HZQ550型架橋機(jī)架設(shè)30‰坡度箱梁和通過高窄防風(fēng)屏障施工技術(shù)

王艷芳,高振凱,王 亮

(鄭州市華中建機(jī)有限公司,鄭州 450041)

HZQ550型架橋機(jī)架設(shè)30‰坡度箱梁和通過高窄防風(fēng)屏障施工技術(shù)

王艷芳,高振凱,王 亮

(鄭州市華中建機(jī)有限公司,鄭州 450041)

隨著30‰坡度上架設(shè)箱梁在近幾年高速鐵路建設(shè)中的出現(xiàn),特別是在西南山區(qū)的客運(yùn)專線線有部分出現(xiàn)并通過架橋機(jī)改造和調(diào)整架橋工藝得到了較好的解決。結(jié)合在成綿樂客運(yùn)專線30‰坡度上架設(shè)箱梁和通過高窄防風(fēng)屏障工程實(shí)例展開敘述,根據(jù)HZQ550型架橋機(jī)的基本組成結(jié)構(gòu)及其適用范圍,通過稍加改進(jìn)架橋機(jī)前支腿、導(dǎo)梁前后支腿和增加臨時(shí)后支腿等措施后,滿足了該復(fù)雜工況橋梁的架設(shè)。

客運(yùn)專線；架橋機(jī)； 30‰坡度；防風(fēng)屏障；施工

受國內(nèi)復(fù)雜多變的地域環(huán)境和工期影響，客運(yùn)專線、高速鐵路在建設(shè)中，橋梁所占比重越來越大，跨越復(fù)雜特殊工程的情況也越來越多。在成都至綿陽、樂山客運(yùn)專線段就遇到了在30‰坡度情況下的箱梁架設(shè)問題，根據(jù)《高速鐵路設(shè)計(jì)規(guī)范(試行)》[2]規(guī)定高速鐵路的坡度為≤20‰；并且有通過帶3.5 m高防風(fēng)屏障的連續(xù)梁后零距離架設(shè)出連續(xù)梁首跨的工況。架橋機(jī)架設(shè)≤30‰坡度箱梁的可行性、安全性成了對架橋機(jī)新的要求，還有通過內(nèi)凈寬只有7.2 m的防風(fēng)屏障后在其零距離橋臺出口處根本不具備起重機(jī)械站位所需的基本條件，所以出了防風(fēng)屏障架橋機(jī)能自行復(fù)位就成了關(guān)鍵所在，諸如此類復(fù)雜工程情況客運(yùn)專線的建設(shè)，對客運(yùn)專線建設(shè)所需的專用設(shè)備提出了新的、更高的要求?，F(xiàn)有架橋機(jī)的各支腿伸縮行程不能滿足大坡度梁架設(shè)，各支腿走行機(jī)構(gòu)的制動(dòng)剎車效果也欠安全；另外現(xiàn)有架橋機(jī)通過又窄又高的防風(fēng)屏障時(shí)整機(jī)尺寸輪廓超限。所以需要對現(xiàn)有架橋機(jī)進(jìn)行改進(jìn)，使其外形尺寸滿足不超限、各支腿的伸縮行程加長，并對其增加安全上的保障措施[5]。結(jié)合我公司2006年生產(chǎn)的HZQ550型架橋機(jī)的功能特點(diǎn)和目前在成綿樂客運(yùn)專線架設(shè)該復(fù)雜工況的工程實(shí)例，重點(diǎn)介紹該架橋機(jī)的改造措施和解決復(fù)雜工況的施工步驟。

1 工程概況

1.1 工程基本情況

成綿樂客運(yùn)專線八標(biāo)橋梁有24、32 m雙線預(yù)應(yīng)力混凝土簡支箱梁，也有24、32 m單線預(yù)應(yīng)力混凝土簡支箱梁，其中單線橋梁距離梁場較遠(yuǎn)，架設(shè)存在以下難點(diǎn)：(1)運(yùn)距較長，約為16 km；(2)保證施工進(jìn)度；(3)有些橋梁因橋臺過高鋪設(shè)有緩坡，其坡度較大和路面強(qiáng)度較差，需要架設(shè)的橋梁坡度最大處為29.92‰，需要架設(shè)的橋梁半徑最小處為2 500 m；(4)運(yùn)梁途中需過4座隧道，最長的隧道王道寺隧道長度為360 m；(5)途中有連續(xù)梁，且其上3.5 m高的防風(fēng)屏障(內(nèi)凈寬7.2 m)已完工；

