HZQ550型架橋機架設30‰坡度箱梁和通過高窄防風屏障施工技術

王艷芳,高振凱,王 亮

(鄭州市華中建機有限公司,鄭州 450041)

HZQ550型架橋機架設30‰坡度箱梁和通過高窄防風屏障施工技術

王艷芳,高振凱,王 亮

(鄭州市華中建機有限公司,鄭州 450041)

隨著30‰坡度上架設箱梁在近幾年高速鐵路建設中的出現,特別是在西南山區的客運專線線有部分出現并通過架橋機改造和調整架橋工藝得到了較好的解決。結合在成綿樂客運專線30‰坡度上架設箱梁和通過高窄防風屏障工程實例展開敘述,根據HZQ550型架橋機的基本組成結構及其適用范圍,通過稍加改進架橋機前支腿、導梁前后支腿和增加臨時后支腿等措施后,滿足了該復雜工況橋梁的架設。

客運專線；架橋機； 30‰坡度；防風屏障；施工

受國內復雜多變的地域環境和工期影響，客運專線、高速鐵路在建設中，橋梁所占比重越來越大，跨越復雜特殊工程的情況也越來越多。在成都至綿陽、樂山客運專線段就遇到了在30‰坡度情況下的箱梁架設問題，根據《高速鐵路設計規范(試行)》[2]規定高速鐵路的坡度為≤20‰；并且有通過帶3.5 m高防風屏障的連續梁后零距離架設出連續梁首跨的工況。架橋機架設≤30‰坡度箱梁的可行性、安全性成了對架橋機新的要求，還有通過內凈寬只有7.2 m的防風屏障后在其零距離橋臺出口處根本不具備起重機械站位所需的基本條件，所以出了防風屏障架橋機能自行復位就成了關鍵所在，諸如此類復雜工程情況客運專線的建設，對客運專線建設所需的專用設備提出了新的、更高的要求。現有架橋機的各支腿伸縮行程不能滿足大坡度梁架設，各支腿走行機構的制動剎車效果也欠安全；另外現有架橋機通過又窄又高的防風屏障時整機尺寸輪廓超限。所以需要對現有架橋機進行改進，使其外形尺寸滿足不超限、各支腿的伸縮行程加長，并對其增加安全上的保障措施[5]。結合我公司2006年生產的HZQ550型架橋機的功能特點和目前在成綿樂客運專線架設該復雜工況的工程實例，重點介紹該架橋機的改造措施和解決復雜工況的施工步驟。

1 工程概況

1.1 工程基本情況

成綿樂客運專線八標橋梁有24、32 m雙線預應力混凝土簡支箱梁，也有24、32 m單線預應力混凝土簡支箱梁，其中單線橋梁距離梁場較遠，架設存在以下難點：(1)運距較長，約為16 km；(2)保證施工進度；(3)有些橋梁因橋臺過高鋪設有緩坡，其坡度較大和路面強度較差，需要架設的橋梁坡度最大處為29.92‰，需要架設的橋梁半徑最小處為2 500 m；(4)運梁途中需過4座隧道，最長的隧道王道寺隧道長度為360 m；(5)途中有連續梁，且其上3.5 m高的防風屏障(內凈寬7.2 m)已完工；

單線梁的運輸和架設在雙線梁處分線架設，采用HZQ550型架橋機和TJ550型運梁車完成簡支箱梁架設安裝和運輸。

1.2 工程難點

30‰坡度橋梁架設過程中大噸位運架設備的獨立作業以及相互間的配合和施工安全，是架梁工程的施工第一難點及第一安全重點。

架橋機通過3.5 m高防風屏障的施工安全及通過后恢復正常架梁狀態的過程可行性、可控性，是架梁工程的施工第二難點及第二安全重點。

2 HZQ550型架橋機基本情況

2.1 總體結構

HZQ550型拖拉取梁式架橋機主要由起重天車、主梁、輔助天車、后支腿、前支腿、輔助支腿、導梁、液壓系統、電氣系統等組成。如圖1所示。

2.2 主要技術參數和性能指標

原架橋機參數：額定起重能力為550 t；可架梁型有32、24、20 m單線、雙線并置等跨及變跨箱梁；梁體吊裝方式為四點起吊、三點平衡；架梁方式為一跨簡支架設；過孔方式為自行移位過孔、移位速度0～3 m/min；架設曲線橋最小曲線半徑Rmin≥500 m；適應縱坡為20‰；適應風力為6級(工作狀態)、11級(非工作狀態)；作業效率為2孔/8 h(運距≤8 km)。

