高速铁路大型运架设备介绍及梁场设计 客运专线 架梁 喂梁

高速铁路大型运架设备介绍及梁场设计主讲人：许佳平高速铁路大型运架设备介绍一、高速铁路大型运架设备和移动模架介绍v目前，京石、石武、郑西、石太、合武、甬台温、温福、福厦、广深港、胶济、京沪、沪汉蓉、哈大、津秦等时速250km及以上的客运专线和城际铁路相继陆续开工建设。在经过城镇、交通枢纽、软土和南方水网地区时，多采用长距离架桥方式通过。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，主要有20m、24m、32m整孔预制的双(单线简支箱梁，完成这些箱梁的架设、制造需要大型的施工设备，即通常所说的“四大件”—架桥机、运梁车、提梁机、移动模架。1、架桥机v架桥机是一种特大型的专用设备，主要完成箱梁的架设和自身的过孔作业，品种多、型号复杂，大致可分为步履式、导梁式、悬臂行走式、运架一体式等几类。1.1步履式架桥机步履式架桥机的特点是架桥机过孔时，前支腿与机臂的联接由铰接改为滚轮支撑，前支腿支撑在桥墩上不动，中支腿提起悬空，后支腿走行机构推动机臂在号柱上滚动，使架桥机(除前支腿前移，到位后，支撑中支腿，前支腿收起悬空，沿机臂前移到前方墩台支撑，与机臂成铰接，进人简支架梁状态。步履式架桥机有跨两跨架梁和跨一跨架梁两种结构。图3JQ600架桥机v针对跨两跨简支架梁架桥机存在的架梁工序复杂、自重大等不足,国内外的相关研究单位进行了研究改进:①后支腿设计成O形结构与机臂联接,作为架桥机的主要承力部件,变跨两跨架梁为跨一跨架梁,大大减轻了机臂和整机的自重;②箱梁能方便的从中、后支腿内通过,简化了架梁工序;③运梁车喂梁到二号柱后部,前起重小车先提起箱梁的前端,箱梁的后端在运梁车的驮梁小车上,然后分别在机臂和运梁车的轨道上同步前移,箱梁的后端到达二号柱后部时,后起重小车再提起箱梁的后端,两台小车同步前移到位落梁。中铁上程机械研究设计院和中铁二局共同研制的JQ900A型箱梁架桥机(见图5就是此类架桥机的典型代表,该机为龙门式双主梁三支腿结构,主要由一、二号起重小车,机臂,前支腿(一号柱,中支腿(二号柱,后支腿(三号柱、液压系统和电气控制系统等组成。图5JQ900A型跨一跨架箱梁架桥机v1.2导梁式架桥机v这种架桥机的长度相对较短。v导梁式架桥机的特点是过孔时利用放在前方桥墩上的导梁,形成架桥机的过孔轨道梁,架桥机在辅助(前支腿和后支腿支撑下,沿导梁简支状态下过孔。v导梁式架桥机按照导梁的位置又分为高位导梁架桥机(导梁高于桥梁的顶面和下导梁架桥机(导梁与桥梁的顶面齐平两种形式。v意大利NICOLA(尼克拉公司为我国台湾高速铁路工程提供的高位导梁式架桥机见图6(在台湾高铁例使用图6意大利NICOLA(尼克拉公司高位导梁式架桥机v高位导梁式架桥机主要由主梁、前支腿、支腿、辅助支腿、前鼻梁、辅助小车、导梁、扬机和起重小车、电气控制系统、液压系统和动力系统等组成。其特点如下:v①采用前、后支腿跨一跨支撑主梁,简支架梁;v②起重小车、辅助小车及辅助支腿相互配合,使导梁先行过孔,形成架桥机过孔轨道梁,架桥机在辅助支腿和后支腿支撑下,沿导梁简支过孔;v③采用可拆支腿高位导梁方式,解决了首孔、末孔箱梁的架设;v④前支腿和辅助支腿可利用自身动力,变化与主梁的支撑位置,满足架桥机变跨调整需要;v⑤卷扬起升机构后置,有效降低整机高度,通过限界能力强。图7JQ900C型高位导梁式架桥机图8上导梁式架桥机作业流程图8上导梁式架桥机作业流程导梁前移v国内研制高位导梁架桥机的单位较多,如中铁工程机械研究设计院和中铁八局的JQ900C型(见图7、图8,该机在武广客运专线投人使用,中铁三局的JQ900型,中铁四局与大方桥梁机械有限公司的DF900D型,中铁六局、中铁七局与华中建筑机械有限公司的HZQ900型,中铁建研院与通联路桥机械有限公司的TLJ900型。v国内的下导梁架桥机,目前出现过的是由中铁大桥局七公司研制,有600t和900t两种规格。900t下导梁轮轨式架桥机,在京津客运专线的施工中使用见图9,该机采用下导梁承载箱梁,起重机定点起吊落梁的总体设计方案,导梁顶面铺设有运梁台车的走行轨道,底面铺设有导梁自身纵移轨道和纵移托滚。