高速鐵路橋梁架設方法與設備配置分析

張 恒

（中鐵十九局集團有限公司，北京 100176）

0 引言

在促進我國高速鐵路工程項目全面建設過程中，注重高速鐵路橋梁架設方法的科學性，對于整體上促使高速鐵路橋梁架設向著科學化的方向發(fā)展起著非常重要的作用。在高速鐵路橋梁架設中，無論是從橋梁架設承載力還是從橋梁本身施工復雜度來講，都在很大程度上給橋梁工程項目施工人員帶來一定的挑戰(zhàn)。如果工程施工人員未能科學化應用架設設備將高速鐵路橋梁架設方法明確展現(xiàn)出來，對于施工項目按照預定的施工規(guī)劃和施工目標的落實必然產生不良影響。在長期高速鐵路橋梁架設施工中，通過統(tǒng)計總結發(fā)現(xiàn)，工程單位已經總結出許多高速鐵路橋梁架設方法，這些方法給高速鐵路橋梁工程項目按照預定的規(guī)劃和計劃落實發(fā)揮了促進作用。結合施工設備，分析當前高速鐵路橋梁架設施工方法，為工程項目實現(xiàn)高效化建設提供一定的借鑒。

1 高速鐵路橋梁架設方法分析

1.1 橋梁架設方法

由于高速鐵路橋梁架設的特殊性，在工程項目施工建設中，架設方法的應用也存在著特殊性。一般而言，高速鐵路橋梁工程項目對施工剛度和強度要求較高，為了滿足這一需求，需要工程施工人員深入工程項目實際，從施工架設的地理環(huán)境出發(fā)，探討出科學、合理的高速鐵路橋梁架設方法。整體而言，統(tǒng)計分析后發(fā)現(xiàn)，高速鐵路運行對橋梁的跨度要求一般是小跨度和中跨度，且使用的是單室箱型截面梁，也就是當前施工所用的箱型梁。這種結構的橋梁在實際施工過程中，工程人員會選擇使用膺架法、懸灌法以及架橋機和造橋機相結合的方法。這些方法的使用能在很大程度上保證箱型梁架設的完整性。

該架設方法主要使用的設備是架橋機。架橋機主要是在施工架設過程中，配合施工人員針對預制橋梁進行架設，且能實現(xiàn)全過程的全跨孔預。而與架橋機相配合的是造橋機的使用。造橋機是在施工現(xiàn)場制造架設使用的設備。工程人員通過使用鋼（桁）梁支撐箱梁梁體外模，在預設的橋位上澆筑混凝土。目前，高速鐵路橋梁架設中的造橋機主要使用移動模架法，相比架橋機而言，造橋機在國外橋梁架設中是應用非常普遍的機械設備，相對而言，這種機械設備的使用在國外更加成熟，且這種機械設備有專門的生產制造商。

近年來，隨著我國高速鐵路橋梁架設規(guī)模和里程的增長，對使用架橋機的重視程度也在不斷提升。大量工程實踐證明，高速鐵路架橋機的使用能有效滿足工程項目施工周期短、橋梁數(shù)量較多的現(xiàn)狀。高速鐵路橋梁架設使用的架橋機，已成為橋梁施工建設的主要設備。造橋機和架橋機都有各自的優(yōu)點和缺陷，需要工程單位根據(jù)實際工程項目的具體施工現(xiàn)狀和工程施工規(guī)劃合理選擇。

（1）造橋機在高速鐵路橋梁架設中的應用對施工現(xiàn)場其他施工工序的干擾較小，能夠在施工現(xiàn)場實現(xiàn)標準化操作，且這種設備梁跨結構較小，工程施工占地小，能有效節(jié)省材料。但是，如果工程單位使用此種設備，整個工程的施工規(guī)模是非常大的。

（2）架橋機在高速鐵路橋梁施工架設中的應用雖然能縮短施工周期，同時實現(xiàn)標準化施工。但是，工程單位施工人員應意識到運用此種機械設備需要面對的困難較多，給工程項目實際造成的臨時工程也較大。為保證此架橋機使用科學化，需要工程單位在正式應用前加強測算分析，只有測算合格，才能投入項目施工。

1.2 架設方法應用效果分析

對于高速鐵路橋梁實際架設而言，工程項目人員決定使用何種架設方法，在從很大程度上決定了使用何種架設設備。無論是架設方法的選擇還是架設機械設備的選擇都應在成本考慮范圍內落實，也就是能夠在很大程度上控制成本，實現(xiàn)高速鐵路橋梁架設效益的最優(yōu)化。

（1）工程單位在確定架設方法后，也就基本上確定了工程項目施工所需要的設備及數(shù)量。因為，通過大量的工程項目施工發(fā)現(xiàn)，架設方法與機械設備使用之間是相互協(xié)調匹配的。而工程項目施工周期和工程量也決定了施工設備的使用數(shù)量。

（2）從成本控制層面分析，不同設備實際應用的成本投入不同。通過統(tǒng)計發(fā)現(xiàn)，架橋機的使用成本占整個工程項目成本投入的60%左右，而造橋機設備的成本投入占整個工程項目成本的45%。由此可見，不同機械設備實所占用的項目成本不同。對此，工程單位在選擇機械設備時，應嚴格根據(jù)實際成本投入合理選擇，實現(xiàn)投入產出效應的最大化。

（3）從工程項目造價構成來講，在高速鐵路橋梁架設過程中，不但需要投入一定的機械設備，而且還需要投入一定的人力及材料，人力資源的投入和機械設備是相匹配的。無論高速鐵路橋梁形狀和結構如何變化，使用機械設備所投入的人力資源都是固定不變的，這方面占整個成本投入管控的絕大部分。