單線梁的運(yùn)輸和架設(shè)在雙線梁處分線架設(shè)，采用HZQ550型架橋機(jī)和TJ550型運(yùn)梁車完成簡支箱梁架設(shè)安裝和運(yùn)輸。

1.2 工程難點(diǎn)

30‰坡度橋梁架設(shè)過程中大噸位運(yùn)架設(shè)備的獨(dú)立作業(yè)以及相互間的配合和施工安全，是架梁工程的施工第一難點(diǎn)及第一安全重點(diǎn)。

架橋機(jī)通過3.5 m高防風(fēng)屏障的施工安全及通過后恢復(fù)正常架梁狀態(tài)的過程可行性、可控性，是架梁工程的施工第二難點(diǎn)及第二安全重點(diǎn)。

2 HZQ550型架橋機(jī)基本情況

2.1 總體結(jié)構(gòu)

HZQ550型拖拉取梁式架橋機(jī)主要由起重天車、主梁、輔助天車、后支腿、前支腿、輔助支腿、導(dǎo)梁、液壓系統(tǒng)、電氣系統(tǒng)等組成。如圖1所示。

2.2 主要技術(shù)參數(shù)和性能指標(biāo)

原架橋機(jī)參數(shù)：額定起重能力為550 t；可架梁型有32、24、20 m單線、雙線并置等跨及變跨箱梁；梁體吊裝方式為四點(diǎn)起吊、三點(diǎn)平衡；架梁方式為一跨簡支架設(shè)；過孔方式為自行移位過孔、移位速度0～3 m/min；架設(shè)曲線橋最小曲線半徑Rmin≥500 m；適應(yīng)縱坡為20‰；適應(yīng)風(fēng)力為6級(工作狀態(tài))、11級(非工作狀態(tài))；作業(yè)效率為2孔/8 h(運(yùn)距≤8 km)。

3 架梁總體思路及施工對策

HZQ550型鐵路架橋機(jī)是一款傳統(tǒng)機(jī)型，在已經(jīng)建成的鄭西、成灌等多條高速鐵路上架設(shè)了大量的550 t單線及雙線并置的預(yù)應(yīng)力混凝土整孔箱梁?？陀^地說，它本身有自己的局限性，一是在30‰坡度線路上架橋機(jī)架梁比較困難，需要配備特殊機(jī)構(gòu)和臨時(shí)輔助措施，相應(yīng)會增加很大投入和延長工期，而且在國內(nèi)也沒有成熟的經(jīng)驗(yàn)可借鑒。二是通過3.5 m高的防風(fēng)屏障后架橋機(jī)自主恢復(fù)正常架梁狀態(tài)也比較困難。為了能夠適應(yīng)在施工過程中不斷出現(xiàn)的特殊工況，同時(shí)不犧牲該架橋機(jī)原有的技術(shù)優(yōu)勢，對其進(jìn)行改進(jìn)，進(jìn)一步開發(fā)了傳統(tǒng)架橋機(jī)的潛能。鑒于成綿樂客運(yùn)專線單線箱梁架設(shè)工程的特點(diǎn)、難點(diǎn)和重點(diǎn)，主要采用了以下施工對策。

(1)控制線路條件，確保客運(yùn)專線運(yùn)架設(shè)備各自充分發(fā)揮效能，盡量使架橋機(jī)單向作業(yè)；當(dāng)架橋機(jī)在較大坡度上架梁時(shí)，由于下坡狀態(tài)大噸位混凝土梁片慣性力的存在，使得架橋機(jī)下坡架梁的安全性、穩(wěn)定性遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于上坡架梁，所以最終把架橋機(jī)調(diào)整為上坡架梁姿態(tài)，以克服架橋機(jī)下坡時(shí)的慣性力。在30‰上坡架梁的姿態(tài)下把架橋機(jī)主梁調(diào)至10‰上坡狀態(tài)，把架橋機(jī)下導(dǎo)梁調(diào)至30‰上坡狀態(tài)(即隨坡就坡)，以滿足架橋機(jī)正常架梁過孔時(shí)前支腿能自行就位到下一跨墩臺、架橋機(jī)末跨架設(shè)時(shí)導(dǎo)梁能就位、前支腿能上橋臺。另外在大坡度上架梁時(shí)架橋機(jī)前支腿、導(dǎo)梁前后支腿必須采取與橋墩錨固的措施；后支腿走行機(jī)構(gòu)自身帶有減速剎車裝置，并配套有夾持軌道的鐵楔。

