技術(shù)文章JQ900型下導(dǎo)梁架橋機(jī)簡介

1、技術(shù)文章JQ900型下導(dǎo)梁架橋機(jī)簡介     我國鐵路客運(yùn)專線建設(shè)中的雙線橋梁結(jié)構(gòu)方案主要采用整孔預(yù)制簡支混凝土箱梁形式，由此產(chǎn)生了大量架梁專用設(shè)備。2007年共有10余臺(tái)JQ900型下導(dǎo)梁架橋機(jī)投入客運(yùn)專線的架梁施工作業(yè)，是最具代表性和影響力的架梁專用設(shè)備。JQ900型下導(dǎo)梁架橋機(jī)與KSC900型運(yùn)梁臺(tái)車配合完成箱梁的運(yùn)架作業(yè)，適用于客運(yùn)專線20m、24m、32m雙線整孔預(yù)制混凝土箱梁的架設(shè)施工。JQ900型下導(dǎo)梁架橋機(jī)除了能夠進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)梁段的架設(shè)外，還能夠進(jìn)行首未孔箱梁的架設(shè)，曲線段箱梁架設(shè)和變跨架設(shè)，多跨連續(xù)梁、結(jié)合梁、連續(xù)剛構(gòu)梁等橋梁的架設(shè)，簡支變

2、連續(xù)梁架設(shè)等工況的施工。可通過運(yùn)梁臺(tái)車馱運(yùn)實(shí)現(xiàn)橋間短途運(yùn)輸，經(jīng)簡單拆解后由運(yùn)梁臺(tái)車馱運(yùn)可實(shí)現(xiàn)整體通過線路上的既有隧道進(jìn)行轉(zhuǎn)場作業(yè)。一、總體結(jié)構(gòu)JQ900型下導(dǎo)梁架橋機(jī)由提升機(jī)、下導(dǎo)梁、架橋機(jī)臺(tái)車、縱移天車及控制系統(tǒng)等組成，如圖1所示。其工作原理為利用下導(dǎo)梁作運(yùn)輸通道，提升機(jī)的喂梁支腿和前支腿承載，中支腿展翼，由KSC900 型運(yùn)梁臺(tái)車將混凝土箱梁運(yùn)送至提升機(jī)腹腔內(nèi)，中支腿收翼承載、喂梁支腿卸載，提升機(jī)將混凝土箱梁提離運(yùn)梁臺(tái)車，運(yùn)梁臺(tái)車退出后，利用縱移天車、托輥將導(dǎo)梁縱移一跨。讓出被架混凝土箱粱梁體空問，提升機(jī)將混凝土箱梁直接落放至墩頂上就位安裝。JQ900型下導(dǎo)梁架橋機(jī)的主要技術(shù)參數(shù)如下：架設(shè)

3、跨度：20m、24m、32m；額定起重量：900t；架梁速度：23h片；接地比壓：0.58MPa；整機(jī)自重：480t(包括附屬設(shè)備)；外形尺寸：53m×16.7m×12.8m；適應(yīng)曲線半徑：3000m。1.1提升機(jī)提升機(jī)由主梁、前支腿、中支腿、喂梁支腿、起升機(jī)構(gòu)及前吊點(diǎn)等組成。喂梁支腿采用L型箱梁結(jié)構(gòu)支承提升機(jī)自重(見圖2)，中支腿為可展翼的開啟式支腿，用于支承架橋機(jī)架梁荷載(見圖3)。通過喂梁支腿和中支腿之間的交替支承，900t運(yùn)梁臺(tái)車可將混凝土箱梁直接運(yùn)送到提升機(jī)腹腔內(nèi)的下導(dǎo)梁上，從而實(shí)現(xiàn)了喂梁功能與架梁功能分離。提升機(jī)一跨簡支定點(diǎn)架梁，簡化了提升機(jī)結(jié)構(gòu)，降低了支反力，

