工程機(jī)械的運(yùn)用與發(fā)展方向

張啟明

摘要：隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的進(jìn)步和人們生活節(jié)奏的加快，我國(guó)鐵路客運(yùn)的客流量也在飛速增長(zhǎng)，而相應(yīng)地，我國(guó)的高速鐵路客運(yùn)建設(shè)也日益提上日程。為了滿足鐵路客運(yùn)專線的需要，現(xiàn)階段需要架設(shè)很多大型橋梁，而橋梁結(jié)構(gòu)的箱梁都是需要整體預(yù)制的，這就不得不用到一種大型工程機(jī)械——鐵路客運(yùn)專線架橋機(jī)。本文試根據(jù)筆者多年在客運(yùn)專線架設(shè)箱梁的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，加上深入的思考，探尋這種大型工程機(jī)械的運(yùn)用與發(fā)展方向。

關(guān)鍵詞：工程機(jī)械架橋機(jī)客運(yùn)專線運(yùn)用與發(fā)展

1 客運(yùn)專線所用架橋機(jī)的主要特點(diǎn)

為提高施工功效，目前我國(guó)的鐵路客運(yùn)專線架橋機(jī)多為雙向架橋機(jī)，它的主要特點(diǎn)有：

1.1 在架橋機(jī)的架梁工藝流程方面鐵路客運(yùn)專線架橋機(jī)基本和普通類型的架橋機(jī)沒(méi)有什么兩樣，操作起來(lái)簡(jiǎn)單方面，平穩(wěn)安全。

1.2 鐵路客運(yùn)專線架橋機(jī)的運(yùn)梁機(jī)車采用的是模塊類型的平板運(yùn)輸車原理，好處是適用性強(qiáng)，使用效率高。

1.3 鐵路客運(yùn)專線架橋機(jī)的主梁結(jié)構(gòu)是呈縱向而不是橫向?qū)ΨQ分布的，這種結(jié)構(gòu)類型的優(yōu)點(diǎn)在于操作時(shí)不需要在施工場(chǎng)地掉頭或解體就能夠進(jìn)行雙向架橋，比起傳統(tǒng)的單向架橋機(jī)大大地提高了工作效率。

1.4 在整體過(guò)孔的施工設(shè)計(jì)上，鐵路客運(yùn)專線架橋機(jī)所采用的是兩個(gè)支腿落地行走，這種方式的便利在于進(jìn)一步增強(qiáng)了穩(wěn)定性，可以更好地抵制縱向傾覆。

1.5 鐵路客運(yùn)專線架橋機(jī)的轉(zhuǎn)場(chǎng)用的是運(yùn)梁機(jī)車馱運(yùn)工藝，對(duì)于短橋梁施工段的作業(yè)非常適合，優(yōu)勢(shì)體現(xiàn)為轉(zhuǎn)場(chǎng)速度很快，無(wú)需解體即可進(jìn)行轉(zhuǎn)場(chǎng)操作。

1.6 鐵路客運(yùn)專線架橋機(jī)的箱梁頂和墩臺(tái)頂都不必再額外采用任何的施工輔助預(yù)埋件，這就大大節(jié)省了施工的費(fèi)用和支出。

2 鐵路客運(yùn)專線架橋機(jī)的主要機(jī)構(gòu)構(gòu)成及原理

鐵路客運(yùn)專線雙向架橋機(jī)的結(jié)構(gòu)構(gòu)造一般由以下幾部分組成：架橋機(jī)主梁和架橋機(jī)連接梁；架橋機(jī)發(fā)電機(jī)組；前、中、后三個(gè)支腿；架橋機(jī)起重機(jī)車和架橋機(jī)橋面專用通道。

