路桥梁建设上己积累了成熟的经验。从上个世纪五十年代开始，自主研发的各种类型架桥机如红旗型、胜利型、长征型等可架设 1 60t 以下， 1 6m、20m、24m、 32m 的 T 型梁。此时的施工工法是”先铺后架” ，即架桥机的桥间转移和 T 梁的运输必须通过己铺轨道进行。由于受到工序的约束，架桥作业只能独头进行；受路基质量和 1 435mm 轨距影响，架桥机横向稳定性差是造成事故的主要原因；架桥机净空有限，只能进行单片梁架设，现虽然实现了空中移梁作业，但无法完成更大吨位梁型的架设。 为适应秦沈客运专线大

3、量 24m 550t 双线箱梁的架设， 首次采用”先架后铺”的施工架设工艺可使所架梁型和重量完全满足高速铁路的要求，架桥机外轮廓尺寸确保了它的横向稳定性，安全性大大提高。 “全跨预铸、逐跨架设”的施工方法，在一定数量范围内具有明显效率和效益性：它实现了施工生产的流水式工艺过程，便于掌握全局和局部进度，控制施工工期简单明了，可控性强；预铸场制梁不受气候影响，标准化流程，进度可控制；制梁作业的周期性，使工序过程操作熟练，生产效率高；工厂化生产，质量控制、检验、测量、制度完善可靠，使产品质量有保证。 “全跨预铸、逐跨架设”的施工工法越来越受到人们的重视并得到发展和提高。多种型式架桥机，适应全跨预铸，

4、简支架设工法的施工需要，例如下导梁式、运架一体机、两跨连续式等。其中两跨连续、简支架设的架桥机是简支架桥机的经典方案，这种架桥机结构简单、 受力明确、 操作方便、适应各种重量梁型的架设， 在它基础上可以派生、演变和改进成其他机型。这种机型架桥机作为架桥机的主力，已有几十年的历史，它曾在欧洲、韩国和我国得到广泛应用。它可以方便的实现架梁过程中的过孔作业，也可在短距离的桥间距内进行步进，长距离桥间距时用运梁车驮运转移。2000 年意大利尼古拉公司为台湾高速铁路修筑工程提供的几台架桥机， 具有一定创新性。其中 91 5t 35m 自进式架桥机，喂梁在主梁尾部，一改二台起重小车同时提梁方式，采用一台起

5、重小车先提起梁体的前端，并在主梁上向前纵移，梁体的另一端在驮梁小车上沿着运梁车上的轨道滑移，它们的移动速度同步；中支腿设计成O 形与主梁联接，箱梁可方便从 O 形腿内通过，从而简化了移梁过程；主梁尾部较长目的是满足架桥机过孔中的平衡和稳定；它仍保留后支腿，需来回打开、支承，特别是架桥机过孔时，通过后支腿的支立，作为前移中移梁到位，吊梁、落梁等工艺上与自行式架桥机相同，它后支腿设计为O 型并与主梁联接，即方便梁体纵移到位，又解决了来回打开、支承后支腿问题，它的过孔是由后支腿在已架梁上、辅助支腿在前导梁上的纵移共同完成。1.2混凝土梁体结构对架桥机的性能要求(1)架桥机的净空应满足客运专线所架梁体

6、的构造尺寸要求。(2)架桥机支腿应作用于箱梁腹板上。(3)支腿的构造及其作用力的大小与客运专线梁体及墩台尺寸和承载力相适应。(4)支腿作用于梁体及墩台的承压面积应满足局部承压要求。(5)吊梁及落梁过程中，吊点位置应满足设计要求，并保持四支点均匀受力且为同一平面，误差范围应满足设计要求。(6)架桥机应能适应千斤顶落梁工艺，并自带落梁千斤顶。(7)架梁时产生的支承反力不得超过设计规定的施工荷载作用下容许竖向承载力。(8)架桥机设计审查应通过设计院相应的检算，送检材料中应有各种工况下对相关结构的明确受力简图。1.3铁路客运专线架桥机的分类在国内外的高速铁路建设中使用的架桥机从结构形式上可分为有导梁式