1.3 架橋機實際應用注意事項

在高速鐵路橋梁架設過程中，工程施工單位選擇架橋機，應該注重的問題是選擇過程中，一方面要保證施工場地準備到位，施工場地足夠寬裕，且現(xiàn)場有合理的運輸線路；另一方面，架橋機施工中，對預制橋梁的施工要求較高，需要工程施工人員提前做好準備工作，防護措施到位，以保證整體施工建設水平。

具體要求：①架橋機實際應用中，在保證路基表面強度基礎上，保證設備輪胎接地變形面積得到科學化管控；②在保證路基穩(wěn)定性基礎上，才能引入造橋機機械設備。存在一定量的軟土地基，則需要通過檢驗分析，將軟土地基進行處理，選擇合理的時機引入造橋機。路基施工隊墩臺的選擇也存在較大的差異。高速鐵路橋梁墩臺的使用，容易受到墩臺本身強度和墩臺反向作用力的影響。墩臺實際強度與支撐面積之間有著緊密聯(lián)系，需要工程施工人員從橫向彎矩和縱向彎矩2 個方面實現(xiàn)；③在高速鐵路橋梁施工中，施工人員要保證支腿位置距梁端的距離控制在合理范圍內，施工人員根據(jù)橋梁結構尺寸科學分析，明確架橋機的具體架設需求。如，要按照架橋機確定導梁懸臂時的撓度和墩臺墊石的高度，以及根據(jù)施工場地確定架橋機支腿和操作位置。如果在梁體的運輸中使用架橋機，則需要保證架橋機運輸?shù)缆返钠露?，根?jù)路基基本狀況確定坡度，保證運梁的穩(wěn)定性。

2 高速鐵路橋梁架設機械設備使用注意事項

2.1 根據(jù)施工目標合理選擇

在不同的高速鐵路橋梁施工建設中，工程施工人員應根據(jù)施工目標合理選擇，在立足工程項目施工地理現(xiàn)狀和施工要求的基礎上，同時結合工程項目投入成本的合理化分析，保證無論是架設方法的選擇還是機械設備的選擇，都能滿足工程項目施工目標。高速鐵路橋梁架設難度大，再加上鐵路橋梁施工的特殊性對機械設備的應用難度更大。因此，為了達到施工目標，需要施工操作人員從實際出發(fā)，與設計人員交流合作，根據(jù)高速鐵路橋梁工程項目施工規(guī)劃方案，合理選擇機械設備，保證機械設備投入工程項目施工后，能夠有充足的場地進行安裝處理，促進工程項目施工建設。

2.2 機械設備投用前的維護管理工作

在高速鐵路橋梁選擇的機械設備正式投用前，工程施工單位要組織機械設備維修人員進行檢查維修，保證設備正常運行，為后期工程項目的正式應用奠定基礎。如架橋機在實際應用中，首先工程人員要對液壓系統(tǒng)進行檢修。一般而言，架橋機的液壓系統(tǒng)有3 套，而每套液壓系統(tǒng)都是相互獨立的。3 套液壓系統(tǒng)在實際操作中都由液壓泵站、執(zhí)行元件、管路等組成。在對液壓系統(tǒng)進行檢測中，檢查各液壓系統(tǒng)元件，確保其運行正確。且在溫度較低的環(huán)境下，執(zhí)行元件內設有專門的加熱器，以保證執(zhí)行元件在溫度較低的情況下能夠正常運行，避免因低溫狀態(tài)出現(xiàn)停止運轉的現(xiàn)象。此外，架橋機操作中，工程操作人員應明確架橋機電氣系統(tǒng)是否運行安全。在電氣系統(tǒng)檢測過程中，因架橋機重量非常大，對電氣容量需求也較大。因架橋機的規(guī)模較大，無論是電氣控制還是電氣檢測與保護都比較復雜，對可靠性要求較。對工程團隊來講，為有效控制架橋機，可以選擇自動化和智能化控制器，通過使用變頻調速、PLC 可編程控制、計算機實時監(jiān)控、遠距離遙控、語言自動警示系統(tǒng)、吊點平衡受力監(jiān)測系統(tǒng)等自動化程度較高的技術體系，能在第一時間發(fā)現(xiàn)架橋機運行中存在的問題，從而保證架橋機的運行效率控制在合理范圍。通過自動化監(jiān)測技術在第一時間發(fā)現(xiàn)機械設備運行中存在的問題，且通過監(jiān)測能夠發(fā)現(xiàn)架橋機安全運行模式是否存在問題，并將故障現(xiàn)象顯示出來，對于提高維修人員的維修工作和處理水平起著非常重要的作用。

此外，在高速鐵路橋梁機械設備架設中，機械設備檢測工作要注重無損檢測技術及各種現(xiàn)代化檢測技術的使用。通過科學的檢測在第一時間發(fā)現(xiàn)機械設備存在的問題，對于后期機械設備實現(xiàn)科學化使用有著非常重要的作用。

3 結語

綜上所述，高速鐵路橋機械設備設置中，工程管理單位在機械設備操作要求和操作目標相結合的基礎上，根據(jù)成本投入合理選擇。在高速鐵路橋梁架設方法科學合理選擇的基礎上，對架橋機和造橋機實現(xiàn)最優(yōu)化使用，為工程項目實現(xiàn)高效率建設發(fā)揮促進作用，滿足工程施工建設目標。