图9大桥局JQ900下导梁轮轨式架桥机架下导梁架桥机架梁流程图v作业程序是:箱梁用轮轨式运梁台车运入待架孔导梁上时,前支腿支承在桥墩顶面,门形喂梁支腿支承于后方已架箱梁桥面上,而后支腿则靠油缸向两侧张开,让出空间,使宽度12.4m的箱梁运入导梁上。起吊箱梁时,后支腿收回支于后方已架箱梁桥面,喂梁支腿松开不受力。起重机吊起箱梁约1Ocm高,运梁台车退出导梁,导梁纵移至下一待架孔跨就位,起重机将箱梁落下就位,铺设箱梁轨道,起重机由台车运至下一待架孔就位,下一架梁循环开始。v900t架桥机是由起重天车、纵移天车、运架桥机台车、运梁台车、活动油缸吊点、支腿、主梁、下导梁、托辊等部分组成。1.3悬臂走行式架桥机v悬臂走行式架桥机的特点是架桥机过孔时,前支腿收起,与机臂的联接由铰接改为悬挂,收缩折叠其下半段,后退到中支腿附近,机臂的前半部分成悬臂状态,前支腿和后支腿的走行机构推动架桥机前移,到位后,前支腿前移到前方墩台支撑,与机臂成铰接,进入简支架梁状态。图10JQ900B型悬臂走行式架桥机v中铁工程机械研究设计院和中铁一局共同研制的JQ900B型箱梁架桥机属于此类架桥机(见图10,该机为龙门式双主梁三支腿结构,主要由起重小车、机臂、前支腿、中支腿、后支腿、液压系统、电气控制系统等组成。意大利NICOLA(尼克拉公司为我国台湾高速铁路工程提供的91St/35m自进式架桥机(见图11,也是此类型。它由前支腿、中支腿、后支腿、主梁、起重小车、液压、电气系统等组成。架桥机架梁、纵移过孔过程基本相同,但在前支腿提起后退和前移时,需要锚定后部安全钢绳。图11意大利NICOLA(尼克拉公司915t/35m自进式架桥机1.4运架一体机式架桥机运架一体式架桥机是一种具有吊梁、运梁、架梁的多功能特大型碎箱梁架桥机,一台设备起二台设备的作用,节约投资成本,但必须顺序作业,对总的施工效率有影响。1.4运架一体机式架桥机秦沈客运专线施工时,引进的意大利NICOLA(尼克拉YJ550型运架一体式架桥机,由运架梁机及下导梁组成。运架梁机由主梁、前后轮胎式走行轮组、平衡系统、方向定位系统、制动系统、液压卷扬机、提梁横扁担、发动机、司机室等组成。下导梁由主梁、主支腿、前支腿、后支腿、运行小车等组成。1.4运架一体机式架桥机图12NICOLA(尼克拉YJ550型运架一体机图12NICOLA(尼克拉YJ550型运架一体机1.4运架一体机式架桥机分别组装运架梁机及下导梁→运梁机吊运下导梁(含导梁支腿至桥头就位→支腿吊架将后支腿及主支腿放于桥台并安装就位→下导梁在重物移动器及主支腿滚轮上前移至架梁状态→运架梁机返回梁场取梁运梁→运架梁机前走行轮组驶到下导梁运行小车上托联→运架一体机沿下导梁前行就位→下导梁前伸至下一墩位腾出落梁位置→落梁就位、安装桥梁支座→运架梁机驶出下导梁、退出回梁场取梁→进行下一循环。架设作业过程:1.4运架一体机式架桥机运架一体机式架桥机技术特点:a集吊、运、架于一体,经济性好。施工单位的总投资低。b除正常架设32米、24米和20米混凝箱梁外,可以在不进行任何拆解的情况下在进隧道口和出隧道口进行架梁工作,不受任何限制。c转场方便,无需其它辅助机具,运架梁机可以自行吊起下导梁运输转场。特别适于桥群或隧道间桥梁的架设。d重复利用率高,稍加改造,就可以进行其他高架桥的架设。1.4运架一体机式架桥机运架一体机式架桥机技术特点:e吊运梁机本身同时也是一台轮胎式提梁机,可以满足其他工况时在梁厂仅作为吊梁设备进行工作。f当运架距离(预制梁场至架桥点的距离大于4公里时,运架梁一体式架桥机的架设工效与运架分离式架桥机的架设工效相同,即,可以保证每天架设2孔。当遇到隧道或转移工地工况时,运架一体式架桥机的工效将明显高于运架分离式架桥机。g吊运架梁的前后轮组内净距大于34米,使两个轮组的对地压力永远都是分布在两个箱梁上,架桥时对桥台和桥梁的支反力也相对较低。梁车是与架桥机相配套的特大型专用设备,主要用于将大型箱梁从存梁场运至架桥工地,同时,轮胎式运梁车还能驮运架桥机作长距离桥间转移。运梁车有轮胎式和轮轨式两种形式。v2、运梁车2.1轮胎式轮胎式运梁车有门架式和台车式两种,铁路大吨位箱梁多用台车式运梁车运输,而且使用大规格轮胎(26.5R25的居多,这样可减少车轴的数量和缩短车长,有利于运梁车曲线喂梁和行驶。