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【摘 要】 本文首先介绍了900t过隧道架桥机主要特点和主要技术参数,然后分析了900t过隧道架桥机主要结构,最后探讨了900t架桥机过隧道技术。
【关键词】 900t架桥机;主要结构;过隧道技术
1 900t过隧道架桥机主要特点
(1)采用双后立柱承重载、C形柱承空载并可旋转折叠的技术措施,减小了转运时横向空间,具有整机运梁车驮运穿越双线隧道的功能。
(2)采用一跨式定点提、架梁,整机结构简单,受力明显,安全可靠,架梁稳定性好。可在桥台距隧道口5m的作业环境下进行架梁作业。
(3)采用高位独立下导梁系统,下导梁与运梁车直接对位喂梁,工序简单,梁体受力稳定。架桥机简支状态过孔,受力明显,安全可靠,稳定性好。
(4)下导梁系统具有自横移对位功能,操作简便,横移量大,满足1400m曲线半径处架梁作业的要求。
(5)使用了机、电、液一体化技术,工作机构动作快捷、准确、安全可靠、架梁精度好。
(6)起重卷扬机构具有高、低速二套制动装置,制动性能可靠。
2 主要技术参数(表1)
表1 JQ900t過隧道架桥机主要技术参数
起重卷扬机用钢丝绳安全系数n≥6,吊杆拉伸应力安全系数n≥5。钢结构强度安全系数根据第Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ荷载组合类别分别取值如下:第Ⅰ类荷载组合安全系数n≥1.5;第Ⅱ类荷载组合安全系数n≥1.33;第Ⅲ类荷载组合:安全系数n≥1.15。抗倾覆安全系数n≥1.5,机构传动零件安全系数n≥1.5。
3 900t过隧道架桥机主要结构
JQ900过隧道架桥机主要由提梁机和下导梁系统两部分构成,提梁机由主梁、前走行支腿、前支腿、后支腿、后走行支腿、前后吊重小车及吊具、前后绞车构成。下导梁系统由下导梁及其前后支腿、前后托辊等构成。
主梁为双箱梁结构,梁中心距612m,分为4节,节段间用高强螺栓和节点板拼接。主梁上设置变跨时前支腿、前走行支腿的连接位置(通过长拉杆螺栓连接),以满足32、24、20m不同跨度箱梁架设的需要。主梁的前半部分在两个箱梁的外侧设置了前吊重小车、前支腿、前走行支腿纵向移动的轨道,以及作业通道护栏。
前走行支腿是提梁机过孔作业时的主要承重构件,以及下导梁纵移时的辅助吊点。为导套导柱结构,伸缩5087mm,以适应架梁和驮运过隧道时的高度要求。下部安装有走行及吊挂系统。提梁机过孔时在下导梁上走行,下导梁过孔时作为下导梁的前吊点。
前支腿是提梁机架设箱梁时的前部承重构件,同时它还具有在坡道架梁时调整主梁纵向水平的功能。架梁时提梁机前支腿支撑在前方墩帽前半部,架设最后一孔箱梁时支立在桥台胸墙上方。其纵向通过斜撑与主梁形成三角形结构,横向通过连接框架构成门式结构,以增加架梁时提梁机的整体稳定性,支腿下部为可调整段及可调支座,以适应坡度、梁高及支立位置的需要。
后支腿为可伸缩支柱,它是提梁机架设箱梁时的后部承重构件,支撑在已架设箱梁的梁面上,喂梁时可自动缩短并折起以让出喂梁空间。后走行支腿为两组C形刚架式结构,其作用为保证喂梁时箱梁有足够的空间通过,并作为喂梁及整机过孔时提梁机的承重构件,是提梁机纵移的驱动支腿,只在喂梁及提梁机空载过孔时使用。其上端部与主梁后横联处铰座连接。在驮运架桥机通过隧道时,曲腿可以绕铰座旋转90°,减小整机宽度,待架桥机出隧道到位后又可旋转回原来位置。其中部为可伸缩式导套导柱结构,通过中间油缸提伸可适应架设不同坡度桥梁及运梁车驮运时的高度,其下部安装有走行机构。此JQ900架桥机起重机构配备有2台额定起重量450t的吊重小车,可同步起吊,也可单独工作,以满足各种工况使用的要求。起重机构由卷扬机组、吊重小车、专用吊具及钳盘式制动器组成。
前后绞车共有4台卷扬机集中安装在主梁中部。选用行星减速液压卷扬机,可以无级调速,实现吊重无冲击起动和停止。其中,定滑轮组可由横移机构推拉横向移动±200mm,满足落梁时精确对位的要求;动滑轮组下部与专用吊具铰接。变跨时通过变位纵移机构液压油缸使吊重小车移位,实现不同跨度箱梁的起吊。专用吊具由吊杆横梁和联结梁等组成,前后吊重小车各1套。通过不同的穿绳方式使吊点“串联”和“并联”,实现对箱梁的四点起吊三点平衡要求。为了确保吊梁作业安全,卷扬机均设置高、低速两套制动装置。选用带制动的电动机和在卷筒挡板上设置钳盘式制动器。