4、提高了整機(jī)的穩(wěn)定性。提升機(jī)起升機(jī)構(gòu)由前后起重小車組成，為降低整機(jī)高度，起重小車橫梁和定滑輪組均采用魚腹式結(jié)構(gòu)，具有起升、縱向、橫向三維動(dòng)作功能，能保證待架梁的準(zhǔn)確定位安裝。吊鉤總成與吊具通過鉸接變8吊點(diǎn)為4吊點(diǎn)，通過設(shè)置平衡輪變4吊點(diǎn)為3吊點(diǎn)，解決了起吊混凝土箱梁時(shí)超靜定的難題，確保了梁體受載均勻和起升機(jī)構(gòu)的安全?；顒?dòng)油缸前吊點(diǎn)由起重橫梁、提升油缸、縱移裝置組成，用于協(xié)助縱移天車實(shí)現(xiàn)下導(dǎo)梁首孔進(jìn)入橋位和末孔脫離橋位。1.2下導(dǎo)梁下導(dǎo)梁由2片箱梁縱梁和桁架式加長段組成，通過中間橫梁連接構(gòu)成一個(gè)整體簡支受力結(jié)構(gòu)，提供架橋機(jī)喂梁和架梁機(jī)縱移過孔通道。下導(dǎo)梁共設(shè)2個(gè)縱移托輥，可在導(dǎo)梁下軌道上自驅(qū)動(dòng)行走

5、，通過電氣系統(tǒng)控制和縱移天車同步驅(qū)動(dòng)縱移下導(dǎo)梁過孔。1.3運(yùn)架橋機(jī)臺(tái)車運(yùn)架橋機(jī)臺(tái)車由獨(dú)立的前后2組單線雙軌臺(tái)車組成，可沿布置于下導(dǎo)梁正中的軌道運(yùn)行，通過前后臺(tái)車支承前支腿、后臺(tái)車支承中支腿的方式馱運(yùn)提升機(jī)縱移過孔。1.4縱移天車縱移天車為橫跨起升系統(tǒng)的具有三維動(dòng)作的門式起重裝置，可沿主梁全長運(yùn)行，用于架橋機(jī)變跨、調(diào)頭時(shí)安裝喂梁支腿、中支腿、前支腿、起升系統(tǒng)和縱移下導(dǎo)梁，以及下導(dǎo)梁橫向微調(diào)以適應(yīng)曲線架設(shè)。1.5液壓系統(tǒng)根據(jù)液壓缸的分布，液壓系統(tǒng)設(shè)置有前支腿泵站、喂梁支腿泵站和縱移天車泵站，3個(gè)泵站均獨(dú)立工作。動(dòng)力源采用手動(dòng)變量泵與先導(dǎo)式電磁溢流閥組成，通過手動(dòng)調(diào)節(jié)泵的流量獲得滿意的油缸速度，通過

6、溢流閥調(diào)節(jié)系統(tǒng)工作壓力并實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)壓力卸荷使系統(tǒng)在低壓狀態(tài)工作，避免能量無謂損耗。電磁換向閥控制油缸的伸縮和液壓馬達(dá)的正反轉(zhuǎn)；分流一集流閥控制不同油缸的流量，以實(shí)現(xiàn)同步；液控單向閥便于鎖定油缸的位置；執(zhí)行機(jī)構(gòu)主要由油缸及行程開關(guān)等組成，用于實(shí)現(xiàn)動(dòng)作轉(zhuǎn)換。1.6電氣控制系統(tǒng)JQ900型下導(dǎo)梁架橋機(jī)采用了先進(jìn)的計(jì)算機(jī)控制技術(shù)和控制理論設(shè)計(jì)，以可編程控制器(PLC)為核心進(jìn)行控制。執(zhí)行機(jī)構(gòu)分別由前支腿泵站、喂梁支腿泵站、縱移天車泵站、運(yùn)架橋機(jī)臺(tái)車、卷揚(yáng)機(jī)變頻控制柜5個(gè)子系統(tǒng)組成，各子系統(tǒng)的電氣控制以遠(yuǎn)程I/O方式與主PLC掃描器相連。架橋機(jī)起升系統(tǒng)的控制操作采用控制臺(tái)和無線遙控相結(jié)合方式，提升機(jī)前后端

