一种500t运架大下坡架设单线砼梁的方法分析及应用

摘要：介绍了一种应用于大下坡工况下架设砼梁的架桥机，特别是对一种500 t运架设备在大下坡工况下架设砼梁施工方案、解决方案、计算方法等进行了详细描述。此架桥机已于中交二公局京雄六标过既有线后大下坡砼梁架设中得到实际应用，效果良好，安全可靠。

关键词：大下坡;运梁车;架桥机;砼梁

0    引言

我公司承接中交二公局新建北京至雄安新区城际铁路站前工程JXSG-6标段单线砼梁架设工程，此项目范围包括：霸雄特大桥C段左单线，霸雄特大桥E段右单线以及霸雄特大桥F段接车单线。我公司采用500 t运架设备对其进行架设。在过既有线后出现大下坡桥墩，通过对现场实际架梁坡度参数的分析得出：最大下坡在472—473号桥墩之间，高差值70.3 cm，坡度=70.3/3 270≈2.15%，故需要一种在冬季及大下坡工况下架设单线砼梁的解决方案。

1    架桥机主要技术参数

型式：两跨平衡式;额定起重量：250 t×2（单小车）;动载起吊冲击系数：1.05;静载起吊稳定系数：1.1;梁体吊梁方式：二点起吊;吊杆数：4×2;作业最大坡度：纵坡22‰，横坡30‰（人字坡）;整车过孔运行速度：0～3 m/min;吊梁纵移速度：0～3 m/min（空载纵移6 m/min）;吊梁横移速度：0～3 m/min;最小工作曲线半径：1 200 m;尺寸（长×宽×高）：79.4 m×

13.2 m×12.6 m;重量：约400 t;最大部件运输尺寸（长×宽×高）：11.6 m×1.5 m×2.5 m，重量<14 t。

2    运梁车主要技术参数

额定载荷：500 t;自重：约150 t;轮距：2 484/900 mm;轴距：1 600 mm;轴线：20;驱动轴线数：7;满载行驶速度：0～

5 km/h;空载行驶速度：0～10 km/h;最大爬坡度：5%;接地比压：0.6 MPa;轮胎：12～20;发动机功率：2×275 kW。

3    施工步骤说明

步骤一：支撑临时支腿，抬起后支腿，架桥机进入喂梁状态，此时架桥机后部各位置到地面高度不低于5 858 mm。架桥机前支腿增加横梁，增加前支腿高度，简化前支腿转运操作。临时支腿过高，需要截掉700 mm，在切口位置焊接底板，底板尺寸为20 mm×340 mm×840 mm（两块）。前支腿位置高度比后支腿位置高不低于100 mm，不大于200 mm。

步骤二：运梁车运梁到桥机尾部，运梁车运梁高度不大于5 770 mm（运梁车高2 500+梁高2 800=5 300 mm，考虑接触网埋栓高度600 mm，其中200 mm预埋在梁内，外露400 mm，总高度为5 700 mm，满足要求）。

步骤三：运梁车进入架桥机内部，支撑后支腿，前点吊开始吊梁前移，后吊点吊梁，前后协同抬梁到达待架孔上方。

运梁车驮梁小车卷扬下坡2.1%安全性验证：

沿坡度分力（未考虑摩擦阻力的保守计算）：

F=mgsin（arctan 0.021）=450×sin 1.145 762 8/2≈4.725 t

马达20 MPa时扭矩：

可提供反拖力：

故安全。安全系数为2.878（保守计算）。

步骤四：折叠后支腿，支撑临时支腿，运梁车退回梁场。前后吊梁天车继续落梁，此时待架梁与已架梁间隙为40 mm左右，距前墩中心线50 mm左右。

步骤五：支撑后支腿。前后吊梁天车完全落梁后，前后吊梁天车移至桥机后部，锚固前支腿。

步骤六：收前支腿，使前支腿与主梁脱离，整机过孔，注意前支腿锚固钢丝绳状态，若绷紧，则降低或升高前支腿，保持前支腿与主梁脱离。

整机过孔时，台车减速机制动力计算：

过孔时整机重量G=390 t，架设坡度i=2.1%，过孔速度3 m/min，加速度a=（3/60）/1=0.05 m/s2，过孔时沿轨道向力：

F=390×0.021×1 000×9.8+390×1 000×0.05=99 762 N

中支腿电机为YZP100L1-4（4台），2.2 kW，电机输出力矩为30 Nm;后支腿电机为YVF2EJ112M-4（2台），4 kW，电机输出力矩为38 Nm。