下导梁系统是提梁机整机过孔和喂梁时托梁小车的走行轨道,主要承重部件。为了实现各作业程序的转换,下导梁需前后移动位置,通过调整前后托辊的位置,由前后托辊轮驱动来实现下导梁的前后移动,借助前走行支腿的吊挂,下导梁可自行过孔。主要由下导梁体、下导梁前后支腿和前后托辊等配合使用。
导梁体为箱梁结构,顶部设有提梁机走行轨,下部设有托辊轨道。侧面设有提梁机前走行支腿及下导梁前支腿吊挂轮走行轨道,节段之间通过拼接板用高强螺栓连接。箱体前端内部装有前支腿向上折叠机构。
下导梁前支腿是下导梁的前端承重支撑,承重时(提梁机过孔、喂梁时)支立在施工跨的前墩帽上,吊挂在下导梁的前下方,可沿下导梁下翼板前后移动对位,定位支立时其上部通过紧固螺栓与下导梁连接,可通过下部支撑油缸顶升调整下导梁水平高度以适应各种梁高。下导梁后支腿设置在下导梁后部,左右伸出成横L形支腿,支撑于已架设的梁面上。横向和竖向支腿均可伸缩,下导梁沿托辊前后移动时全部缩回,喂梁及移动前后托辊时全部伸展支立。前后托辊吊装在下导梁下部,既是下导梁纵移时的两个活动支腿,又是下导梁前后移动的驱动机构,还可以横移下导梁完成在曲线段架梁时的准确对位。前托辊最大横移量±200mm,后托辊最大横移量±700mm,满足在曲线半径1400m区间架梁作业的技术要求。前后托辊在下导梁下部位置的调整,是由吊挂在下导梁下翼板上的托辊纵移装置驱动。机架中部有4个托辊轮驱动下导梁纵移,机架4个角装有液压顶调整高度,以保证托辊轮于下导梁的下导向轨平稳接触。 桥面专用走行轨是提梁机过孔时后走行支腿的行走轨道,为方钢焊接结构,通过不同的节段长度组合,以适应32、24、20m变跨梁的架设。
4 900t架桥机过隧道技术研究
4.1架桥机过隧道可行性简析
根据架桥机低位驮运转场技术,结合架桥机的结构,在架桥机低位驮运状态(运梁车在中位)下,若将架桥机O型腿的第二、三、四段拆除,从理论上,运架一体机的尺寸可达到:最大宽度12米,最大高度8.19±0.25米(说明:运梁车的有效垂直轴线补偿量为0.25米)。
某隧道净空最大宽度13.3米,最大高度为10.40米,总体来说,架桥机在低位驮运状态的情況下,拆除架桥机O型腿后,架桥机过隧道成为可能。
4.2架桥机过隧道技术研究
4.2.1运梁车低位驮运架桥机行驶工况分析
利用低位转场升降机构,将架桥机降至最低状态(架桥机最低可降至架桥机主梁下平面距运梁车轨道面10cm的高度)。为最大程度的保证研究结果的可行性,在此文的研究中取较高的数值25cm进行分析研究。此时架桥机主梁上平面距离运梁车行驶路面高度为3米+0.25米+2.75米=6米,主梁下平面离地距离为3米。
4.2.2架桥机O型腿过隧道分析
根据设备结构,O型腿第三段处的宽度为17.8米,必须拆除,在拆除O型腿第三段时,O型腿第二、四段必须拆除。O型腿拆除后,其所在端面的尺寸参数为:主梁宽度8.66米,主梁上平面离地高度6米,主梁下平面离地高度3米,主梁下平面离运梁车轨道面0.25米。
4.2.3架桥机中横梁过隧道分析
架桥机中横梁高2.56米,其宽度10.52米,而在上叙所分析的驮运状态下,隧道6米+2.56米=8.56米高的位置处的隧道净空宽度只有9.52米,中横梁不能通过隧道,必须拆除。
4.2.4架桥机卷扬机系统过隧道分析
卷扬机最大高度离主梁上平面高度为2.2米,卷扬机离隧道内壁的最小水平距离为2.23米,最小垂直距离为1.79米,可以满足架桥机通过隧道的要求。
4.2.5架桥机辅助支腿、前支腿过隧道分析
架桥机辅助支腿收缩到最高时,最下端离主梁下平面的最大距离为4.73米,前支腿拆除加长节并收缩至最高时,其最下端离主梁下平面的最大距离为6.47米,而在低位驮运状态时,主梁下平面离地距离为3米,前支腿和辅助支腿不能满足通过隧道的要求。可以采取加装折叠装置的方法,将辅助支腿和前支腿分别进行折叠,折叠后,其最下端离主梁下平面的最大距离分别为2.45米和2.60米,可以达到满足通过隧道的要求。
4.2.6架桥机过隧道技术总概
根据上述分析,运梁车低位驮运架桥机,在完成拆除架桥机O型腿、中横梁、操作室、发电机和走道板上的防护栏,并同时拆卸和折叠前支腿和辅助支腿的状态下,运梁车可以驮运架桥机通过小村隧道。运梁车驮运架桥机过隧道的尺寸参数为:宽度11.1米,高度8.2米±0.25米。
参考文献:
[1]唐经世.高速铁路900t级往复导梁式架桥机方案评述[J].建筑机械化,2006(3).