7、共設(shè)有4臺(tái)攝像機(jī)，控制室可全程、全方位觀測架梁作業(yè)過程。架橋機(jī)在線控制設(shè)備較多，架梁作業(yè)中要求各受控設(shè)備的速度、高度、相對位移等保持一致，即受控設(shè)備間需同步，包括縱移天車與托輥問的同步、4吊點(diǎn)(即卷揚(yáng)機(jī))問的同步、2臺(tái)運(yùn)架橋機(jī)臺(tái)車間的同步。設(shè)計(jì)時(shí)走行輪均采用變頻電機(jī)實(shí)現(xiàn)無級調(diào)速，在縱移天車上安裝角度傳感器，控制電機(jī)上安裝脈沖信號旋轉(zhuǎn)編碼器，實(shí)時(shí)監(jiān)控同步情況，出現(xiàn)偏差后系統(tǒng)自動(dòng)調(diào)整速度，形成一個(gè)閉環(huán)控制系統(tǒng)，從而實(shí)現(xiàn)設(shè)備問的同步。架橋機(jī)各機(jī)構(gòu)的每個(gè)動(dòng)作都設(shè)有限位裝置，采用壓力閥(如負(fù)載限位、油缸限位)或電子機(jī)械限位，當(dāng)限位裝置作用時(shí)，相應(yīng)的動(dòng)作停止。即當(dāng)架橋機(jī)安全裝置或系統(tǒng)出現(xiàn)故障，該系統(tǒng)就停止

8、工作，控制室故障指示燈閃爍、蜂鳴器報(bào)警。系統(tǒng)設(shè)置了聯(lián)鎖條件，重要的安全設(shè)置(如油缸限位、重量限制器)出現(xiàn)報(bào)警時(shí)整個(gè)系統(tǒng)停止作業(yè)，故障排除后才能通過控制按鈕復(fù)位，繼續(xù)作業(yè)。二、架橋機(jī)施工技術(shù)2.1架橋機(jī)的現(xiàn)場安裝架設(shè)架橋機(jī)的現(xiàn)場拼裝架設(shè)主要有下面兩種方案。(1)架橋機(jī)直接在待架橋位拼裝。該方案適宜在工地有大型提升站時(shí)拼裝架橋機(jī)，先吊裝導(dǎo)梁，再吊裝提梁機(jī)，最后吊裝機(jī)械設(shè)備及附屬設(shè)備。導(dǎo)梁、提梁機(jī)主梁、前支腿、中支腿、喂梁支腿等可直接在地面的平臺(tái)上分別拼裝，導(dǎo)梁拼裝完畢后直接用提升站吊裝到橋墩上就位，然后吊裝前支腿、中支腿，在橋墩上按設(shè)計(jì)位置定位，用纜風(fēng)繩四向固定，用提升站直接提起主梁落放在支腿上，

9、沖釘定位后用螺栓連接，再分別依次吊裝前支腿斜撐、喂梁支腿及其它附屬設(shè)備等。需要說明的是，提升站不能直接將全部桿件、設(shè)備吊裝到位，施工時(shí)也需要汽車起重機(jī)等配合作業(yè)。該方法是拼裝時(shí)間最短、費(fèi)用最少的方案。(2)架橋機(jī)在近距離場地拼裝，通過運(yùn)梁臺(tái)車轉(zhuǎn)場到達(dá)橋位過孔架梁。在橋位沒有大型提升站或受場地限制無法就地拼裝時(shí)，就需要在近距離場地選址拼裝架橋機(jī)，按下述方案施工。在地面上按導(dǎo)梁節(jié)段長度搭設(shè)臨時(shí)支墩在支墩上從后向前逐次拼裝導(dǎo)梁，并按規(guī)定預(yù)緊力完成螺栓連接按設(shè)計(jì)位置分別吊裝前支腿、中支腿，并用纜風(fēng)將支腿四角分別拉緊在導(dǎo)梁上搭設(shè)3個(gè)臨時(shí)膺架，位置在主梁的對應(yīng)接頭處，與前支腿高度相當(dāng)從前向后依次吊裝主梁及

