公路架桥机在铁路架梁施工中的应用

1、公路架桥机在铁路架梁施工中的应用 摘要：随着国民经济的发展，铁路的建设正如火如荼。铁路桥梁施工一般采用以下2种方法，一是现浇施工，如满堂支架法、移动模架法，此种方法往往工期长、设备投入大，受地形地质影响大；二是梁场集中预制、架桥机架设，此种方法施工速度快，施工质量易于保证，施工工艺是高质高效而经济的方法。铁路架桥机的数量有限，使用铁路架桥机架设受制约因素多，而对目前公路架桥机进行适当的改造，用于铁路梁架设将比较经济高效。武汉站货车外绕线32m、24m后张法预应力混凝土铁路桥简支T梁使用此方法解决了没有运梁通道的问题和实现了梁场集中预制的施工工艺。关键词：公路架桥机改造应用，架梁工艺，安全措施1

2、.1工程简介武汉货线外绕及武东南疏解工程与新建武汉天兴洲公铁两用长江大桥工程铁路引线密切相关，其中货车外绕左右线北接武汉天兴州长江公铁两用大桥主桥南岸III、IV线，跨和平大道、经戴家湖，向东下穿普客联络线左线、跨过武汉水泥厂、武九线（北环线）楠姆庙车站后，与北环线（南侧）并行，下穿冶金大道（武钢厂前），与武钢车场（西侧）并行（距离20.5m），穿过武昌东站，沿既有武九线西侧引入武昌东编组站铁路到发场，出武昌东编组站后，线路上跨南环线，经军械士官学校西侧，与既有南环线接轨。是武汉铁路规划的重要疏解线路。全标段包含特大桥8座、大桥2座、中桥2座，具体为：特大桥：货线左线1#引桥、货线左线2#引桥

3、、九峰1#特大桥、九峰2#特大桥、肖马杨1#特大桥、武黄1号立交桥、普客左线引桥、普客右线引桥（普客左右线下部结构及连续梁部分由中铁五局承建）；大桥：货线右线引桥、跨青王公路大桥；中桥：吹笛河中桥，武黄公路2号立交桥。全标段共计T梁444单线孔（888片），均采用时速160公里客货共线铁路预应力后张法简支T梁（2005）2101通用图施工，结构类型为有碴轨枕后张法预应力混凝土T形梁，单线由两片组成，双线由四片组成，计算跨度为24m和32m。2前期准备工作：2.1方案比选结果本工程桥梁分布主要集中在两大块、一小块。两大块分别为大桥南岸段和九峰风景区段，其中南岸段包括货线左线1#引桥、货线左线2#

4、引桥、货线右线引桥、普客左线引桥及普客右线引桥，该部分T梁数量为636片，占全标段T梁总数的71.6%。该部分工期最紧张。该段前接主桥，后接武钢胡家山路基，开工初期，主桥尚在建设，后面胡家山征地拆迁根据当时的判断无法在短时间内启动，前后无法连通，意味着采用铁路架桥机，根本没有通道，如果等通道拉通，则工期根本不可能满足要求。而且，根据设计文件，原楠姆庙车站需进行拆除，拆除后的车站空地可很好的满足制梁场建设的要求。经反复调查研究，针对铁路架桥机必须通过既有线运至桥位的特点，受引入通道的限制，决定采用对公路架桥机进行改造，改造后公路架桥机散件运输、现场拼装就位的方式，解决了通道不通的问题。根据架梁的

5、大方案，则要求必须选择合适的预制梁场。第二，九峰区段因位于后期开通段，且具备铁路架桥机架梁进路的条件，采用铁路架桥机进行架梁。第三，武汉站引入武昌东编组站间肖马杨1#特大桥共计42片梁，且两端线路短期无法连通，没有铁路架桥机进路，决定采用现场制梁，采用公路架桥机进行架设。2.2公路架桥机与铁路架桥机相比较优缺点2.2.1针对铁路架桥机必须通过既有线运至桥位的特点，受引入通道的限制，而采用改造后公路架桥机散件运输、现场拼装就位的方式，解决了通道不通的问题，提高了架梁组织的灵活性，从而为梁场选址创造了良好的条件。2.2.2在双线铁路桥梁架设施工中，改造后的公路架桥机，可实现全幅机械横移梁片，达到一

