技术文章JQ900型下导梁架桥机简介

1、技术文章JQ900型下导梁架桥机简介     我国铁路客运专线建设中的双线桥梁结构方案主要采用整孔预制简支混凝土箱梁形式，由此产生了大量架梁专用设备。2007年共有10余台JQ900型下导梁架桥机投入客运专线的架梁施工作业，是最具代表性和影响力的架梁专用设备。JQ900型下导梁架桥机与KSC900型运梁台车配合完成箱梁的运架作业，适用于客运专线20m、24m、32m双线整孔预制混凝土箱梁的架设施工。JQ900型下导梁架桥机除了能够进行标准梁段的架设外，还能够进行首未孔箱梁的架设，曲线段箱梁架设和变跨架设，多跨连续梁、结合梁、连续刚构梁等桥梁的架设，简支变

2、连续梁架设等工况的施工。可通过运梁台车驮运实现桥间短途运输，经简单拆解后由运梁台车驮运可实现整体通过线路上的既有隧道进行转场作业。一、总体结构JQ900型下导梁架桥机由提升机、下导梁、架桥机台车、纵移天车及控制系统等组成，如图1所示。其工作原理为利用下导梁作运输通道，提升机的喂梁支腿和前支腿承载，中支腿展翼，由KSC900 型运梁台车将混凝土箱梁运送至提升机腹腔内，中支腿收翼承载、喂梁支腿卸载，提升机将混凝土箱梁提离运梁台车，运梁台车退出后，利用纵移天车、托辊将导梁纵移一跨。让出被架混凝土箱粱梁体空问，提升机将混凝土箱梁直接落放至墩顶上就位安装。JQ900型下导梁架桥机的主要技术参数如下：架设

3、跨度：20m、24m、32m；额定起重量：900t；架梁速度：23h片；接地比压：0.58MPa；整机自重：480t(包括附属设备)；外形尺寸：53m×16.7m×12.8m；适应曲线半径：3000m。1.1提升机提升机由主梁、前支腿、中支腿、喂梁支腿、起升机构及前吊点等组成。喂梁支腿采用L型箱梁结构支承提升机自重(见图2)，中支腿为可展翼的开启式支腿，用于支承架桥机架梁荷载(见图3)。通过喂梁支腿和中支腿之间的交替支承，900t运梁台车可将混凝土箱梁直接运送到提升机腹腔内的下导梁上，从而实现了喂梁功能与架梁功能分离。提升机一跨简支定点架梁，简化了提升机结构，降低了支反力，

4、提高了整机的稳定性。提升机起升机构由前后起重小车组成，为降低整机高度，起重小车横梁和定滑轮组均采用鱼腹式结构，具有起升、纵向、横向三维动作功能，能保证待架梁的准确定位安装。吊钩总成与吊具通过铰接变8吊点为4吊点，通过设置平衡轮变4吊点为3吊点，解决了起吊混凝土箱梁时超静定的难题，确保了梁体受载均匀和起升机构的安全。活动油缸前吊点由起重横梁、提升油缸、纵移装置组成，用于协助纵移天车实现下导梁首孔进入桥位和末孔脱离桥位。1.2下导梁下导梁由2片箱梁纵梁和桁架式加长段组成，通过中间横梁连接构成一个整体简支受力结构，提供架桥机喂梁和架梁机纵移过孔通道。下导梁共设2个纵移托辊，可在导梁下轨道上自驱动行走

5、，通过电气系统控制和纵移天车同步驱动纵移下导梁过孔。1.3运架桥机台车运架桥机台车由独立的前后2组单线双轨台车组成，可沿布置于下导梁正中的轨道运行，通过前后台车支承前支腿、后台车支承中支腿的方式驮运提升机纵移过孔。1.4纵移天车纵移天车为横跨起升系统的具有三维动作的门式起重装置，可沿主梁全长运行，用于架桥机变跨、调头时安装喂梁支腿、中支腿、前支腿、起升系统和纵移下导梁，以及下导梁横向微调以适应曲线架设。1.5液压系统根据液压缸的分布，液压系统设置有前支腿泵站、喂梁支腿泵站和纵移天车泵站，3个泵站均独立工作。动力源采用手动变量泵与先导式电磁溢流阀组成，通过手动调节泵的流量获得满意的油缸速度，通过