10、橫梁，并裝好螺栓調(diào)整預(yù)拱度后按規(guī)定預(yù)緊力完成螺栓連接分別吊裝前支腿斜撐、喂梁支腿吊裝機(jī)械設(shè)備、附屬設(shè)施穿繞鋼絲繩及系統(tǒng)調(diào)試準(zhǔn)備架橋機(jī)整體轉(zhuǎn)場。2.2架橋機(jī)的循環(huán)架梁工序(見圖4)(1)運(yùn)梁臺(tái)車運(yùn)梁到位，提梁機(jī)由前支腿、喂梁支腿支承，中支腿展翼，準(zhǔn)備喂梁；(2)運(yùn)梁臺(tái)車以下導(dǎo)梁為通道運(yùn)送混凝土箱梁至提升機(jī)腹腔內(nèi)，喂梁支腿卸載、中支腿支承，裝配起升系統(tǒng)吊桿；(3)中支腿、前支腿承載，提梁機(jī)提起混凝土箱梁，運(yùn)梁臺(tái)車退出后回梁場運(yùn)梁；(4)縱移天車與下導(dǎo)梁托輥同步驅(qū)動(dòng)，下導(dǎo)梁前行一跨讓出梁體空間，調(diào)整提梁機(jī)起重天車縱橫向位置，使混凝土箱梁準(zhǔn)確落入橋位；(5)通過前、后架橋機(jī)臺(tái)車同步驅(qū)動(dòng)提梁機(jī)前行一跨，

11、進(jìn)入下一片混凝土箱梁架設(shè)的準(zhǔn)備狀態(tài)。2.3架橋機(jī)轉(zhuǎn)場當(dāng)架橋機(jī)完成某一座橋的架梁任務(wù)再轉(zhuǎn)往另一座橋作業(yè)時(shí)，如路程不遠(yuǎn)且具備路況條件，可采用整體轉(zhuǎn)場方案。轉(zhuǎn)場方案如圖5所示，操作程序如下：驅(qū)動(dòng)運(yùn)架橋機(jī)臺(tái)車停在導(dǎo)梁的適當(dāng)位置，用汽車起重機(jī)將轉(zhuǎn)運(yùn)支架和前支腿底節(jié)安放在導(dǎo)梁上的指定位置縱移天車與導(dǎo)梁共同驅(qū)動(dòng)將導(dǎo)梁喂入提梁機(jī)腹腔提梁機(jī)用特制吊具將導(dǎo)梁提起，使轉(zhuǎn)運(yùn)支架與提梁機(jī)主梁頂緊且靠緊定位塊驅(qū)動(dòng)運(yùn)梁臺(tái)車(此時(shí)運(yùn)梁臺(tái)車高度最低)進(jìn)入提梁機(jī)腹腔，停在導(dǎo)梁下方的設(shè)計(jì)位置操作運(yùn)梁臺(tái)車走行輪的頂升油缸，使臺(tái)車緩慢升起(臺(tái)車可頂升400mm)，使架橋機(jī)的支腿騰空，整機(jī)載荷落在運(yùn)梁臺(tái)車上，然后用導(dǎo)鏈葫蘆、鋼絲繩等將架

12、橋機(jī)與運(yùn)梁臺(tái)車?yán)壒潭ǎ瑱z查確認(rèn)捆綁牢固后即可轉(zhuǎn)場。轉(zhuǎn)場前要對通行道路進(jìn)行路況核實(shí)，確保臺(tái)車安全通過。2.4換跨作業(yè)JQ900型下導(dǎo)梁架橋機(jī)可架設(shè)32m、24m、20m的標(biāo)準(zhǔn)梁段，架設(shè)不同跨度的梁段時(shí)，提梁機(jī)需進(jìn)行變跨操作，變跨時(shí)前支腿和喂梁支腿位置不變，僅變換中支腿和后起重小車位置即可。下面以32m變?yōu)?4m為例進(jìn)行說明。移動(dòng)中支腿時(shí)，驅(qū)動(dòng)縱移天車停在中支腿上方，用縱移天車上的小吊機(jī)提住中支腿橫梁，拆除中支腿與主梁的連接螺栓及油管快速接頭，操作喂梁支腿油缸伸至最大長度，中支腿騰空，驅(qū)動(dòng)縱移天車前行8m，將中支腿吊至24m跨位置支腿處，安裝好連接螺栓與油管的快速接頭。移動(dòng)后起重小車時(shí)，拆除縱移