6、次落梁到位，比较常规铁路桥机采用单铺双架具有明显的优势。2.2.3铁路架桥机轨道梁底部小车的轨距可以改变，打破了传统铁路标准规距1435MM的限制，增强了横向的稳定性。2.2.4上部主梁的间距可以改变，可以实现不同宽度梁体的架设。2.2.5采用轮胎式运梁车，灵活方便。2.2.6公路架桥机改造可利用旧设备，解决了好多设备的闲置问题，为企业和社会创造了价值；2.2.7该设备结构安全、性能可靠、操作简便、成本低，大方便了梁体的横向移动，具有很大的推广价值；2.2.8铁路架桥机受制约因素多：必须临近既有线或修运梁专用线；运梁使用特种平板车运梁；特种平板须上报年度计划；在铁路局申请要点施工；铁路桥机的拼

7、装有足够的场地并有运输线路。而新建铁路大都远离既有线路，这就势必造成必须为铁路架桥机修筑运梁专线。而此费用高达每公里几百万元。2.3方案控制要点根据制架梁总体方案要求，即梁场设在楠姆庙车站内，主桥南岸采用改造后的公路架桥机架设，九峰段桥梁通过既有线运输和采用铁路架桥机进行架设，肖马杨采用公路架桥机架设。铁路架桥机架设工艺和方案已很成熟，而利用公路架桥机进行架设铁路T梁是一种尝试，是一种创新。要解决公路架桥机架设铁路梁，则筹划和施工的控制要点有：第一，公路架桥机的改造如何实施，怎样更好的适应铁路桥梁架设的实际；第二，架梁方案需要很详细的研讨，该架桥机各种工况如何满足铁路各种构筑物的承载要求，则架

8、梁方案对应的结构检算必须通过。第三，架梁实施中各种细节必须高度掌握和监控，确保安全生产。2.4构筑物检算说明为满足公路架桥机的施工载荷在各种工况下能够满足所经过所有构筑物的承载能力，委托铁四院对桥墩下部结构及连续梁部分进行了检算，委托中铁咨询对上部T梁本身进行了检算。检算结果均能满足。3架桥机改造前、后的比较：3.1架桥机改造后的概况：3.1.1架桥机改造前总图：3.1.2改造前的架梁主要工序3.1.2.1过孔：1#支腿支撑在桥台上，2#支腿支撑在纵向移动钢轨上，0#支腿、3#支腿悬空。2#支腿沿钢轨纵向移动到一定尺寸后使用天车捆梁配重前进，达到下孔墩帽上支垫稳固、牢靠。3.1.2.2喂梁：过

9、孔完成后，0#支腿支撑在墩帽上，1#支腿支撑在横移轨道上，2#支腿悬空，3#支腿支撑稳固、牢靠。3.1.2.3架梁：喂梁完成后，收起3#支腿，使3#支腿悬空，此时架桥机处于0#支腿和1#支腿的支撑上，可实现直接横移到位。3.2架桥机改造后的概况：3.2.1设备改造后的总图： 3.2.2改造后的架梁主要工序3.2.2.1过孔：中支腿支撑在桥台上，后支腿支撑在纵向移动钢轨上，前支腿悬空前进。前支腿纵向移动到一定尺寸后使用天车捆梁配重前进，达到下孔墩帽上支垫稳固、牢靠。3.2.2.2喂梁：过孔完成后，前支腿支撑在墩帽上，中支腿支撑在横移轨道上，后支腿支撑在桥面上，开始喂梁。3.2.2.3架梁：喂梁完

10、成后，收起后支腿，使后支腿悬空，此时架桥机处于前支腿和后支腿的支撑上，可实现直接横移到位。3.3架桥机改造的关键技术：3.3.1对原来架桥机的3#支腿和2#支腿合二为一，统一为后支腿。2#支腿具有的移动功能和3#支腿具有的减少悬臂端长度配合完成喂梁统一到后支腿上，使改造后的桥机后支腿具有配合喂梁和纵向移动的功能。3.3.2将改造后的后支腿使用钢横梁将两个轮箱向内侧移动到间距2.5m。3.3.3设备功能、质量研究总结：设备经改装后能适应多种工况的铁路梁架设。武汉货车外绕项目部单线梁，两片梁间距为2.2m；双线梁两片中梁间距为2m-3m不等。前支腿和中支腿都支撑在横移钢横梁上，不会出现偏载的情况，