(2)通過3.5 m高的防風(fēng)屏障時(shí)增加“門框式”后支腿，折疊原“O形”后支腿，采用架橋機(jī)自主走行方式通過帶防風(fēng)屏障的連續(xù)梁。出了防風(fēng)屏障后為了給橋機(jī)“O形”后支腿讓出站位空間，需在右上角切除防風(fēng)屏障1 800 mm×1 100 mm(長×高)的缺口，然后橋機(jī)就可自行恢復(fù)開始架梁。

4 在30‰ 坡度上架梁時(shí)主要工況下橋機(jī)的改進(jìn)措施

4.1 架梁時(shí)橋機(jī)站位姿態(tài)的改進(jìn)

以后支腿高度為整機(jī)的站位基準(zhǔn)，不改變其高度，前支腿拆掉螺旋微調(diào)機(jī)構(gòu)、內(nèi)外套柱降至只留一排孔在外面，使整機(jī)主梁處于10‰的下坡狀態(tài)(圖2)；將輔助支腿縮到最低位狀態(tài)，并使導(dǎo)梁后支腿高度加導(dǎo)梁高度再加輔助支腿高度最后等于前支腿高度；導(dǎo)梁前支腿與導(dǎo)梁后支腿高度一致，使導(dǎo)梁處于隨坡就坡狀態(tài)，如圖3所示。

4.2 過孔工況重點(diǎn)注意事項(xiàng)

過孔前的準(zhǔn)備工作：首先用導(dǎo)梁前支腿處的錨固裝置將導(dǎo)梁前支腿錨固，并將導(dǎo)梁后支腿用2條10 t倒鏈與混凝土箱梁的吊桿孔拉緊鎖定，以防橋機(jī)過孔時(shí)導(dǎo)梁前傾或側(cè)翻。然后解除橋機(jī)前支腿錨固機(jī)構(gòu)，架橋機(jī)準(zhǔn)備過孔。

架橋機(jī)過孔時(shí)：將兩臺起重天車移至架橋機(jī)尾部，輔助支腿承力，收起前支腿，架橋機(jī)準(zhǔn)備前移過孔；架橋機(jī)過孔前移，前支腿至下一橋墩支撐位置，前支腿承力。在架橋機(jī)前移過程中，派專人在后支腿走行機(jī)構(gòu)的制動(dòng)器旁看護(hù)，以便及時(shí)剎車制動(dòng)。如圖4所示。

導(dǎo)梁過孔時(shí)：先解除導(dǎo)梁前、后支腿錨固，然后導(dǎo)梁就可開始過孔了；過孔時(shí)前起重天車吊起下導(dǎo)梁后端，和輔助支腿反扣系統(tǒng)配合前移下導(dǎo)梁。當(dāng)下導(dǎo)梁重心距離輔助支腿1 m處停止，換用輔助小車起吊下導(dǎo)梁，和輔助支腿反扣系統(tǒng)前移下導(dǎo)梁；輔助支腿反扣系統(tǒng)和輔助小車配合前移下導(dǎo)梁至下一跨設(shè)計(jì)位置，緊固下導(dǎo)梁前支腿螺旋微調(diào)機(jī)構(gòu)，過孔完畢。如圖5所示。

5 過高窄防風(fēng)屏障連續(xù)梁主要工況下橋機(jī)的改進(jìn)措施

5.1 橋機(jī)“O”形后支腿關(guān)鍵技術(shù)及創(chuàng)新

在后支腿第二段和第三段之間增設(shè)折疊鉸座，以便用后起吊天車將后支腿下半部分整體折起，折起高度能避開防風(fēng)屏障即可。并在距“O”形后支腿后方1.6 m位置新增臨時(shí)“門框式”后支腿(帶走行機(jī)構(gòu))?！癘”形支腿折疊避開防風(fēng)屏障示意見圖6、圖7，圖8為新增臨時(shí)后支腿過防風(fēng)屏障斷面示意。

5.2 過孔工況重點(diǎn)注意事項(xiàng)

在帶防風(fēng)屏障連續(xù)梁出口處橋機(jī)過孔:架橋機(jī)走行至連續(xù)梁出口處，收起前支腿支撐油缸，輔助支腿承力，橋機(jī)準(zhǔn)備前移過孔。架橋機(jī)緩緩前移，前支腿至下一橋墩設(shè)計(jì)支撐位置，前支腿承力。

在帶防風(fēng)屏障連續(xù)梁出口處導(dǎo)梁過孔:通過防風(fēng)屏障后將后支腿恢復(fù)原位(右上角切除防風(fēng)屏障1 800 mm×1 100 mm(長×高)的缺口)，拆除新增臨時(shí)后支腿；前起重天車吊起下導(dǎo)梁后端，和輔助支腿反扣系統(tǒng)配合前移下導(dǎo)梁。下導(dǎo)梁中心距離輔助支腿1 m處停止，前懸臂輔助小車吊起下導(dǎo)梁，和起重天車配合前移下導(dǎo)梁。架橋機(jī)穿過防風(fēng)屏障后支腿轉(zhuǎn)換示意見圖9。