7、架桥机、无导梁架桥机；根据施工中架桥机的支腿数量可分为两支腿架桥机、三支腿架桥机和四支腿架桥机；根据架梁时架桥机的支承跨数可分为单跨架桥机和双跨架桥机。架桥机的形式除上述分类中叙述的类型外还，有运架一体机、拼装式架桥机和过隧道架桥机等。第 2 章典型形式架桥机的技术特点和结构组成2.1 TLJ900型架桥机（ 1）适用范围能够架设直线、曲线（半径大于2500m）、纵坡 20、32m、24m、20m 等跨及变跨双线预应力混凝土整孔箱梁。（2）技术特点a 简支架设：柔性前支腿、刚性后支腿两支点支撑主梁，形成架梁状态为一跨简支状态，受力明确；b 简支过孔：天车、下导梁天车及辅支腿相互配合，使架桥机过

8、孔状态为一跨简支状态，整机纵向稳定性较大，安全性高；c 梁体吊装稳定性好：两台天车相互配合，携梁三维运动，满足梁体同步调运、横向微动调整，吊装梁体采用四点起吊、三点平衡，梁体受力状态好；d 整机高度低：卷扬机后置和天车分离，有效降低整机高度，通过高空限界能力强；e 方便架设首、末跨梁体：采用高置下导梁，方便地解决了桥线首跨、最后两跨梁体架设；f 作业效率高：架梁、运梁工序分离，提高施工作业效率；g 安全可靠：起吊装置配置监控报警、紧急制动装置；h 变跨调整方便：辅支腿、前支腿等互相配合，满足架桥机变跨调整需要。i 操作方便：设置专用驾驶室和无线遥控两套操作装置，尤其遥控装置，能够紧靠作业现场，

9、视线良好，操作简捷，安全可靠；配备梁体横向微调功能，对位方便，落梁准确。(3) 主要性能参数额定起重能力：900t最大起重量：架设梁跨：950t32m、24m、20m 等跨及变跨整孔箱梁梁体起落速度：00.5m/min （重载） 0 1m/min（空载）梁体起落高度：7m梁体横向微调速度：00.14m/min微调距离：200mm吊梁纵移速度：03m/min （重载）0 6m/min （空载）梁体吊装方式：三点架设方式：单跨简支架设过孔方式：架桥机自身简支移位过孔；移位速度03m/min架设桥形：90， R2500m控制方式：驾驶室和无线遥控适应纵坡：20适应工作环境温度： 20-+50适应风力

10、：6 级（工作状态），11 级（非工作状态）下导梁移位方式及调运机构：前吊梁行车、辅助支腿、下导梁天车等配合作业；移动速度 0-3m/min作业效率：2 孔/8 小时（运距 8 公里）外形尺寸：76m18m 13.03m装机容量：270kW机重：450t（主机） ,70t（下导梁）(4)结构组成TLJ900 型架桥机主要由前后 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。a 吊梁行车吊梁行车共两台，前后布置。吊梁行车在走行系统驱动下于主梁上前

11、后运行，吊梁行车纵移为双轨式，轨道设置于两主梁腹板正上方；走行系统采用三合一变频电动机、链轮链条驱动，台车箱体采用均衡梁技术，走行平稳、停位准确，有利于落梁就位。b 主梁主梁为箱型结构，基本节长度为12m，共五节，采用拼接板栓接，便于装拆和运输；主梁前端段设有横联及变跨接头，横联设置于两主梁上部， 将两主梁接为一个整体， 同时，前横联也是悬臂梁的安装基础。c 前支腿前支腿为主梁前支撑点，设有固定节、折叠节和调整节，以满足桥梁纵坡、变跨作业和最后一孔桥梁架设需要。d 后支腿后支腿为闭式 O 型结构，满足喂梁净高、净宽需要，上部和主梁固接，下部和走行台车联结，架梁时由专用机械顶装置受力；另设置液压

12、千斤顶，实现机械受力装置与走行台车卸载的转换。e 悬臂梁悬臂梁为板梁式桁架结构，固接于主梁的前横联上，设置一定的上翘，使下导梁天车运行平稳。f 下导梁天车下导梁天车采用双轨自力运行。g 下导梁下导梁为箱式结构，上部设有双轨，满足辅支腿台车运行需要。2.2 DF900D 型架桥机（1）适用范围能够架设直线、曲线（半径大于 2500m）、纵坡 20、 32m、24m、20m 等跨及变跨双线预应力混凝土整孔箱梁。(2) 技术特点a 简支架设：提梁机整体结构为柔性前支腿、刚性后支腿两支点支撑主梁，形成架梁状态为一跨简支状态，受力明确；b 定点起吊：待架箱梁由驮梁小车从运梁车上驮运进入提梁机腹内， 提梁

