預制梁架橋機的優化設計

王 恒

（南京登峰起重設備制造有限公司，南京 211500）

目前，我國正處于高速發展階段，其中高速鐵路、高速公路、鐵路橋梁等基礎建設都需用到架橋機，而架橋機的使用也大大提高了預制梁片架設的效率和安全性。目前，廣泛使用的雙導梁架橋機類型有步履式雙導梁、配重式雙導梁兩大類，但其均存在以下缺點：第一，支腿油缸行程小，坡度橋過孔困難；第二，橋機由直橋狀態變為斜橋狀態時自動化程度低，無法實現與斜交橋角度的無縫對接。現介紹一種新型NF50300配重式雙導梁架橋機，通過與原有架橋機的對比，證明了該新型架橋機的高效性和先進性。

1 原架橋機介紹

1.1 橋機結構

原架橋機主要由吊梁小車、主梁、支腿、橫移軌道、操作系統、液壓系統及電氣系統等部件組成，以NF40200配重式架橋機為例，其結構圖如圖1所示。

1.2 工作原理

架橋機由前、中、后支腿及后托輪支撐雙列主梁桁架立在橋面上，中支腿和后托輪與主梁之間由縱移輪箱連接，后支腿和前支腿與主梁由高強螺栓固定。過孔時，中支腿與后托輪由吊梁小車吊至預定位置并將其支墊好，通過縱移輪箱電機的驅動，由主梁帶著前支腿與后支腿縱向前移至架梁位置。在架梁時，各支腿均要支好墊實，并將中支腿與主梁鎖定，以保證架梁安全。其中，前支腿與中支腿設有橫移臺車和橫移軌道，可以進行邊梁的架設[1]。

1.3 過孔工序

以NF40200配重式架橋機過3%上坡橋為例，其過孔工序為：第一步，架橋機架完一孔梁狀態，此時整機由中支腿和前支腿受力，后支腿懸空，后托輪在梁面上；第二步，后小車行至尾部與預制梁片捆好綁牢，前小車將后托輪吊起并前移20 m，然后停在中支腿上方，此時后小車緩緩起吊梁片，利用杠桿原理，以中支腿為支點，將前支腿翹起（附帶橫移軌道）；第三步，控制前支腿懸空高度H=600～700 mm，并在前支腿位置墊600 mm的高硬札木，然后后小車緩慢落下梁片并解除捆綁，使前支腿落在已墊好的札木上，同時頂升后托輪，整機由后托輪與前支腿受力，此時中支腿脫離主梁落在橋面上；第四步，交替頂升后支腿、前支腿、后托輪，并用硬實枕木墊實，使整機提高L=660 mm（液壓油缸行程）；第五步，用前小車將中支腿吊起并前移40 m，然后將前小車停在中支腿上方；第六步，將后托輪與中支腿的縱移輪箱水平高度調整一致，緩慢收后支腿（L=330 mm）與前支腿（L=660 mm），使整機落在后托輪與中支腿上，保持前支腿與后支腿懸空；第七步，啟動后托輪與中支腿縱移輪箱驅動主梁前移20 m，同時啟動前小車同速后移，保持二者相對位置不變，前小車始終停在中支腿上方，這一過程中運梁跑車同時同速前移[2]；第八步，支后支腿，收后托輪，用前小車將后托輪吊起前移20 m，并支好墊實，然后前小車行至尾部，與運梁車預制梁捆好綁牢，保持鋼絲繩為似緊非緊狀態，并做好過孔配重；第九步，收后支腿（L=330 mm）， 再次啟動后托輪與中支腿縱移輪箱，驅動主梁前移 20 m，前支腿到達前方橋墩，運梁跑車同時同速前行，以保持與主梁相對位置不變；第十步，將前支腿與后支腿支好墊實，然后收后托輪成架梁狀態。

2 架橋機的改進及優化

針對上述缺陷，對NF50300架橋機做了如下改進：第一，中支腿采用套管連接，可以做到0～360°任意旋轉，方便斜橋、曲線橋架設；第二，中支腿增加了液壓系統，油缸行程L=1 520 mm，方便架設大坡度橋時橋機過孔；第三，后托輪和中支腿增加了自行機構，可以自行前移，以避免吊梁小車吊運的煩瑣過程和不安全性；第四，前支腿液壓油缸行程增加到L=1 590 mm，以方便架設大坡度橋時橋機過孔。架橋機結構總圖及各部件工況如圖2所示。