6、溢流阀调节系统工作压力并实现系统压力卸荷使系统在低压状态工作，避免能量无谓损耗。电磁换向阀控制油缸的伸缩和液压马达的正反转；分流一集流阀控制不同油缸的流量，以实现同步；液控单向阀便于锁定油缸的位置；执行机构主要由油缸及行程开关等组成，用于实现动作转换。1.6电气控制系统JQ900型下导梁架桥机采用了先进的计算机控制技术和控制理论设计，以可编程控制器(PLC)为核心进行控制。执行机构分别由前支腿泵站、喂梁支腿泵站、纵移天车泵站、运架桥机台车、卷扬机变频控制柜5个子系统组成，各子系统的电气控制以远程I/O方式与主PLC扫描器相连。架桥机起升系统的控制操作采用控制台和无线遥控相结合方式，提升机前后端

7、共设有4台摄像机，控制室可全程、全方位观测架梁作业过程。架桥机在线控制设备较多，架梁作业中要求各受控设备的速度、高度、相对位移等保持一致，即受控设备间需同步，包括纵移天车与托辊问的同步、4吊点(即卷扬机)问的同步、2台运架桥机台车间的同步。设计时走行轮均采用变频电机实现无级调速，在纵移天车上安装角度传感器，控制电机上安装脉冲信号旋转编码器，实时监控同步情况，出现偏差后系统自动调整速度，形成一个闭环控制系统，从而实现设备问的同步。架桥机各机构的每个动作都设有限位装置，采用压力阀(如负载限位、油缸限位)或电子机械限位，当限位装置作用时，相应的动作停止。即当架桥机安全装置或系统出现故障，该系统就停止

8、工作，控制室故障指示灯闪烁、蜂鸣器报警。系统设置了联锁条件，重要的安全设置(如油缸限位、重量限制器)出现报警时整个系统停止作业，故障排除后才能通过控制按钮复位，继续作业。二、架桥机施工技术2.1架桥机的现场安装架设架桥机的现场拼装架设主要有下面两种方案。(1)架桥机直接在待架桥位拼装。该方案适宜在工地有大型提升站时拼装架桥机，先吊装导梁，再吊装提梁机，最后吊装机械设备及附属设备。导梁、提梁机主梁、前支腿、中支腿、喂梁支腿等可直接在地面的平台上分别拼装，导梁拼装完毕后直接用提升站吊装到桥墩上就位，然后吊装前支腿、中支腿，在桥墩上按设计位置定位，用缆风绳四向固定，用提升站直接提起主梁落放在支腿上，

9、冲钉定位后用螺栓连接，再分别依次吊装前支腿斜撑、喂梁支腿及其它附属设备等。需要说明的是，提升站不能直接将全部杆件、设备吊装到位，施工时也需要汽车起重机等配合作业。该方法是拼装时间最短、费用最少的方案。(2)架桥机在近距离场地拼装，通过运梁台车转场到达桥位过孔架梁。在桥位没有大型提升站或受场地限制无法就地拼装时，就需要在近距离场地选址拼装架桥机，按下述方案施工。在地面上按导梁节段长度搭设临时支墩在支墩上从后向前逐次拼装导梁，并按规定预紧力完成螺栓连接按设计位置分别吊装前支腿、中支腿，并用缆风将支腿四角分别拉紧在导梁上搭设3个临时膺架，位置在主梁的对应接头处，与前支腿高度相当从前向后依次吊装主梁及

10、横梁，并装好螺栓调整预拱度后按规定预紧力完成螺栓连接分别吊装前支腿斜撑、喂梁支腿吊装机械设备、附属设施穿绕钢丝绳及系统调试准备架桥机整体转场。2.2架桥机的循环架梁工序(见图4)(1)运梁台车运梁到位，提梁机由前支腿、喂梁支腿支承，中支腿展翼，准备喂梁；(2)运梁台车以下导梁为通道运送混凝土箱梁至提升机腹腔内，喂梁支腿卸载、中支腿支承，装配起升系统吊杆；(3)中支腿、前支腿承载，提梁机提起混凝土箱梁，运梁台车退出后回梁场运梁；(4)纵移天车与下导梁托辊同步驱动，下导梁前行一跨让出梁体空间，调整提梁机起重天车纵横向位置，使混凝土箱梁准确落入桥位；(5)通过前、后架桥机台车同步驱动提梁机前行一跨，