13、机定点起吊，作业安全；c 简支过孔：导梁吊机、辅助天车及辅助支腿相互配合实现导梁机过孔，使提梁机过孔状态为一跨简支状态，整机纵向稳定性较好，安全性高；d 梁体吊装稳定性好： 两台天车相互配合， 实现梁体的姿态调整， 满足梁体同步起吊、纵、横向微动调整，吊装梁体采用四点起吊、三点平衡，梁体受力状态好；e 吊梁天车钢丝绳单层缠绕：吊梁天车设置四台卷扬机，实现钢丝绳单层缠绕，卷扬机采用双级制动，确保起吊安全；f 方便首、末跨箱梁架设：导梁机采用高位设置，方便地解决了首跨和最后两跨箱梁的架设难题；g 作业效率高：架梁、运梁工序分离，提高施工作业效率；h 安全可靠：起吊装置配置监控报警、紧急制动装置；i

14、 变跨调整方便：仅需变换前支腿的安装位置即可满足架桥机变跨作业的需要。j 操作方便：设置专用驾驶室和无线遥控两套操作装置，操作简捷，安全可靠；具备梁体纵、横向微调功能，对位方便，落梁准确。(3) 主要性能参数额定起重能力： 900t架设梁跨： 20m、 24m、32m起升速度：0 0.5m/min (重载 )，01m/min( 空载 )横向微调速度： 03.5mm/s；微调距离： 250mm 纵向微调速度： 03.5mm/s；微调距离： 250mm 梁体吊装方式：三点架设方式：单跨简支定点起吊架设过孔方式：单跨简支过孔过孔速度： 03m/min控制方式：司机室控制和无线遥控外形尺寸： 59.3

15、m17.1m12.1m装机容量： 300kW自重： 462t(4)结构组成DF900D 型架桥机主要由提梁机、导梁机和导梁吊机等部分组成。提梁机主要由箱型主梁 2 根及前后横联、柔性前支腿 1 套、刚性后支腿 1 套（含后支腿台车及顶升装置）、辅助支腿、前后 2 台吊梁天车及导梁天车等部分组成。主梁为左右两组，前后通过两组联系梁组成一体。左右两组中心距6.4 米，主梁全长59.3 米，共分为 6 节（ 10 米 +10 米+10 米+10 米 +10 米+9.3 米）。后支腿是提梁机的主要承重支腿，采用正“U”型曲腿结构，由可拆式下横梁、曲腿、行走机构、液压系统等组成。曲腿与主梁焊接。它与机臂

16、尾部的联系梁又组成 “0”型结构。曲腿部分箱梁截面宽 1.2m，高 1.6m，材质采用 Q345C。可拆式下横梁的箱梁截面宽 1.2m，高 1.4m。曲腿处的法兰接头使用高强度大六角头螺栓连结。前支腿为主梁前支撑点，设有固定节、折叠节和调整节，以满足桥梁纵坡、变跨作业和最后一孔桥梁架设需要。前支腿上部通过铰座与主梁连接，下部和盖梁球型铰接，形成轴向受力构件。前支腿下部为折叠节，在架设最后一孔梁时，可以利用两侧的电动葫芦将其向两侧折起，使前支腿可以支立在桥台上，实现最后一孔梁的架设。调整节用于在变跨作业时调整由于梁高不同而要求前支腿长度不同的需要。辅助支腿位于前支腿的前方，作为架梁机过孔的前支撑