3 架梁總體思路及施工對策

HZQ550型鐵路架橋機是一款傳統機型，在已經建成的鄭西、成灌等多條高速鐵路上架設了大量的550 t單線及雙線并置的預應力混凝土整孔箱梁。客觀地說，它本身有自己的局限性，一是在30‰坡度線路上架橋機架梁比較困難，需要配備特殊機構和臨時輔助措施，相應會增加很大投入和延長工期，而且在國內也沒有成熟的經驗可借鑒。二是通過3.5 m高的防風屏障后架橋機自主恢復正常架梁狀態也比較困難。為了能夠適應在施工過程中不斷出現的特殊工況，同時不犧牲該架橋機原有的技術優勢，對其進行改進，進一步開發了傳統架橋機的潛能。鑒于成綿樂客運專線單線箱梁架設工程的特點、難點和重點，主要采用了以下施工對策。

(1)控制線路條件，確保客運專線運架設備各自充分發揮效能，盡量使架橋機單向作業；當架橋機在較大坡度上架梁時，由于下坡狀態大噸位混凝土梁片慣性力的存在，使得架橋機下坡架梁的安全性、穩定性遠遠小于上坡架梁，所以最終把架橋機調整為上坡架梁姿態，以克服架橋機下坡時的慣性力。在30‰上坡架梁的姿態下把架橋機主梁調至10‰上坡狀態，把架橋機下導梁調至30‰上坡狀態(即隨坡就坡)，以滿足架橋機正常架梁過孔時前支腿能自行就位到下一跨墩臺、架橋機末跨架設時導梁能就位、前支腿能上橋臺。另外在大坡度上架梁時架橋機前支腿、導梁前后支腿必須采取與橋墩錨固的措施；后支腿走行機構自身帶有減速剎車裝置，并配套有夾持軌道的鐵楔。

(2)通過3.5 m高的防風屏障時增加“門框式”后支腿，折疊原“O形”后支腿，采用架橋機自主走行方式通過帶防風屏障的連續梁。出了防風屏障后為了給橋機“O形”后支腿讓出站位空間，需在右上角切除防風屏障1 800 mm×1 100 mm(長×高)的缺口，然后橋機就可自行恢復開始架梁。

4 在30‰ 坡度上架梁時主要工況下橋機的改進措施

4.1 架梁時橋機站位姿態的改進

以后支腿高度為整機的站位基準，不改變其高度，前支腿拆掉螺旋微調機構、內外套柱降至只留一排孔在外面，使整機主梁處于10‰的下坡狀態(圖2)；將輔助支腿縮到最低位狀態，并使導梁后支腿高度加導梁高度再加輔助支腿高度最后等于前支腿高度；導梁前支腿與導梁后支腿高度一致，使導梁處于隨坡就坡狀態，如圖3所示。

4.2 過孔工況重點注意事項

過孔前的準備工作：首先用導梁前支腿處的錨固裝置將導梁前支腿錨固，并將導梁后支腿用2條10 t倒鏈與混凝土箱梁的吊桿孔拉緊鎖定，以防橋機過孔時導梁前傾或側翻。然后解除橋機前支腿錨固機構，架橋機準備過孔。

架橋機過孔時：將兩臺起重天車移至架橋機尾部，輔助支腿承力，收起前支腿，架橋機準備前移過孔；架橋機過孔前移，前支腿至下一橋墩支撐位置，前支腿承力。在架橋機前移過程中，派專人在后支腿走行機構的制動器旁看護，以便及時剎車制動。如圖4所示。

導梁過孔時：先解除導梁前、后支腿錨固，然后導梁就可開始過孔了；過孔時前起重天車吊起下導梁后端，和輔助支腿反扣系統配合前移下導梁。當下導梁重心距離輔助支腿1 m處停止，換用輔助小車起吊下導梁，和輔助支腿反扣系統前移下導梁；輔助支腿反扣系統和輔助小車配合前移下導梁至下一跨設計位置，緊固下導梁前支腿螺旋微調機構，過孔完畢。如圖5所示。

5 過高窄防風屏障連續梁主要工況下橋機的改進措施

5.1 橋機“O”形后支腿關鍵技術及創新

在后支腿第二段和第三段之間增設折疊鉸座，以便用后起吊天車將后支腿下半部分整體折起，折起高度能避開防風屏障即可。并在距“O”形后支腿后方1.6 m位置新增臨時“門框式”后支腿(帶走行機構)。“O”形支腿折疊避開防風屏障示意見圖6、圖7，圖8為新增臨時后支腿過防風屏障斷面示意。