11、架桥机过孔、喂梁工序中后支腿传到桥面上的偏载力将会对已架设桥梁的安全产生较大的影响。桥机改造后就可以避免这些安全隐患，架设单线梁时，两片梁中对中为2.2m，桥机的后支腿间距为2.5m，T梁的腹板宽度为0.21m，桥面受力点偏出腹板中心4.5cm。架设双线梁时，由于两片中梁间距变化，可以直接在其中一侧线路上进行作业，此时，中梁和边梁的间距为2.1m，桥面受力点偏出腹板中心9.5cm。经铁专院对该工况进行检算，均满足要求。4公路架桥机架设铁路梁工艺简介（以32m梁为例）4.1架桥机过孔工况第一步:后支腿支撑到桥面，前支腿支撑到墩帽上，顶起后支腿油缸使中支腿悬空。第二步:中支腿在天车的协助下沿主梁向

12、前移动到已架设梁端。距离梁端静距为40cm。第三步:中支腿支撑在梁端，后支腿支撑在已架设梁体上，并沿钢轨前移，前支腿悬空前进24m（主梁上油漆标志）后停止，准备挂梁配重。第四步:运梁车运梁至架桥机后支腿处使用前天车将梁捆绑，捆绑后不起吊，天车将钢丝绳拉紧即可。配重完成后，架桥机继续向前，配重梁与桥机、天车同步前进，直至前支腿到达下孔梁墩帽上，将前支腿支垫稳固、牢靠。4.2架桥机架梁施工工况第一步：运输车把预制T梁运送到架桥机后支腿处，然后使用前天车梁吊起并提升10CM脱离拖车。前天车提梁前进，运梁后台车随前天车同步前进，运梁后台车运行到后支腿处后，使用后天车将梁吊起，并与前天车同步前进。第二步

13、：两天车起吊纵向前移，架桥机沿横移轨道横移将梁直接放置就位。如下图：第三步：主动牵引车后退连挂从动运梁车返回梁场重新装梁。4.3架桥机架梁顺序4.3.1架梁顺序架设铁路双线梁时，架桥机中心线和桥墩台中心线重合，过孔步骤和架设梁步骤如上所述。在架设顺序上，应先架设一侧边梁，再架设旁边的一片中梁。然后再架设另外一侧边梁，最后架设中梁。如果按照1234的顺序编号，架梁顺序为1243。4.3.2预制梁倒装、吊运预制梁由运梁车运输到架桥机后部，利用吊梁钢丝绳将预制梁捆绑，预制梁和钢丝绳接触的四角处均用护角铁瓦保护，防止吊梁过程中钢丝绳对梁体造成损坏，钢丝绳捆绑预制梁后，利用起吊天车的卷扬机直接将捆梁钢丝

14、绳起吊，达到起吊预制梁的目的。4.4架桥机架设首跨和末跨梁：架桥机前支腿可通过油缸和拆装支腿来调节高度，中支腿固定，后支腿通过油缸调节高度，架设首片梁和正常架梁工况和顺序一样。架设末跨梁时，前支腿支撑在桥台或已架设完成的梁体上。通过调节前支腿高度即可达到正常架梁工况。4.5架桥机架设24mT梁本标段中有32m和24m两钟规格的T梁，架设24m梁时，架桥机跨孔工序中，首先前支腿跨22m后配重，完成跨孔工序，架梁同32mT梁。5架梁实施情况总结及安全保证措施5.1从实际的情况来看，随着操作工人的配合默契和熟练程度的提高，实际架梁进度达到了单线每天3孔，双线每天2孔的进度。5.2安全保证措施5.2.

