大型架橋機在高鐵施工中的應(yīng)用

包殿橋

（中鐵十四局集團第五工程有限公司，山東濟寧 272000）

0 引言

隨著我國高鐵施工速度的加快，對各項高鐵施工技術(shù)和設(shè)備的需求量顯著增加。當前在建高鐵線路上有很多類型的架橋機，大型架橋機在高鐵線路施工上的應(yīng)用已經(jīng)非常規(guī)范，但因研發(fā)力度不足，這些設(shè)備在質(zhì)量保證和安全性能方面還存在一些需要改進的地方。為進一步提高高鐵工程的施工質(zhì)量，探討大型架橋機的使用技術(shù)尤為必要。

1 起升設(shè)備使用技術(shù)

高鐵箱梁的施工架設(shè)對大型架橋機的起升設(shè)備提出了很高的技術(shù)要求，高鐵箱梁上設(shè)有4個吊點，吊梁時必須要保證4個吊點受力均勻。傳統(tǒng)起吊技術(shù)吊點受力的均勻性較差，容易導致箱梁扭曲，梁體受損，降低施工質(zhì)量。對此采取的策略：

（1）運用4點起吊3點均衡的起吊架構(gòu)解決受力問題。4點起吊3點平衡的第一要點是要確保箱梁上的吊點在吊梁、縱走、橫移、落梁的過程中受力完全一樣，這樣，在靜力平衡的作用下箱梁另一端2個吊點之間的作用力必然相等。方法是使用同一根鋼絲繩將2幅滑車組串聯(lián)纏繞，并在中間設(shè)置導向滑輪，構(gòu)成一個平衡點。同時采用另外2個滑車組使用獨立鋼絲繩進行串聯(lián)構(gòu)成另外的平衡點，這樣在對大重量的箱梁開展吊裝作業(yè)時就可以避免因為箱梁扭曲而可能發(fā)生的梁體損壞情況。均衡起升結(jié)構(gòu)見圖1。

圖1 均衡起升結(jié)構(gòu)

（2）箱梁開展吊裝作業(yè)時，4個吊點要均勻分布在梁體的兩側(cè)，相互之間距離均等。這樣在對梁體進行勻速吊裝時，在靜力平衡作用之下，就可以保證梁體兩端的吊裝受力相等，使4點均勻受力，有利于保持梁體的平衡，避免可能帶來的梁體損壞。這一過程運用2組串聯(lián)起來的導向滑輪就可以做到，2組串聯(lián)的導向滑輪可以將吊點的受力誤差壓縮到最小范圍[1]。均衡起吊原理見圖2。

圖2 均衡起吊原理

2 作業(yè)時的監(jiān)控與安全保護技術(shù)

大型架橋設(shè)備吊裝作業(yè)時開展的監(jiān)控和安全保護十分重要，經(jīng)過數(shù)年的改進與完善，架橋機設(shè)備的安全保護措施有了明顯的進步，保護措施主要包括3個方面：

（1）起升卷揚系統(tǒng)。起升卷揚系統(tǒng)具有雙制動保護功能，既具備減速機高速端制動保護功能，又具備卷筒機低速端制動保護功能。施工人員可將低速端盤式制動器和高速端塊式制動器應(yīng)用到施工中，前者負責設(shè)備減速時，對其動作加以控制；后者負責設(shè)備加速時控制其動作，實現(xiàn)起升卷揚。

（2）起升限位保護、超速保護及緊急停車裝置。為了防止因人為誤操作或機械故障出現(xiàn)起升超限或失速下降的情況，運用起升限位器及編碼器控制的超速保護裝置解決相關(guān)問題。架橋控制室設(shè)置應(yīng)急停車設(shè)備，出現(xiàn)緊急狀況時，要在最短的時間內(nèi)停止機器。并且所有電機和制動器上都要安裝故障監(jiān)測系統(tǒng)，若發(fā)生短路、斷線或超載的情況，該系統(tǒng)將拒絕一切操作，同時準確顯示故障的種類與位置。施工人員可經(jīng)監(jiān)測系統(tǒng)，全面的掌握故障的特點。以之為參考，對故障進行處理，提高故障的解決效率。

