技術文章JQ900型下導梁架橋機簡介

1、技術文章JQ900型下導梁架橋機簡介     我國鐵路客運專線建設中的雙線橋梁結構方案主要采用整孔預制簡支混凝土箱梁形式，由此產(chǎn)生了大量架梁專用設備。2007年共有10余臺JQ900型下導梁架橋機投入客運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備。JQ900型下導梁架橋機與KSC900型運梁臺車配合完成箱梁的運架作業(yè)，適用于客運專線20m、24m、32m雙線整孔預制混凝土箱梁的架設施工。JQ900型下導梁架橋機除了能夠進行標準梁段的架設外，還能夠進行首未孔箱梁的架設，曲線段箱梁架設和變跨架設，多跨連續(xù)梁、結合梁、連續(xù)剛構梁等橋梁的架設，簡支變

2、連續(xù)梁架設等工況的施工?？赏ㄟ^運梁臺車馱運實現(xiàn)橋間短途運輸，經(jīng)簡單拆解后由運梁臺車馱運可實現(xiàn)整體通過線路上的既有隧道進行轉場作業(yè)。一、總體結構JQ900型下導梁架橋機由提升機、下導梁、架橋機臺車、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梁作運輸通道，提升機的喂梁支腿和前支腿承載，中支腿展翼，由KSC900 型運梁臺車將混凝土箱梁運送至提升機腹腔內(nèi)，中支腿收翼承載、喂梁支腿卸載，提升機將混凝土箱梁提離運梁臺車，運梁臺車退出后，利用縱移天車、托輥將導梁縱移一跨。讓出被架混凝土箱粱梁體空問，提升機將混凝土箱梁直接落放至墩頂上就位安裝。JQ900型下導梁架橋機的主要技術參數(shù)如下：架設

3、跨度：20m、24m、32m；額定起重量：900t；架梁速度：23h片；接地比壓：0.58MPa；整機自重：480t(包括附屬設備)；外形尺寸：53m×16.7m×12.8m；適應曲線半徑：3000m。1.1提升機提升機由主梁、前支腿、中支腿、喂梁支腿、起升機構及前吊點等組成。喂梁支腿采用L型箱梁結構支承提升機自重(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運梁臺車可將混凝土箱梁直接運送到提升機腹腔內(nèi)的下導梁上，從而實現(xiàn)了喂梁功能與架梁功能分離。提升機一跨簡支定點架梁，簡化了提升機結構，降低了支反力，

4、提高了整機的穩(wěn)定性。提升機起升機構由前后起重小車組成，為降低整機高度，起重小車橫梁和定滑輪組均采用魚腹式結構，具有起升、縱向、橫向三維動作功能，能保證待架梁的準確定位安裝。吊鉤總成與吊具通過鉸接變8吊點為4吊點，通過設置平衡輪變4吊點為3吊點，解決了起吊混凝土箱梁時超靜定的難題，確保了梁體受載均勻和起升機構的安全?；顒佑透浊暗觞c由起重橫梁、提升油缸、縱移裝置組成，用于協(xié)助縱移天車實現(xiàn)下導梁首孔進入橋位和末孔脫離橋位。1.2下導梁下導梁由2片箱梁縱梁和桁架式加長段組成，通過中間橫梁連接構成一個整體簡支受力結構，提供架橋機喂梁和架梁機縱移過孔通道。下導梁共設2個縱移托輥，可在導梁下軌道上自驅動行走