雙向架橋機(jī)的主梁一般采用雙梁箱的構(gòu)造，每一組主梁由若干鋼梁箱所組成，節(jié)段間通過(guò)節(jié)點(diǎn)板和較高強(qiáng)度的螺栓固定和連接起來(lái)，前后節(jié)段以中支腿為軸對(duì)稱分布，操作中通過(guò)前后兩個(gè)支腿位置的調(diào)換就能夠進(jìn)行雙向架梁施工作業(yè)。其中，前支腿是整個(gè)架橋機(jī)主梁在前端部分的支撐點(diǎn)，它的總體結(jié)構(gòu)類型是雙直柱式，有兩層液壓式伸縮機(jī)構(gòu)組成，操作時(shí)可以按照箱梁的高度來(lái)調(diào)整伸長(zhǎng)量，從而滿足墩臺(tái)變高或變跨的需要。在操作中還可以通過(guò)液壓翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)把前支腿的中部折疊起來(lái)，不妨礙自行移位和桁車吊掛。中支腿的斷面所采用的是箱式機(jī)構(gòu)，在底橫梁下面設(shè)有一個(gè)走行輪箱和兩組液壓支承結(jié)構(gòu)。中支腿是整個(gè)架橋機(jī)的對(duì)稱軸，又是最為重要的水平方向傳力機(jī)構(gòu)。它的支撐位于主梁的中心部位，架橋機(jī)主要的水平方向力和全部的垂直方向力都通過(guò)它的傳遞到達(dá)橋面。后支腿由兩組能夠橫向旋轉(zhuǎn)的曲臂構(gòu)成，當(dāng)架橋減速機(jī)驅(qū)動(dòng)臂橫向旋轉(zhuǎn)時(shí)就自動(dòng)開啟了后支腿的站位功能，可以完成喂梁和架梁的任務(wù)要求。后支腿的受力支承腿是垂直狀態(tài)，它的底部支承位于運(yùn)梁機(jī)車頂起橫梁部分，下面設(shè)有自動(dòng)走行輪箱和液壓伸縮結(jié)構(gòu)。架橋機(jī)起重機(jī)車由兩臺(tái)分別獨(dú)立的卷?yè)P(yáng)機(jī)所組成，兩臺(tái)起重機(jī)車既可以進(jìn)行單臺(tái)工作，也可以進(jìn)行同步走行或起吊，以滿足各自的工況需求。起重機(jī)車的主梁兩端還有縱移小車相連接，縱移小車靠著減速機(jī)的驅(qū)動(dòng)來(lái)運(yùn)行。起重機(jī)車一般都有著卓越的制動(dòng)性能，以便于它在架橋機(jī)主梁頂軌道上自由地運(yùn)行，所以在起重機(jī)車上有一套定滑輪組和卷?yè)P(yáng)機(jī)組。卷?yè)P(yáng)機(jī)上安裝有制動(dòng)系統(tǒng)裝置，以便于順利完成吊梁作業(yè)的施工。卷?yè)P(yáng)機(jī)既可以單臺(tái)單動(dòng)，也可以雙臺(tái)聯(lián)動(dòng)，有效地實(shí)現(xiàn)了無(wú)沖擊平穩(wěn)地起吊作業(yè)功能。架橋機(jī)橋面專用通道是由方鋼軌道構(gòu)成的斷面梯形結(jié)構(gòu)構(gòu)造，這樣便于架橋機(jī)自行過(guò)孔時(shí)穿行無(wú)阻，走道的設(shè)計(jì)一方面要符合施工工況的受力情況要求，合理對(duì)節(jié)段進(jìn)行配置；另一方面還要滿足橋梁變跨變高時(shí)對(duì)前、中、后支腿的站位要求。

3 架橋機(jī)的架梁步驟及工況流程

鐵路客運(yùn)專線雙向架橋機(jī)的工藝流程與普通的架橋機(jī)的流程基本是一樣的，具體步驟如下：

3.1 運(yùn)梁。當(dāng)架橋機(jī)的后支腿水平旋轉(zhuǎn)即自動(dòng)開啟到了喂梁狀態(tài)，這時(shí)候通過(guò)運(yùn)梁機(jī)車運(yùn)梁進(jìn)入指定位置，然后把支承狀態(tài)設(shè)置為橋面支承狀態(tài)。

3.2 喂梁。通過(guò)縱移滑梁小車把梁滑移到指定位置并且進(jìn)行鎖定。把架橋機(jī)后支腿轉(zhuǎn)到架梁的位置，在下面用千斤頂支承橫梁然后再進(jìn)行調(diào)整。