（3）PLC技術(shù)。具有很強的邏輯功能，能減小電路對硬件設(shè)備的依賴性，可以提升電路的可靠性和設(shè)計的靈活性，保證架橋機操作的安全性。同時在架橋機的控制室內(nèi)通常會架設(shè)一臺由工業(yè)系統(tǒng)控制的計算機，計算機采用觸摸屏技術(shù)，在屏幕上顯示各類電器故障的具體信息。當故障發(fā)生時，維修人員可參考屏幕的提示，確定故障位置，并及時維修，提高故障修復效率。

3 起重與運梁結(jié)構(gòu)的同步控制技術(shù)

同步控制技術(shù)主要運用在當架橋機采用尾部喂梁作業(yè)方式時。運梁車完成運梁操作，梁體被起重機吊起后，必須確保運梁車上的馱梁小車和起重小車同步前行，以確保在運輸橋梁時不會發(fā)生受力不均現(xiàn)象。采取的措施：

（1）普通的運梁結(jié)構(gòu)，為實現(xiàn)同步控制2車的目標，一般需要用同一臺變頻器操控2車，同時在架橋機后部架設(shè)一臺運梁車電源箱，在2車上配備相同的變頻器和電源，通過操作變頻器控制兩車的行走速率，同時在操作時要采取不斷計算、測試及調(diào)整馱梁小車線速度的方法，保證兩者的工作狀態(tài)一樣。

（2）全液壓的運梁結(jié)構(gòu)，一般先采用紅外線測距儀反饋相關(guān)數(shù)據(jù)。施工人員可通過對數(shù)據(jù)的觀察，判斷其是否存在誤差。之后通過及時差數(shù)補償操作，完成對喂梁作業(yè)的閉環(huán)控制，實現(xiàn)馱梁小車和起重小車同步運行[2]。

4 作業(yè)時的過孔技術(shù)和過隧道技術(shù)

過孔技術(shù)以及過隧道技術(shù)，是實現(xiàn)架橋機良好應(yīng)用效果的關(guān)鍵部分。過孔技術(shù)主要指針對不同類型架橋機，運用不同的過孔技術(shù)。大型架橋機設(shè)備包括含有導梁結(jié)構(gòu)的施工設(shè)備，如下導梁架橋機以及導梁頂點式架橋機等，這類架橋機設(shè)備都包括導梁結(jié)構(gòu)，打孔過程中，需要借助導梁的支撐作用。實際運用時，架橋機的前支腿通常設(shè)計在導梁上，根據(jù)施工需求變化導梁位置，并且隨著導梁方位的變化，前支腿隨之移動，實現(xiàn)打孔施工的順利進行。這類打孔技術(shù)操作復雜難度較大，要求施工人員具有較強的施工能力和豐富的工作經(jīng)驗，并在實際操作過程中保持注意力的高度集中。兩跨連續(xù)式架橋機由于含有懸臂裝置，操作相對簡單，并且安全性較高，已經(jīng)普遍應(yīng)用于施工中，并取得了一定的應(yīng)用效果。當一塊6層PCB板的厚度（通孔深度）為1.27 mm（50密耳）左右，僅需應(yīng)用鉆孔直徑為0.2032 mm（8密耳）的機械，既能夠達到過孔目的。過隧道技術(shù)主要應(yīng)用降低架橋機寬度及高度進行作業(yè)以及利用架橋機自身伸縮性進行作業(yè)兩種。該技術(shù)下，架橋機的電機功率11 kW×2、縱移速度3 m/min、提升速度0.75 m/min、最大起重量120 t。在實際施工中，普遍選擇利用架橋機自身機構(gòu)的伸縮性能來開展過隧道作業(yè)。

5 結(jié)語

在高鐵施工中運用大型架橋機設(shè)備，可以起到平衡吊點，保護作業(yè)人員安全、避免在運輸橋梁時受力不均的良好效果。本文的研究可以讓大型架橋機設(shè)備在高鐵施工中得到更好的應(yīng)用，為提高高鐵建設(shè)質(zhì)量做出更大的貢獻。

[1]李勤超.高鐵施工中大型架橋機設(shè)備的應(yīng)用[J].黑龍江交通科技，2017，40（2）：150-151.

[2]陳浩.試論大型架橋機設(shè)備在高鐵施工中的應(yīng)用[J].江西建材，2017，（2）：157+161.