13、油缸座與主梁的連接螺栓，用繩夾將卷揚(yáng)機(jī)鋼絲繩與后起重小車臨時(shí)固接，卷揚(yáng)機(jī)拉動(dòng)后起重小車向前滑移8m，將縱移油缸座與主梁油缸裝好，完成換跨作業(yè)。需要注意的是換跨后、作業(yè)前一定要進(jìn)行中支腿開合試驗(yàn)、后起重小車空載起升和縱移試驗(yàn)，確認(rèn)無問題后方可架梁。2.5架橋機(jī)通過隧道方案JQ900型下導(dǎo)梁架橋機(jī)通過適應(yīng)性改進(jìn)并配置專用設(shè)備后，與KSC900型輪胎式運(yùn)梁臺(tái)車配合可以完成架橋機(jī)局部拆卸、安裝，穿越線路上的既有隧道運(yùn)輸?shù)茸鳂I(yè)。穿越隧道時(shí)架橋機(jī)分2次運(yùn)輸，即提梁機(jī)、下導(dǎo)梁分別用運(yùn)梁臺(tái)車運(yùn)輸。該方案已在鐵九局施工的福廈客運(yùn)專線莆田標(biāo)段順利實(shí)現(xiàn)，其主要特點(diǎn)如下：(1)縱移天車主梁底部增設(shè)回轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)。當(dāng)架橋機(jī)通

14、過隧道時(shí)，天車主梁旋轉(zhuǎn)成與提梁機(jī)主梁一致方向，解決了架橋機(jī)通過隧道時(shí)縱移天車超寬的問題。(2)前、中、喂梁支腿增設(shè)縱向回轉(zhuǎn)鉸支座。運(yùn)梁臺(tái)車運(yùn)輸時(shí)，前、中、喂梁支腿翻至提梁機(jī)主梁下平面與主梁平行(水平)方向，使提梁機(jī)主梁直接落在運(yùn)梁臺(tái)車上，解決了架橋機(jī)通過隧道時(shí)架橋機(jī)超高的問題。(3)主梁增設(shè)可同步升高、同步降落的立柱支承，其與運(yùn)梁臺(tái)車配合可進(jìn)行提梁機(jī)平穩(wěn)落位、恢復(fù)原位。主梁共設(shè)兩組8個(gè)立柱支承，每個(gè)支承設(shè)計(jì)成多個(gè)等高的標(biāo)準(zhǔn)節(jié)，通過與運(yùn)梁臺(tái)車的配合，可通過拆裝標(biāo)準(zhǔn)節(jié)使主梁平穩(wěn)降低和升高，使架橋機(jī)具有在高位時(shí)完成支腿翻轉(zhuǎn)、低位時(shí)完成通過隧道的功能。三、技術(shù)特點(diǎn)JQ900型架橋機(jī)與國內(nèi)外投入使用的同類型產(chǎn)品相比較，具有以下特點(diǎn)：(1)實(shí)用的運(yùn)架分離理念、先進(jìn)的模塊式設(shè)計(jì)，使架橋機(jī)作業(yè)能夠?qū)崿F(xiàn)架梁流水化、作業(yè)規(guī)范化、施工專業(yè)化及成本定額化。(2)JQ900型架橋機(jī)一跨簡支的循環(huán)作業(yè)程序，方便首末孔架梁，能完成調(diào)頭作業(yè)、高低墩作業(yè)(坡度12%)、彎道作業(yè)(曲線半徑3000m)，經(jīng)過簡單拆解可實(shí)現(xiàn)架橋機(jī)的整體轉(zhuǎn)場，通過線路上的既有雙線隧道，功能齊全，具有良好的工藝適應(yīng)性。(3)起升系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了多點(diǎn)受力的超靜定結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)化3吊點(diǎn)吊裝的靜定結(jié)構(gòu)受力模式，確保了梁體受載均勻和提梁機(jī)的安全；起