3.3 提梁。把架橋機(jī)前后兩臺(tái)運(yùn)梁機(jī)車運(yùn)行到后跨提梁位置，然后落鉤并進(jìn)行吊具的對(duì)位和安裝。

3.4 縱移。通過(guò)前、后兩部運(yùn)梁機(jī)車同步載梁向前移動(dòng)到前跨落梁位置為止。

3.5 落梁。通過(guò)臨時(shí)液壓支座的安裝，把前、后兩臺(tái)運(yùn)梁機(jī)車同步落梁到架橋機(jī)液壓支座頂部。

3.6 卸載。指的是運(yùn)梁機(jī)車完成任務(wù)后的卸載返回。這時(shí)候需要用輪胎支承，收起后支腿下支承，把后運(yùn)梁機(jī)車退出施工現(xiàn)場(chǎng)，返回到梁場(chǎng)進(jìn)行運(yùn)梁。

3.7 定位。指的是對(duì)架橋機(jī)箱梁的準(zhǔn)確定位。這時(shí)候需要把后支腿進(jìn)行旋轉(zhuǎn)到過(guò)孔狀態(tài)，然后頂緊架橋機(jī)橋面專用通道。箱梁需要架起騰空，運(yùn)梁機(jī)車可以縱向微調(diào)或者通過(guò)液壓裝置對(duì)箱梁進(jìn)行水平和垂直位置的準(zhǔn)確定位。最后落梁到臨時(shí)液壓支座然后脫鉤，當(dāng)落梁到正式支座后，把臨時(shí)液壓支座撤掉。至此，架梁作業(yè)圓滿完成。

4 鐵路客運(yùn)專線架橋機(jī)的發(fā)展方向和趨勢(shì)

目前我國(guó)鐵路客運(yùn)專線施工設(shè)計(jì)中橋梁施工占的比例是較大的，例如，北京到天津的鐵路線路中，橋梁所占的比重就超過(guò)了70%。而其中，中小跨度的橋梁建設(shè)更是高達(dá)90%以上，因此，我們可以預(yù)見(jiàn)在將來(lái)不管是小跨度的連續(xù)箱梁建設(shè)，還是逐跨架設(shè)的簡(jiǎn)易箱梁都將是未來(lái)橋梁建設(shè)的主體工程。鐵路客運(yùn)專線對(duì)于速度的要求是明顯的，而在高速鐵路上行駛對(duì)于道路和橋梁的要求又是嚴(yán)格的，橋梁必須具有極強(qiáng)的抗扭剛度和抗彎力度，而這時(shí)候我們就必須采用外形簡(jiǎn)潔、形式美觀、抗扭抗彎、受力簡(jiǎn)單的雙線整孔簡(jiǎn)支箱梁，而且它還具有產(chǎn)生噪音小、容易養(yǎng)護(hù)的優(yōu)點(diǎn)。為了滿足以上要求，在鐵路客運(yùn)專線架橋機(jī)的選擇和設(shè)計(jì)上，一改以往“先鋪后架”的施工方法，代之以“先架后鋪”的先進(jìn)工藝；同時(shí)為了完成客運(yùn)專線大噸位橋梁雙線箱梁的架設(shè)，增加鐵路客運(yùn)的穩(wěn)定性，客運(yùn)專線架橋機(jī)將朝著雙向雙跨的趨勢(shì)發(fā)展；而架橋機(jī)的支腿數(shù)量也由原來(lái)的兩支腿朝三支腿、四支腿發(fā)展；結(jié)構(gòu)上從導(dǎo)梁式向無(wú)梁式演變；支承跨數(shù)從單跨向雙跨邁進(jìn)；類型也逐漸趨向多樣化，有運(yùn)架一體機(jī)、拼裝架橋機(jī)，還有過(guò)隧道架橋機(jī)等等。

參考文獻(xiàn)：

[1]盛黎明，黃武，郭文學(xué).HD900型鐵路客運(yùn)專線雙向架橋機(jī)[J].鐵道標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)，2005(11).

[2]鄧運(yùn)清，盛黎明.秦沈客運(yùn)專線大噸位架橋設(shè)備的應(yīng)用[J].鐵道標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)，2001(9).

[3]劉家鋒，劉春彥.秦沈客運(yùn)專線橋梁綜述及高速鐵路橋梁建設(shè)的思考[J].鐵道標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)，2004(07).

[4]劉亞濱，劉利國(guó).整孔箱梁架橋機(jī)穿越隧道及隧道口架梁技術(shù)方案[J].鐵道標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)，2004(12).