该类运梁车主要由车体、走行轮组、驮梁台车、转向机构、支腿、动力系统、液压系统、电气系统及制动系统等组成。2.1轮胎式1走行轮组通过液压悬挂均衡系统与主梁连成一体,保证每个走行轮组均匀受载,使运梁车能在凹凸不平的路面上行走时,自动调节各轮组对地的接地压力,避免某一单元件超载,同时使其接地比压不得超过路基的容许承载能力。通过对同组别悬挂油缸高压油管的相互联接,使车体三点受力,当车辆行驶在凹凸不平、有纵横坡的路面时,悬挂油缸会随时提供补偿,保持车架水平。走行轮组的驱动采用变量泵—变量马达构成的闭式液压驱动回路,每个驱动轮都具有制动功能。2.1轮胎式2车体对箱梁的支承结构,通过液压油缸形成三点支撑体系,保证梁体不受扭。在运输箱梁时,支座表面装有防滑的硬橡胶垫。3驮梁台车在驱动机构的作用下,沿运梁车主梁上的轨道向前移动,配合架桥机起重小车进行同步移梁作业。为防止箱梁在运梁车上移动时,由于载荷作用点的变化引起悬挂和车架起伏,车架的两端安装了液压支腿,运梁车到位后将支腿撑起,承受箱梁部分荷载。2.1轮胎式2.2轮轨式轮轨式运梁车受轨道限制,使用的不多。大桥局研制的YL600轮轨式运梁车由二部台车及发电车组成,每部台车32个车轮,台车组共64个车轮,依靠万向支承架实现各台车轮均衡受力,采用悬挂式结构,降低台车高度,增加运梁稳定性。液压平衡系统保证箱梁四支点受力均匀。采用液压马达驱动,无级变速,各车轮在弯道上轮速自动调节,起动与运行平稳。操作系统可实现二部台车单动及联动。提梁机是与架桥机、运梁车相配套的特大型专用设备,主要用于在梁场将预制的砼箱梁从制梁台位吊至存梁台位,等箱梁养护完成后,再将箱梁吊装至运梁车上。同时,能完成架桥机、运梁车在梁场的组装及拆卸工作。提梁机有轮轨式和轮胎式两种形式。国内的生产厂家较多,主要技术参数相近。v3、提梁机v3、提梁机提梁机运梁示意图3.1轮轨式整个设备在预制场固定轨道上运行,在空载时能够将大车走行机构转向90°,从而实现在纵、横向轨道之间进行行走模式转换,满足预制场不同跨内所有箱梁的起吊、转移以及为运梁车装梁等工作。轮轨式提梁机造价低,使用的较多,一般两台组成一套,每台起重量为所吊箱梁的一半,共同抬吊箱梁。除前面所讲的工作外,跨桥的轮轨式提梁机,还可完成低位梁场前几孔双线箱梁的架设,再将架桥机和运梁车吊到上面就位。3.1轮轨式轮轨式提梁机主要由主梁、刚性支腿、柔性支腿、大车走行机构、起重小车、电气控制系统以及司机室、栏杆、梯子、走台等组成。采用两台龙门起重机抬吊预制好的箱梁,具体的过程:两台龙门起重机行走至待移位箱梁上方,用龙门起重机专用吊具与箱梁可靠联接(注意联接时8个吊杆螺母高度应保持一致,然后两台龙门起重机同时将箱梁缓慢吊起至1OOmm左右停车制动,检查梁体纵横向水平度是否满足要求,否则应将梁体落下,重新调整吊杆螺栓或两台龙门起重机起升高度,同时检查龙门起重机起升制3.1轮轨式动是否可靠(不溜钩,一切正常后方可继续作业;吊梁行走应保持在低位(梁底距存梁台位支承台面上方约300mm高度进行,当运行到距存梁台位(运梁车3m左右时停车,待梁体稳定后起升梁体到高出存梁台位300mm左右位置,再将梁体移至存梁台位上方,调整梁体位置直到满足存梁台位承载要求后平缓落梁。3.1轮轨式中铁机械院的TLJ450型提梁机3.2轮胎式轮胎式提梁机单台独立工作或两台共同作业,起重量为900t。用于铁路客运专线预制场32m,24m及20m双线预制砼箱梁的起吊、运输、转移和装车等工作;还可以用于预制场箱梁钢筋骨架和整体内模的吊装、移位。它具有机动灵活、适应性强等优点,特别适合横向布置的梁场。可将32m、24m、20m箱梁从生产台座中吊出,倒运到存梁台座上或吊装到运梁车上。可从存梁台座上吊起,并行驶到场内运梁通道处,等待运梁车纵向驶入搬运机,将所吊的预制混凝土箱梁装载到运梁车上。还可用于预制场箱梁钢筋骨架和整体内模的吊装、移位。3.2轮胎式轮胎式提梁机主要由主梁、刚性支腿、吊梁小车、车架、主动轮组、从动轮组、转向机构、动力系统、电气系统、液压系统、司机室等组成。900t轮胎式搬运机适用于铁路高速、客专32m、24m、20m箱梁在预制场内的起吊、场内运输