5、，通過電氣系統(tǒng)控制和縱移天車同步驅動縱移下導梁過孔。1.3運架橋機臺車運架橋機臺車由獨立的前后2組單線雙軌臺車組成，可沿布置于下導梁正中的軌道運行，通過前后臺車支承前支腿、后臺車支承中支腿的方式馱運提升機縱移過孔。1.4縱移天車縱移天車為橫跨起升系統(tǒng)的具有三維動作的門式起重裝置，可沿主梁全長運行，用于架橋機變跨、調(diào)頭時安裝喂梁支腿、中支腿、前支腿、起升系統(tǒng)和縱移下導梁，以及下導梁橫向微調(diào)以適應曲線架設。1.5液壓系統(tǒng)根據(jù)液壓缸的分布，液壓系統(tǒng)設置有前支腿泵站、喂梁支腿泵站和縱移天車泵站，3個泵站均獨立工作。動力源采用手動變量泵與先導式電磁溢流閥組成，通過手動調(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的正反轉；分流一集流閥控制不同油缸的流量，以實現(xiàn)同步；液控單向閥便于鎖定油缸的位置；執(zhí)行機構主要由油缸及行程開關等組成，用于實現(xiàn)動作轉換。1.6電氣控制系統(tǒng)JQ900型下導梁架橋機采用了先進的計算機控制技術和控制理論設計，以可編程控制器(PLC)為核心進行控制。執(zhí)行機構分別由前支腿泵站、喂梁支腿泵站、縱移天車泵站、運架橋機臺車、卷揚機變頻控制柜5個子系統(tǒng)組成，各子系統(tǒng)的電氣控制以遠程I/O方式與主PLC掃描器相連。架橋機起升系統(tǒng)的控制操作采用控制臺和無線遙控相結合方式，提升機前后端

7、共設有4臺攝像機，控制室可全程、全方位觀測架梁作業(yè)過程。架橋機在線控制設備較多，架梁作業(yè)中要求各受控設備的速度、高度、相對位移等保持一致，即受控設備間需同步，包括縱移天車與托輥問的同步、4吊點(即卷揚機)問的同步、2臺運架橋機臺車間的同步。設計時走行輪均采用變頻電機實現(xiàn)無級調(diào)速，在縱移天車上安裝角度傳感器，控制電機上安裝脈沖信號旋轉編碼器，實時監(jiān)控同步情況，出現(xiàn)偏差后系統(tǒng)自動調(diào)整速度，形成一個閉環(huán)控制系統(tǒng)，從而實現(xiàn)設備問的同步。架橋機各機構的每個動作都設有限位裝置，采用壓力閥(如負載限位、油缸限位)或電子機械限位，當限位裝置作用時，相應的動作停止。即當架橋機安全裝置或系統(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、蜂鳴器報警。系統(tǒng)設置了聯(lián)鎖條件，重要的安全設置(如油缸限位、重量限制器)出現(xiàn)報警時整個系統(tǒng)停止作業(yè)，故障排除后才能通過控制按鈕復位，繼續(xù)作業(yè)。二、架橋機施工技術2.1架橋機的現(xiàn)場安裝架設架橋機的現(xiàn)場拼裝架設主要有下面兩種方案。(1)架橋機直接在待架橋位拼裝。該方案適宜在工地有大型提升站時拼裝架橋機，先吊裝導梁，再吊裝提梁機，最后吊裝機械設備及附屬設備。導梁、提梁機主梁、前支腿、中支腿、喂梁支腿等可直接在地面的平臺上分別拼裝，導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，在橋墩上按設計位置定位，用纜風繩四向固定，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備等。需要說明的是，提升站不能直接將全部桿件、設備吊裝到位，施工時也需要汽車起重機等配合作業(yè)。該方法是拼裝時間最短、費用最少的方案。(2)架橋機在近距離場地拼裝，通過運梁臺車轉場到達橋位過孔架梁。在橋位沒有大型提升站或受場地限制無法就地拼裝時，就需要在近距離場地選址拼裝架橋機，按下述方案施工。在地面上按導梁節(jié)段長度搭設臨時支墩在支墩上從后向前逐次拼裝導梁，并按規(guī)定預緊力完成螺栓連接按設計位置分別吊裝前支腿、中支腿，并用纜風將支腿四角分別拉緊在導梁上搭設3個臨時膺架，位置在主梁的對應接頭處，與前支腿高度相當從前向后依次吊裝主梁及

10、橫梁，并裝好螺栓調(diào)整預拱度后按規(guī)定預緊力完成螺栓連接分別吊裝前支腿斜撐、喂梁支腿吊裝機械設備、附屬設施穿繞鋼絲繩及系統(tǒng)調(diào)試準備架橋機整體轉場。2.2架橋機的循環(huán)架梁工序(見圖4)(1)運梁臺車運梁到位，提梁機由前支腿、喂梁支腿支承，中支腿展翼，準備喂梁；(2)運梁臺車以下導梁為通道運送混凝土箱梁至提升機腹腔內(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，提梁機提起混凝土箱梁，運梁臺車退出后回梁場運梁；(4)縱移天車與下導梁托輥同步驅動，下導梁前行一跨讓出梁體空間，調(diào)整提梁機起重天車縱橫向位置，使混凝土箱梁準確落入橋位；(5)通過前、后架橋機臺車同步驅動提梁機前行一跨，