5.2 過孔工況重點注意事項

在帶防風屏障連續梁出口處橋機過孔:架橋機走行至連續梁出口處，收起前支腿支撐油缸，輔助支腿承力，橋機準備前移過孔。架橋機緩緩前移，前支腿至下一橋墩設計支撐位置，前支腿承力。

在帶防風屏障連續梁出口處導梁過孔:通過防風屏障后將后支腿恢復原位(右上角切除防風屏障1 800 mm×1 100 mm(長×高)的缺口)，拆除新增臨時后支腿；前起重天車吊起下導梁后端，和輔助支腿反扣系統配合前移下導梁。下導梁中心距離輔助支腿1 m處停止，前懸臂輔助小車吊起下導梁，和起重天車配合前移下導梁。架橋機穿過防風屏障后支腿轉換示意見圖9。

6 結語

HZQ550型架橋機在改進了架梁工藝流程的前提下，稍加改進架橋機前支腿、導梁前后支腿和增加臨時后支腿后，在成都至綿陽、樂山客運專線段架梁施工，順利完成了縱坡為30‰的箱梁架設和通過帶防風屏障的連續梁，對類似非標準工況的架梁施工有參考借鑒意義。

[1] 中國國家標準化管理委員會.GB/T3811—2008起重機設計規范[S].北京:中國標準出版社，2008．

[2] 中華人民共和國鐵道部.TB 10621—2009高速鐵路設計規范(試行)[S].北京：中國鐵道出版社，2009．

[3] 中華人民共和國建設部.GB50010—2002混凝土結構設計規范[S].北京：中國建筑工業出版社，2002．

[4] 王亮，周恒，張強.HZP1600節段拼裝架橋機簡介及施工研究[J].鐵道標準設計，2012(10):50-53.

[5] 王艷芳，王亮，高振凱，張國.HZQ550t單、雙線架橋機擴展使用探討[J].建筑機械化2010(6):29-33.

[6] 李艾，史紹明，尹華東.滬杭高速鐵路箱梁安全高效架設施工技術[J].鐵道標準設計，2011(6):101-108.

[7] 付增初，丁學正，姚宏生.MZ900S上行式移動模架造橋機在滬杭高速鐵路現澆箱梁工程中的應用[J].鐵道標準設計，2011(6):118-122.

[8] 歐云峰，王亮.HZQ900噸架橋機在哈大線穿越8 m限高的轉場施工技術[J].鐵道標準設計，2011(12):46-48.

[9] 中華人民共和國建設部，中華人民共和國國家質量監督檢驗檢疫總局.GB50017—2003鋼結構設計規范[S].北京：中國計劃出版社，2003．

[10]中華人民共和國國家質量監督檢驗檢疫總局，中華人民共和國建設部.GB50205—2001鋼結構工程施工質量驗收規范[S].北京：中國計劃出版社，2001．

[11]國家技術監督局，中華人民共和國建設部.GB50278—98起重設備安裝工程施工及驗收規范[S].北京：中國計劃出版社，1998.

[12]中華人民共和國鐵道部.TB10002.3—2005鐵路橋涵鋼筋混凝土和預應力混凝土結構設計規范[S].北京：中國鐵道出版社，2005.

ConstructionTechnologyofHZQ550-typeBridgeErectingMachineWhenErectingContinuousBoxGirderwith30‰GradientandWhenPassingThroughExistingHighandNarrowWindBarrier

WANG Yan-fang, GAO Zhen-kai, WANG Liang

(Zhengzhou Huazhong Construction Machinery Co., Ltd., Zhengzhou 450041, China)

In recent years, box girders with 30‰ gradient have come into being in high-speed railway projects, especially in passenger dedicated line projects in southwest mountain areas, and have successfully been erected by bridge erecting machine after transforming the machine or adjusting bridge-erecting process. This paper, taking the Chengdu-Mianyang-Leshan railway passenger dedicated line as an example, elaborated how to erect the box girder with 30‰ gradient and how to pass through the high and narrow wind barrier using HZQ550-type bridge erecting machine. According to the basic components and application scope of the HZQ550-type bridge erecting machine, by slightly improving the machine’s front landing legs and the guiding beam’s front and rear landing legs, as well as by adding temporary rear landing legs and so on, this bridge erecting machine was eventually able to satisfy the requirements of bridge erection under the complicated work conditions.

passage-dedicated line; bridge erecting machine; 30‰ gradient; winder barrier; construction

2013-08-02；

：2013-09-24

王艷芳(1980—)，女，工程師，2004年畢業于華北水利水電學院機械設計制造及其自動化專業，工學學士，E-mail：callingup@126.com。

1004-2954(2014)05-0045-04

U445.468

：A

10.13238/j.issn.1004-2954.2014.05.011