15、1人员到场要求：架梁期间以下人员必须到场：监理人员、局指安质部人员、项目分部主管领导盯岗、项目分部安全员。5.2.2工艺流程要求：5.2.2.1运梁车准备运梁前（不少于一天），由架桥队技术员通知项目分部技术员，由项目分部技术员向监理工程师提供所有待架T梁的技术证明书，经监理工程师检查确认后，由项目分部技术员通知制梁队技术员准予从存梁场提梁。5.2.2.2架桥队负责人将支座十字线恢复（根据下构施工队弹出的螺栓孔中心线），自检相邻两片梁的间距，合格后报验项目分部技术员，检查合格后报验监理工程师。5.2.2.3梁片在运梁车上固定牢靠后，由架桥队技术员画出梁端中心线并通知项目分部技术员检查撑、拉情况和

16、中心线尺寸，检查合格后通知架桥队技术员组织运梁。运行过程中架桥队前后台车设专人监控，项目分部技术员过程监控。5.2.2.4运梁至龙门吊处后，架桥队程运利自检龙门吊钢丝绳有无串绳、夹绳现象，钢丝绳有无破损、断丝现象，护梁铁瓦安放是否合适等其它的情况。项目分部技术员对龙门吊钢丝绳、护梁铁瓦进行复查。5.2.2.5提梁至桥面轮胎运梁车上后，对梁片进行撑、拉加固。加固完成后，架桥队向项目分部技术员报验，检查合格后报验监理工程师检查，监理检查合格后开始运梁。运梁时前后台车设专人盯控轮胎走行线和运梁安全状态。5.2.2.6运梁至架桥机处，各准备工作完成后，架桥队技术员报验项目分部技术员，由分部技术员检查喂

17、梁前的准备工作，检查合格后报验监理工程师检查。监理检查通过后，开始喂梁。喂梁过程中，架桥队盯控起吊钢丝绳，要求排绳顺畅、不夹绳，保证运梁天车、台车的行走一致性。5.2.2.7纵移梁到位后开始落梁，落梁至距支承垫石30cm左右时开始横移。横移到位后安装支座螺栓、吊线锤对中就位。边梁使用外侧撑方木、内侧垫枕木块和方木楔，架设中梁时统一垫枕木块、方木楔。支撑牢靠后，架桥队技术员报验项目分部技术员，检查合格后报验监理工程师，监理检查通过后摘除钢丝绳，才可进行下道工序施工。5.2.2.8相邻梁架设完成，临时支撑报验通过后，及时焊接两端和中间隔板钢板。整孔梁架设完毕后，隔板钢板按要求焊接完成，波纹管钢绞线

18、全部穿上拉紧，拆除内侧临时支撑（此时，两边梁外侧斜支撑不拆除），由项目分部技术员报验监理工程师，经检查合格后方可进行过孔和下孔梁架设施工。5.2.2.9架桥机过孔前准备完毕后（导向轨安装加固好，1#支腿在两端支撑牢靠水平等），由架桥队技术员报验项目分部技术员检查合格后报验监理工程师检查，合格后方可进行过孔作业，过孔时技术员全过程盯控。5.2.2.10过孔完成，由架桥队技术员检查0#、1#支腿横移轨道的支撑和水平，合格后报验项目分部技术员检查，检查合格后报验监理工程师检查，监理检查合格后进行下道工序施工。5.2.2.11架梁全过程由分部主管领导全面检查和盯控，确保架梁安全和质量。6、总结：我部通

19、过公路架桥机进行适当的改造用于铁路梁架设并于2009年5月5日完成了608片铁路T梁的架设。公路桥机改造后架设铁路梁，为公路、铁路建设市场设备的通用性做了初步尝试，避免了大型设备的浪费现象。在目前铁路架桥机有限和公路架桥机闲置的情况下，对公路架桥机用到架设铁路梁的技术综合应用的研究具有重要的历史和现实意义。在实际的工程施工中收到了良好的效果，产生了可观的经济效益和社会效益。土的分类土的级别土的名称坚实系数f密度(kg/m3)开挖方法及工具一类土（松软土）砂土、粉土、冲积砂土层；疏松的种植土、淤泥（泥炭）0.50.66001500用锹、锄头挖掘，少许用脚蹬二类土（普通土）粉质粘土；潮湿的黄土；夹