11、进入下一片混凝土箱梁架设的准备状态。2.3架桥机转场当架桥机完成某一座桥的架梁任务再转往另一座桥作业时，如路程不远且具备路况条件，可采用整体转场方案。转场方案如图5所示，操作程序如下：驱动运架桥机台车停在导梁的适当位置，用汽车起重机将转运支架和前支腿底节安放在导梁上的指定位置纵移天车与导梁共同驱动将导梁喂入提梁机腹腔提梁机用特制吊具将导梁提起，使转运支架与提梁机主梁顶紧且靠紧定位块驱动运梁台车(此时运梁台车高度最低)进入提梁机腹腔，停在导梁下方的设计位置操作运梁台车走行轮的顶升油缸，使台车缓慢升起(台车可顶升400mm)，使架桥机的支腿腾空，整机载荷落在运梁台车上，然后用导链葫芦、钢丝绳等将架

12、桥机与运梁台车捆绑固定，检查确认捆绑牢固后即可转场。转场前要对通行道路进行路况核实，确保台车安全通过。2.4换跨作业JQ900型下导梁架桥机可架设32m、24m、20m的标准梁段，架设不同跨度的梁段时，提梁机需进行变跨操作，变跨时前支腿和喂梁支腿位置不变，仅变换中支腿和后起重小车位置即可。下面以32m变为24m为例进行说明。移动中支腿时，驱动纵移天车停在中支腿上方，用纵移天车上的小吊机提住中支腿横梁，拆除中支腿与主梁的连接螺栓及油管快速接头，操作喂梁支腿油缸伸至最大长度，中支腿腾空，驱动纵移天车前行8m，将中支腿吊至24m跨位置支腿处，安装好连接螺栓与油管的快速接头。移动后起重小车时，拆除纵移

13、油缸座与主梁的连接螺栓，用绳夹将卷扬机钢丝绳与后起重小车临时固接，卷扬机拉动后起重小车向前滑移8m，将纵移油缸座与主梁油缸装好，完成换跨作业。需要注意的是换跨后、作业前一定要进行中支腿开合试验、后起重小车空载起升和纵移试验，确认无问题后方可架梁。2.5架桥机通过隧道方案JQ900型下导梁架桥机通过适应性改进并配置专用设备后，与KSC900型轮胎式运梁台车配合可以完成架桥机局部拆卸、安装，穿越线路上的既有隧道运输等作业。穿越隧道时架桥机分2次运输，即提梁机、下导梁分别用运梁台车运输。该方案已在铁九局施工的福厦客运专线莆田标段顺利实现，其主要特点如下：(1)纵移天车主梁底部增设回转结构。当架桥机通

14、过隧道时，天车主梁旋转成与提梁机主梁一致方向，解决了架桥机通过隧道时纵移天车超宽的问题。(2)前、中、喂梁支腿增设纵向回转铰支座。运梁台车运输时，前、中、喂梁支腿翻至提梁机主梁下平面与主梁平行(水平)方向，使提梁机主梁直接落在运梁台车上，解决了架桥机通过隧道时架桥机超高的问题。(3)主梁增设可同步升高、同步降落的立柱支承，其与运梁台车配合可进行提梁机平稳落位、恢复原位。主梁共设两组8个立柱支承，每个支承设计成多个等高的标准节，通过与运梁台车的配合，可通过拆装标准节使主梁平稳降低和升高，使架桥机具有在高位时完成支腿翻转、低位时完成通过隧道的功能。三、技术特点JQ900型架桥机与国内外投入使用的同类型产品相比较，具有以下特点：(1)实用的运架分离理念、先进的模块式设计，使架桥机作业能够实现架梁流水化、作业规范化、施工专业化及成本定额化。(2)JQ900型架桥机一跨简支的循环作业程序，方便首末孔架梁，能完成调头作业、高低墩作业(坡度12%)、弯道作业(曲线半径3000m)，经过简单拆解可实现架桥机的整体转场，通过线路上的既有双线隧道，功能齐全，具有良好的工艺适应性。(3)起升系统实现了多点受力的超静定结构转化3吊点吊装的静定结构受力模式，确保了梁体受载均匀和提梁机的安全；起