2.1 中支腿及中托輪縱移機構設計

在原主梁縱移輪箱上設計一套掛輪，使支腿可以自行移動，無需吊梁小車吊送，其結構如圖3所示。其工作原理為：當支腿需要縱移或調整位置時，緩慢收起支腿液壓油缸（此時其他支腿應當保證全部支好墊實），支腿下落，縱移掛輪落在縱導梁下弦桿上，繼續收起液壓油缸，當支腿離開梁面足夠距離時，啟動縱移掛輪電機，支腿在主梁下弦桿上移動；因縱移輪箱與支腿是單銷鉸接結構，可保證主從動掛輪與主梁下弦桿充分接觸、平均受力；縱移電機采用YSE802-4/0.8KW軟啟動電機，可避免啟動時支腿由于慣性而引起的前后擺動；另外，為了保證兩列主梁之間凈空，方便喂梁，減速機采用GKF37-4P-44.46-M1-B（A）-207°，以節省空間；當支腿運行到指定位置時，微調縱移輪箱，保證主梁下弦軌道與縱移輪組軌面結合，然后升液壓油缸，支好墊實支腿[3]。

2.2 中支腿導柱套管設計

導柱由Φ600×δ12無縫鋼管與板拼焊而成，導套為Φ630×δ12無縫鋼管與板拼焊而成。導柱與導套之間通過液壓油缸連接，油缸上部法蘭由高強螺栓固定于導柱上，下部與導套用銷軸鉸接，油缸行程為L=1 520 mm。導套上開設有銷軸孔，當頂升油缸，支腿升高后，穿上銷軸，導柱可落在銷軸上，這樣設計避免了導柱與導套之間用銷軸相互固定的位置關系，導柱相對導套可以自由轉動，方便在斜橋或曲線橋架設時使用。同時，支腿新增了彎梁，橋機在架設邊梁橫移時更加穩定，且彎梁上部與導套連接處開有長條孔，可根據實際情況需要，往兩邊或向中間調整支腿中心距[4]。

2.3 優化后架橋機過孔工序

現以3%上坡橋為例，改進設計后過孔工序如下：第一步，架橋機架設完成一孔梁狀態，此時整機由中支腿和前支腿受力，后支腿和中托輪懸掛在主梁上；第二步，兩天車行至中托上方，各自距離中托輪2 m，然后緩慢頂升中托輪和前支腿，同時收中支腿并前移50 m，再支好墊實中支腿，將中支腿、中托輪縱移輪箱調整到水平高度一致；第三步，兩天車均前移24 m，運梁車將待架梁片運至天車下方，梁片前端與前小車捆好綁牢，并做好過孔配重；第四步，收前支腿，啟動中支腿、中托輪縱移機構電機，驅動主梁前移25 m，天車同步同速反向向后運動，保持相對位置不變；第五步，緩慢頂升后支腿和中支腿，然后收中托輪并前移30 m，支好墊實中托輪，然后將中支腿與中托輪縱移輪箱調整到水平高度一致[5]；第六步，收后支腿，啟動中支腿、中托輪縱移機構電機，驅動主梁前移 25 m，前支腿到達前方橋墩架梁位置，同時天車同步同速反向向后運動，保持相對位置不變，此時前小車吊梁鋼絲繩處于似緊非緊狀態；第七步，支好墊實前支腿與后支腿，收中托輪并前移20 m，橋機進入架梁狀態。至此，架橋機完成一孔橋梁過孔。

3 結語

本文從結構、液壓系統的應用和自動化等方面進行了架橋機的優化和改進，通過增加油缸及加大油缸行程，并增加中支腿和中托輪自行系統，有效減少了過孔步驟，降低了工人勞動強度，提高了架梁效率和安全性。其結構形式、設計思路可以在同類型架橋機的設計制作過程中得到借鑒應用。