6 結(jié)語

HZQ550型架橋機(jī)在改進(jìn)了架梁工藝流程的前提下，稍加改進(jìn)架橋機(jī)前支腿、導(dǎo)梁前后支腿和增加臨時(shí)后支腿后，在成都至綿陽、樂山客運(yùn)專線段架梁施工，順利完成了縱坡為30‰的箱梁架設(shè)和通過帶防風(fēng)屏障的連續(xù)梁，對類似非標(biāo)準(zhǔn)工況的架梁施工有參考借鑒意義。

[1] 中國國家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會.GB/T3811—2008起重機(jī)設(shè)計(jì)規(guī)范[S].北京:中國標(biāo)準(zhǔn)出版社，2008．

[2] 中華人民共和國鐵道部.TB 10621—2009高速鐵路設(shè)計(jì)規(guī)范(試行)[S].北京：中國鐵道出版社，2009．

[3] 中華人民共和國建設(shè)部.GB50010—2002混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范[S].北京：中國建筑工業(yè)出版社，2002．

[4] 王亮，周恒，張強(qiáng).HZP1600節(jié)段拼裝架橋機(jī)簡介及施工研究[J].鐵道標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)，2012(10):50-53.

[5] 王艷芳，王亮，高振凱，張國.HZQ550t單、雙線架橋機(jī)擴(kuò)展使用探討[J].建筑機(jī)械化2010(6):29-33.

[6] 李艾，史紹明，尹華東.滬杭高速鐵路箱梁安全高效架設(shè)施工技術(shù)[J].鐵道標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)，2011(6):101-108.

[7] 付增初，丁學(xué)正，姚宏生.MZ900S上行式移動(dòng)模架造橋機(jī)在滬杭高速鐵路現(xiàn)澆箱梁工程中的應(yīng)用[J].鐵道標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)，2011(6):118-122.

[8] 歐云峰，王亮.HZQ900噸架橋機(jī)在哈大線穿越8 m限高的轉(zhuǎn)場施工技術(shù)[J].鐵道標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)，2011(12):46-48.

[9] 中華人民共和國建設(shè)部，中華人民共和國國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局.GB50017—2003鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范[S].北京：中國計(jì)劃出版社，2003．

[10]中華人民共和國國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局，中華人民共和國建設(shè)部.GB50205—2001鋼結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范[S].北京：中國計(jì)劃出版社，2001．

[11]國家技術(shù)監(jiān)督局，中華人民共和國建設(shè)部.GB50278—98起重設(shè)備安裝工程施工及驗(yàn)收規(guī)范[S].北京：中國計(jì)劃出版社，1998.

[12]中華人民共和國鐵道部.TB10002.3—2005鐵路橋涵鋼筋混凝土和預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范[S].北京：中國鐵道出版社，2005.

ConstructionTechnologyofHZQ550-typeBridgeErectingMachineWhenErectingContinuousBoxGirderwith30‰GradientandWhenPassingThroughExistingHighandNarrowWindBarrier

WANG Yan-fang, GAO Zhen-kai, WANG Liang

(Zhengzhou Huazhong Construction Machinery Co., Ltd., Zhengzhou 450041, China)

In recent years, box girders with 30‰ gradient have come into being in high-speed railway projects, especially in passenger dedicated line projects in southwest mountain areas, and have successfully been erected by bridge erecting machine after transforming the machine or adjusting bridge-erecting process. This paper, taking the Chengdu-Mianyang-Leshan railway passenger dedicated line as an example, elaborated how to erect the box girder with 30‰ gradient and how to pass through the high and narrow wind barrier using HZQ550-type bridge erecting machine. According to the basic components and application scope of the HZQ550-type bridge erecting machine, by slightly improving the machine’s front landing legs and the guiding beam’s front and rear landing legs, as well as by adding temporary rear landing legs and so on, this bridge erecting machine was eventually able to satisfy the requirements of bridge erection under the complicated work conditions.

passage-dedicated line; bridge erecting machine; 30‰ gradient; winder barrier; construction

2013-08-02；

：2013-09-24

王艷芳(1980—)，女，工程師，2004年畢業(yè)于華北水利水電學(xué)院機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化專業(yè)，工學(xué)學(xué)士，E-mail：callingup@126.com。

1004-2954(2014)05-0045-04

U445.468

：A

10.13238/j.issn.1004-2954.2014.05.011