900t輪胎式提梁機改造及在石武客運專線西平制梁場的應用

周 兵,施正寶

(中交第一公路工程局有限公司,北京 100024)

1 應用背景

隨著國民經濟的發展和我國鐵路跨越式發展的需要,鐵路客運專線建設已經成為我國鐵路發展的大趨勢,客運專線的建設和發展也體現了一個國家的技術水平和經濟實力。為了盡量減少占用耕地,客運專線采用高架橋的鐵路里程一般占總里程的50%以上,高架橋一般采用雙線整孔箱梁結構,對于32m雙線整孔箱梁,自重一般在840t左右,采用預制架設施工工法對保證質量和工期具有明顯優勢,被廣泛采用。而實現場內移梁、運梁和上梁的提梁機成為施工過程中不可缺少的設備之一。對于在橋端設置的梁場,運梁車可以直接開到梁場內裝梁,采用提梁機直接裝車即可(輪軌提梁機或輪胎提梁機都能滿足工況);而對于梁場位于橋梁中段的情況,運梁車只能停在橋上,無法直接進入場內,故一般采用場內輪胎提梁機(或輪軌提梁機)移梁、運梁到線下,采用跨線提梁機(2臺450t輪軌提梁機)上梁。石武客運專線西平制梁場就屬于第二種情形,根據梁場情況對900t輪胎提梁機進行了改造,該梁場提梁上橋部位梁面與地面高差9m,運梁車高度為2.8m,箱梁高度3.1m,考慮工作空間和提升高度,改造后的提梁機高度為21m,實現了提梁、運梁、上梁一體化的要求,從而減少了2臺450t跨線提梁機的投入和提梁站。

2 方案研究

如何實現輪胎式提梁機對停在橋上的運梁車直接上梁,減少2臺450t跨線提梁機的投入,主要要求輪胎提梁機能夠具備跨線提梁的功能。具體方案如下。

圖1 提梁機道硬化區

如圖1所示,在橋位兩側進行硬化處理,使之能夠滿足提梁機重載行走,在954～955號墩之間,和955～956號墩之間設置過橋位通道,提梁機從這兩孔之間跨越橋位。

如圖2所示,先用提梁機架設956～957、957～958、958～959號墩之間的3孔箱梁,架橋機在地面低位拼裝后,由提梁機提到橋上,在橋上整體拼裝完成后過孔,提梁機將運梁車吊至橋上。

圖2 首架方向提梁機作業示意

如圖3所示,上梁時,提梁機從存梁臺座將梁提移至縱向運梁通道,90°轉向后,縱移,沿縱移通道行至954～956號墩處,跨越橋位通道位置進行90°轉向,經跨越通道橫移,進入橋位,90°轉向后沿橋位縱移通道行走,實現上梁。

圖3 提梁機轉向位置

架橋機掉頭時,先將運梁車吊下,將架橋機處于拼裝后的狀態,用提梁機將其提至運梁車上掉頭后,重復先架方向拼裝順序,進行架設。

如圖4所示,后架方向完成后,將跨越橋位通道的2片梁用提梁機提至架設完成,橋上(956～957、957～958號墩孔)預存,待提梁機將架橋機和運梁車吊至地面,用提梁機安裝最后2片梁,最后提梁機跨越橋位就地拆除,轉場。

圖4 最后2片梁安裝示意

要實現以上方案,900t提梁機必須滿足以下幾個要求。

2.1 工況要求

與普通輪胎提梁機相比,該提梁機進入橋位裝梁要進行3次90°重載轉向,其轉向系統采用液壓系統較好。

將架橋機提至橋上時,提梁機必須跨越架橋機,使架橋機位于提梁機主梁下,這就要求架橋機低位拼裝,只能O形腿先側面收起,在橋上再展開拼裝,同樣,架橋機吊至橋下調頭時,也必須先將O形腿收起,調頭后在橋上再拼裝。

2.2 拼裝高度要求

達到提一過二的工況,提升高度要求不小于12 m,如圖5所示。

跨橋位裝梁,提升高度不能小于17m(墩高6m),如圖6所示。

將架橋機提至橋上,提升高度不小于21m,如圖7所示。

故達到以上工況,最終提梁機的提升高度定為21m。

2.3 配置確定(表1)

3 輪胎提梁機對地基要求

3.1 荷載

圖5 提一過二工況(單位:m)

圖6 跨橋位裝梁工況(單位:m)

圖7 將架橋機提至橋上工況(單位:m)

表1 提梁機配置確定

32m(雙線)箱梁重:8368kN;提梁機自重:6180kN;故最不利情況下荷載:14548kN。

3.2 受力面積

提梁機輪胎在混凝土路面上行走,混凝土路面將荷載傳至地基,其輪胎受力面積約為95m2。

3.3 基底應力平均值

故要求輪胎提梁機道的地基承載力達到153kPa以上。

3.4 提梁機道路路基

一般采取換填處理,換填壓實后路基承載力特征值不小于154kPa;若對路基土進行覆壓后,其承載力能達到154kPa以上,則可不進行換填處理,僅做混凝土路面層和水泥穩定碎石層即可。

4 經濟分析比較(表2)

表2 經濟分析比較 萬元

5 所需凈空高度比較(表3)

6 其他方面比較(表4)

(1)提梁機經過改造后滿足現場移梁、提梁施工要求,施工高峰期最多1d移梁3孔,提梁6孔,完全滿足施工要求。

(2)輪胎提梁機行走模式靈活,合理安排移、提順序,在最短的時間內,以最小的成本,完成施工任務。

(3)設備故障會直接引起制架梁的停工。施工中高度重視設備的日常維護,加強動態管理,避免帶病作業,引起故障或安全事故。

(4)今后高速鐵路施工中可直接使用該設備,或單一當做移梁機使用,節省投資,提高工作效率。

表3 2種提梁方式所需凈空高度比較

表4 其他方面比較

7 結語

西平制梁場采用輪胎提(21m)的方案,改變了傳統900t鐵路箱梁架設四大件的配置要求,減少了設備資金投入近600萬元,節省人工費近130萬元。對于梁場位置墩高小于6m,不受場地限制的條件下,該方案一般都可以應用。

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