20、有碎石、卵石的砂；粉质混卵（碎）石；种植土、填土0.60.811001600用锹、锄头挖掘，少许用镐翻松三类土（坚土）软及中等密实粘土；重粉质粘土、砾石土；干黄土、含有碎石卵石的黄土、粉质粘土，压实的填土0.81.017501900主要用镐，少许用锹、锄头挖掘，部分用撬棍四类土(砂砾坚土)坚硬密实的粘性土或黄土；汗碎石、卵石的中等密实是粘性土或黄土；粗卵石；天然级配砾石；软泥灰岩1.01.51900整个先用镐、撬棍，后用锹挖掘，部分用楔子及大锤五类土（软石）硬质粘土；中密的页岩、泥灰岩、白垩土；胶结不紧的砾岩；软石灰岩及贝壳石灰岩1.54.011002700用镐或撬棍、大锤挖掘，部分使用爆破方

21、法六类土（次坚石）泥岩、砂岩、砾岩；坚实的页岩、泥灰岩、密实的石灰岩；风化花岗岩、片麻岩及正长岩4.010.022002900用爆破方法开挖，部分用风镐七类土（坚石）大理岩、辉绿岩；玢岩；粗、中粒花岗岩；坚实的白云岩、砂岩、砾岩、片麻岩、石灰岩；微风化安山岩、玄武岩10.018.025003100用爆破方法开挖八类土（特坚石）安山岩、玄武岩；花岗片麻岩；坚实的细粒花岗岩、闪长岩、石英岩、辉长岩、辉绿岩、玢岩、角闪岩18.025.0以上27003300用爆破方法开挖泵按结构的分类及工作原理泵的分类水泵的标准所牵涉的产品种类也非常多，有离心泵、计量泵、螺杆泵、往复泵、水轮泵、潜水泵、油泵、清水泵、

22、试压泵、旋涡泵、低温泵、真空泵、罗茨泵、分子泵、齿轮泵、泥浆泵、耐腐蚀泵、深井泵、水环泵、混流泵、轴流泵、锅炉给水泵、液下泵、注水泵、化工流程泵、不堵式泵、无泄漏泵、塑料泵、消防泵等等，还有很多。其名称有些是按泵的常规分类方法划分的如叶片泵、容积泵等，有些则是按用途划分的如污水泵、卫生泵等，有些名称则比较随意如扩散泵、液氮泵等。只要有此类产品的生产，有制定标准的需求，通过一定的申请、批准手续就可能产生一个新的标准，但有时内容也有相当的交叉、重复。就国内和国外的标准而言，则国内的标准数量多于国外的标准。总的来说，像离心泵这样应用广泛，产品生产历史长久的泵类标准比较多（离心泵相关标准的总数达到10

23、0多个），而像无泄漏泵这种迅速发展起来的新型泵类标准则比较少。现着重介绍泵按结构的分类及工作原理(一)容积式分类 往复式 回转式 基本原理 借活塞在汽缸内的往复作用使缸内容积反复变化，以吸入和排出流体 机壳内的转子或转动部件旋转时，转子与机壳之间的工作容积发生变化，借以吸入和排出流体 ，如：活塞泵 齿轮泵，螺杆泵 (二)叶片式 叶片式泵与风机的主要结构是可旋转、带叶片的叶轮和固定的机壳。通过叶轮旋转对流体作功，从而使流体获得能量。 根据流体的流动情况，可将它们再分为下列数种：分类 离心式 轴流式 混流式 贯流式 基本原理 叶轮高速旋转时产生的离心力使流体获得能量 旋转叶片的挤压推进力使流体获得

24、能量，升高其压能和动能 离心式和轴流式的混合体 原理同离心式 ，如：中央空调用离心风机 中央空调或冷库用轴流式送水泵 混流送水泵 家用空调室内风机 泵与风机的工作原理一、 离心式泵与风机的工作原理叶轮高速旋转时产生的离心力使流体获得能量，即流体通过叶轮后，压能和动能都得到提高，从而能够被输送到高处或远处。叶轮装在一个螺旋形的外壳内，当叶轮旋转时，流体轴向流入，然后转90度进入叶轮流道并径向流出。叶轮连续旋转，在叶轮入口处不断形成真空，从而使流体连续不断地被泵吸入和排出。 二轴流式泵与风机工作原理 旋转叶片的挤压推进力使流体获得能量，升高其压能和动能，叶轮安装在圆筒形(风机为圆锥形)泵壳内,当叶