17、点及导梁机过孔第一阶段的前支点，走行于导梁机主梁上。辅助支腿能够上下伸缩，伸缩行程为1000mm，采用油缸和套柱结构（插柱销）。以配合导梁吊机将导梁机提升，使导梁机能够直接伸到路基面或已完成的桥面上，实现末跨的架设。吊梁天车主要由起重梁、起升机构及吊具和纵、横移机构组成。吊梁天车共两台，后吊梁天车位置固定不变，前吊梁天车按所架梁跨不同，共设置3 个安装位置，满足32m、24m 和 20m 箱梁的架设要求，吊梁天车位置变换由导梁吊机完成。每台天车的纵、横移微调机构由 2 根纵移液压缸、 2 根横移液压缸和 1 台泵站组成，采用遥控操作，可实现起升机构纵、横向移位 250mm 之功能，保证桥梁落位

18、的准确。纵、横移轨道处均铺设减摩材料，以降低摩擦阻力，保障运行平稳。吊梁天车上布置4 台 13.5t 机械卷扬机，每台卷扬机的钢丝绳为单层缠绕，前天车、后天车通过平衡轮和吊点与吊具铰接，实现3 点起吊功能；卷扬机采用电机驱动、变频调速使起升平稳无冲击；卷扬机的高速轴和低速端分别设制动器，保证了起升的安全可靠导梁天车自力运行，走行系统采用变频调速，有利于导梁机对位；起升系统采用双卷扬机起落装置；变频电机驱动；设有横移装置，可以使导梁机横向移动250mm，满足曲线过孔需要。导梁机由主梁、前支腿、后支腿、吊翅及其他辅助机构组成。主梁为箱式结构，上部设有两根轨道，满足驮梁小车运梁到导梁机上和架梁机辅助

19、支腿台车运行需要。设置三处前支腿安装位置，满足32m、24m 和 20m 梁架设要求。导梁机主梁进行合理分段，仅需拆除最前端一节主梁，即可利用吊梁天车将导梁机提起直接安放在运梁车上，极大的保证了转场运输的安全。主梁末端两侧设置吊翅，以便于导梁吊机方便的吊运其过孔；末端设置螺旋拉杆，可以方便的利用已架桥梁的吊梁孔与已架桥梁形成可靠锚固，可以保证在任何工况下的稳定。导梁机主梁腹内设置JM2 卷扬机 2 台，可以将导梁机前后支腿收起，使导梁机方便的上桥台和已有桥梁，满足最后一跨施工。导梁的前后支腿为箱形结构，设有油缸伸缩装置和可调支撑，满足变跨和坡道架梁时导梁机调平的需要。导梁机前支腿位置变换利用导

20、梁天车实现。导梁吊机为轨行式，可以自行于架梁机主梁外腹板上方，由2 台 1.5kW 电机针摆减速机驱动。导梁吊机与导梁机吊翅铰接，可以将导梁机提升1m 高度，可以与导梁天车配合完成导梁的过孔作业。导梁吊机可以与前吊梁天车连接，完成前吊梁天车位置的变换，满足不同跨径桥梁的施工。导梁吊机上设置横向移位装置，可以将导梁机吊起后左右横向移动 250mm，可以方便地实现导梁机与运梁车的对接， 以使驮梁小车能够顺利驮梁到导梁机上。第 3 章典型形式架桥机的作业流程根据架桥机工作需要，分为架梁、过孔、变跨、架设最后一跨和桥间转移等工况介绍其作业流程。3.1架梁工况工况 1：运梁车运梁架桥机准备工作完毕；运梁

21、平车喂梁。运梁平车载梁行至架桥机尾部停止制动；前吊梁行车捆吊梁体前端。工况 2：前吊梁行车吊梁前行前吊梁行车拖梁和运梁平车上后台车配合前移梁体；图示梁体前端行至架桥机主梁 1/2 处。工况 3：后吊梁行车吊梁前行梁体继续前移，梁体后端至架桥机尾部；后吊梁行车捆吊梁体后端；前后吊梁行车共同配合前移梁体；工况 4：前后吊梁行车于架梁段落梁前后吊梁行车载梁行至架桥机架梁段；降低梁体高度距离墩面200mm；前后、左右调整梁体位置，就位梁体；架桥机准备过孔。3.2过孔工况工况 1：架桥机准备过孔架桥机架设该孔完毕；于桥面铺设架桥机临时轨道；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；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；工况 2：架桥机前移开动后支腿台车电机，使架桥机前移；架桥机前移至设计位置；安装后支腿台车机械顶下部4 个调整垫块；利用辅支