中支腿制动力：

F1=（4×30×377/23）×55/0.315≈343 436 N

后支腿制动力：

F2=（2×38×377/23）×55/0.315≈217 510 N

制动力：

F1+F2=560 946 N>F=99 762 N

安全系数为5.6。

步骤七：支撑中支腿，解除前支腿锚固，前支腿前移32 700 mm，支撑前支腿，进入架梁状态。

4    施工安全注意事项

4.1    两大原则

（1）桥机姿态。桥机过孔、架梁姿态保证前高后低，前支腿高于中支腿0～200 mm。中支腿在过孔过程中高于后支腿0～200 mm，在喂梁進车状态-200～40 mm，架梁状态0～200 mm。

（2）喂送砼梁姿态。应保证砼梁在第一吊吊起后，砼梁保持前高后低状态，在整个喂梁过程中运行高差0～600 mm（第一吊吊平即可）。

4.2    注意事项

（1）在下坡过孔及架梁时（下坡度大于1.2%），电液系统在超越负载下施工，需确保电液系统满足最大下坡工况运行时的稳定性（如电液系统检查相关元件运行可靠：液压检查平衡阀，电气检查变频器制动电阻等等）。

（2）运梁车在进入大坡道后，驮梁行走速度降至中速，进入架桥机下部后采用低速及蠕动模式前行，监护人员备好楔木，随时准备塞入运梁车轮胎下方，以防在所有制动都失效的极特殊情况下制动运梁车，作为除行车、驻车制动后的第三道保护。

如喂梁：运梁车就位时人工准备好楔木，喂梁过程中人工跟随运梁车驮梁小车及架桥机前吊梁天车，准备好铁楔随时楔垫（楔垫前方）。

如过孔：架桥机中支腿及后支腿轨道上跟随放置铁鞋，桥机将就位时，轨道端头中支腿撤下铁楔后先加装临时锚固措施，方可进行桥机过孔就位作业。

（3）过孔作业中，注意架桥机前支腿随桥机下降而调整其高度，确保拖轮与挂轮始终与主梁下轨道与耳梁有合理的安全间隙（5～10 mm）。

（4）桥机过孔到位后，调整前支腿高度，保持桥机主梁前端高于后端约200 mm，利用水准仪测量水平度，以防在架梁過程中天车前溜。

（5）桥机在安装吊具吊杆前，需确认砼梁吊装孔尺寸及位置度，推荐吊装孔直径增加至100 mm。在吊杆安装困难时要对吊装孔采取扩孔作业，以利吊杆安装及竖向受力。

（6）当现场实测风力超过6级时，应停止过孔作业，并对架桥机采取相应防护措施;如现场实测风力达到6级，并有中雨及大雪天气，不得进行过孔作业。

（7）落梁时检查前吊梁天车卷扬机钢丝绳安全圈数是否大于3圈。

（8）喂梁时检查同步性，检查驮梁小车应为后端钢丝绳受力（坡度大于1.2%以上时），检查前吊梁天车链条松紧度，原则上运梁车驮梁小车速度稍慢于架桥机前天车行走速度，以防止驮梁小车前冲力对架桥机前天车后端链条造成附加载荷。

（9）前支腿垂直度偏差应在±1.5%以内。

4.3    支墩拆卸与安装

辅支腿垫墩：

（1）待架桥墩前后高差大于100 mm小于380 mm时，安装临时支腿下406 mm高垫墩;

（2）待架桥墩前后高差大于380 mm后，拆除垫墩;

（3）待架桥墩前后高差小于100 mm时，可安装原切除下来的700 mm垫墩;

（4）临时支腿下部支垫高度不小于500 mm，可满足运梁车中位驼梁喂梁要求。

后支腿垫墩：待架桥墩前后高差大于500 mm时，拆除后支腿油缸下800 mm墩，否则后支腿过长，无法收缩折起。

5    结语

本文对大下坡架梁过程中所涉及的关键点给出了全方位的处理措施和解决方案，确保了在大下坡工况下安全可靠地完成砼梁架设。本次施工所采用的施工顺序及防护措施，为类似工况下架梁施工提供了重要实践经验。

[参考文献]

[1] 张质文，虞和谦，王金诺，等.起重机设计手册[M].北京：中国铁道出版社，2000.

[2] 起重机设计规范：GB/T 3811—2008[S].

[3] 钢结构设计规范：GB 50017—2003[S].

[4] 王金诺，于兰峰.起重运输金属结构[M].北京：中国铁道出版社，2002.

收稿日期：2020-01-15

作者简介：曹静蕾（1983—），女，河北秦皇岛人，工程师，研究方向：起重机械、架梁工程。