11、進入下一片混凝土箱梁架設的準備狀態(tài)。2.3架橋機轉場當架橋機完成某一座橋的架梁任務再轉往另一座橋作業(yè)時，如路程不遠且具備路況條件，可采用整體轉場方案。轉場方案如圖5所示，操作程序如下：驅動運架橋機臺車停在導梁的適當位置，用汽車起重機將轉運支架和前支腿底節(jié)安放在導梁上的指定位置縱移天車與導梁共同驅動將導梁喂入提梁機腹腔提梁機用特制吊具將導梁提起，使轉運支架與提梁機主梁頂緊且靠緊定位塊驅動運梁臺車(此時運梁臺車高度最低)進入提梁機腹腔，停在導梁下方的設計位置操作運梁臺車走行輪的頂升油缸，使臺車緩慢升起(臺車可頂升400mm)，使架橋機的支腿騰空，整機載荷落在運梁臺車上，然后用導鏈葫蘆、鋼絲繩等將架

12、橋機與運梁臺車捆綁固定，檢查確認捆綁牢固后即可轉場。轉場前要對通行道路進行路況核實，確保臺車安全通過。2.4換跨作業(yè)JQ900型下導梁架橋機可架設32m、24m、20m的標準梁段，架設不同跨度的梁段時，提梁機需進行變跨操作，變跨時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為例進行說明。移動中支腿時，驅動縱移天車停在中支腿上方，用縱移天車上的小吊機提住中支腿橫梁，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，驅動縱移天車前行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。移動后起重小車時，拆除縱移

13、油缸座與主梁的連接螺栓，用繩夾將卷揚機鋼絲繩與后起重小車臨時固接，卷揚機拉動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)前一定要進行中支腿開合試驗、后起重小車空載起升和縱移試驗，確認無問題后方可架梁。2.5架橋機通過隧道方案JQ900型下導梁架橋機通過適應性改進并配置專用設備后，與KSC900型輪胎式運梁臺車配合可以完成架橋機局部拆卸、安裝，穿越線路上的既有隧道運輸?shù)茸鳂I(yè)。穿越隧道時架橋機分2次運輸，即提梁機、下導梁分別用運梁臺車運輸。該方案已在鐵九局施工的福廈客運專線莆田標段順利實現(xiàn)，其主要特點如下：(1)縱移天車主梁底部增設回轉結構。當架橋機通

14、過隧道時，天車主梁旋轉成與提梁機主梁一致方向，解決了架橋機通過隧道時縱移天車超寬的問題。(2)前、中、喂梁支腿增設縱向回轉鉸支座。運梁臺車運輸時，前、中、喂梁支腿翻至提梁機主梁下平面與主梁平行(水平)方向，使提梁機主梁直接落在運梁臺車上，解決了架橋機通過隧道時架橋機超高的問題。(3)主梁增設可同步升高、同步降落的立柱支承，其與運梁臺車配合可進行提梁機平穩(wěn)落位、恢復原位。主梁共設兩組8個立柱支承，每個支承設計成多個等高的標準節(jié)，通過與運梁臺車的配合，可通過拆裝標準節(jié)使主梁平穩(wěn)降低和升高，使架橋機具有在高位時完成支腿翻轉、低位時完成通過隧道的功能。三、技術特點JQ900型架橋機與國內(nèi)外投入使用的同類型產(chǎn)品相比較，具有以下特點：(1)實用的運架分離理念、先進的模塊式設計，使架橋機作業(yè)能夠實現(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)過簡單拆解可實現(xiàn)架橋機的整體轉場，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性。(3)起升系統(tǒng)實現(xiàn)了多點受力的超靜定結構轉化3吊點吊裝的靜定結構受力模式，確保了梁體受載均勻和提梁機的安全；起