25、轮旋转时，流体轴向流入，在叶片叶道内获得能量后，沿轴向流出。轴流式泵与风机适用于大流量、低压力，制冷系统中常用作循环水泵及送引风机。 三 贯流式风机的工作原理由于空气调节技术的发展，要求有一种小风量、低噪声、压头适当和在安装上便于与建筑物相配合的小型风机。贯流式风机就是适应这种要求的新型风机。 贯流式风机的主要特点如下：(一)叶轮一般是多叶式前向叶型，但两个端面是封闭的。(二)叶轮的宽度b没有限制，当宽度加大时流量也增加。 (三)贯流式风机不像离心式风机是在机壳侧板上开口使气流轴向进入凤机，而是将机壳部分地敞开使气流直接径向进入风机。气流横穿叶片两次。某些贯流式风机在叶轮内缘加设不动的导流叶片

26、，以改善气流状态。(四)在性能上，贯流式风机的全压系数较大 性能曲线是驼蜂型的，效率较低，一般约为30一50。(五)进风口与出风口都是矩形的，易与建筑物相配合。贯流式风机至今还存在许多问题有待解决。特别是各部分的几何形状对其性能有重大影响。不完善的结构甚至完全不能工作，但小型的贯流式风机的使用范围正在稳步扩大。 四、 其他常用泵1、往复泵的工作原理利用偏心轴的转动通过连杆装置带动活塞的运动，将轴的圆周转动转化为活塞的往复运动。活塞不断往复运动，泵的吸水与压水过程就连续不断地交替进行。 2、水环式真空泵的工作原理水环式真空泵叶片的叶轮偏心地装在圆柱形泵壳内。泵内注入一定量的水。叶轮旋转时，将水甩

27、至泵壳形成一个水环，环的内表面与叶轮轮毂相切。由于泵壳与叶轮不同心，右半轮毂与水环间的进气空间4逐渐扩大，从而形成真空，使气体经进气管进入泵内进气空间。随后气体进入左半部，由于毂环之间容积被逐渐压缩而增高了压强，于是气体经排气空间及排气管被排至泵外。 3、罗茨真空泵工作原理 罗茨泵的工作原理与罗茨鼓风机相似。由于转子的不断旋转，被抽气体从进气口吸入到转子与泵壳之间的空间v0内，再经排气口排出。由于吸气后v0空间是全封闭状态，所以，在泵腔内气体没有压缩和膨胀。 但当转子顶部转过排气口边缘，v0空间与排气侧相通时，由于排气侧气体压强较高，则有一部分气体返冲到空间v0中去，使气体压强突然增高。当转子

28、继续转动时，气体排出泵外。 一般来说，罗茨泵具有以下特点： 在较宽的压强范围内有较大的抽速； 起动快，能立即工作； 对被抽气体中含有的灰尘和水蒸气不敏感； 转子不必润滑，泵腔内无油； 振动小，转子动平衡条件较好，没有排气阀； 驱动功率小，机械摩擦损失小； 结构紧凑，占地面积小； 运转维护费用低。 因此，罗茨泵在冶金、石油化工、造纸、食品、电子工业部门得到广泛的应用。4、旋片式真空泵工作原理 旋片式真空泵（简称旋片泵）是一种油封式机械真空泵。其工作压强范围为1013251.3310-2（Pa）属于低真空泵。它可以单独使用，也可以作为其它高真空泵或超高真空泵的前级泵。它已广泛地应用于冶金、机械、军工、电子、化工、轻工、石油及医药等生产和科研部门。旋片泵主要由泵体、转子、旋片、端盖、弹簧等组成。在旋片泵的腔内偏心地安装一个转子，转子外圆与泵腔内表面相切（二者有很小的间隙