[2]尹山.JQ900C型箱梁架桥机研制[D].成都:西南交通大学,2008
[3]陈浩.铁路客运专线900t级架桥机研究[J].铁道标准设计,2008(3)
【关键词】 900t架桥机;主要结构;过隧道技术
1 900t过隧道架桥机主要特点
(1)采用双后立柱承重载、C形柱承空载并可旋转折叠的技术措施,减小了转运时横向空间,具有整机运梁车驮运穿越双线隧道的功能。
(2)采用一跨式定点提、架梁,整机结构简单,受力明显,安全可靠,架梁稳定性好。可在桥台距隧道口5m的作业环境下进行架梁作业。
(3)采用高位独立下导梁系统,下导梁与运梁车直接对位喂梁,工序简单,梁体受力稳定。架桥机简支状态过孔,受力明显,安全可靠,稳定性好。
(4)下导梁系统具有自横移对位功能,操作简便,横移量大,满足1400m曲线半径处架梁作业的要求。
(5)使用了机、电、液一体化技术,工作机构动作快捷、准确、安全可靠、架梁精度好。
(6)起重卷扬机构具有高、低速二套制动装置,制动性能可靠。
2 主要技术参数(表1)
表1 JQ900t過隧道架桥机主要技术参数
起重卷扬机用钢丝绳安全系数n≥6,吊杆拉伸应力安全系数n≥5。钢结构强度安全系数根据第Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ荷载组合类别分别取值如下:第Ⅰ类荷载组合安全系数n≥1.5;第Ⅱ类荷载组合安全系数n≥1.33;第Ⅲ类荷载组合:安全系数n≥1.15。抗倾覆安全系数n≥1.5,机构传动零件安全系数n≥1.5。
3 900t过隧道架桥机主要结构
JQ900过隧道架桥机主要由提梁机和下导梁系统两部分构成,提梁机由主梁、前走行支腿、前支腿、后支腿、后走行支腿、前后吊重小车及吊具、前后绞车构成。下导梁系统由下导梁及其前后支腿、前后托辊等构成。
主梁为双箱梁结构,梁中心距612m,分为4节,节段间用高强螺栓和节点板拼接。主梁上设置变跨时前支腿、前走行支腿的连接位置(通过长拉杆螺栓连接),以满足32、24、20m不同跨度箱梁架设的需要。主梁的前半部分在两个箱梁的外侧设置了前吊重小车、前支腿、前走行支腿纵向移动的轨道,以及作业通道护栏。
前走行支腿是提梁机过孔作业时的主要承重构件,以及下导梁纵移时的辅助吊点。为导套导柱结构,伸缩5087mm,以适应架梁和驮运过隧道时的高度要求。下部安装有走行及吊挂系统。提梁机过孔时在下导梁上走行,下导梁过孔时作为下导梁的前吊点。
前支腿是提梁机架设箱梁时的前部承重构件,同时它还具有在坡道架梁时调整主梁纵向水平的功能。架梁时提梁机前支腿支撑在前方墩帽前半部,架设最后一孔箱梁时支立在桥台胸墙上方。其纵向通过斜撑与主梁形成三角形结构,横向通过连接框架构成门式结构,以增加架梁时提梁机的整体稳定性,支腿下部为可调整段及可调支座,以适应坡度、梁高及支立位置的需要。
后支腿为可伸缩支柱,它是提梁机架设箱梁时的后部承重构件,支撑在已架设箱梁的梁面上,喂梁时可自动缩短并折起以让出喂梁空间。后走行支腿为两组C形刚架式结构,其作用为保证喂梁时箱梁有足够的空间通过,并作为喂梁及整机过孔时提梁机的承重构件,是提梁机纵移的驱动支腿,只在喂梁及提梁机空载过孔时使用。其上端部与主梁后横联处铰座连接。在驮运架桥机通过隧道时,曲腿可以绕铰座旋转90°,减小整机宽度,待架桥机出隧道到位后又可旋转回原来位置。其中部为可伸缩式导套导柱结构,通过中间油缸提伸可适应架设不同坡度桥梁及运梁车驮运时的高度,其下部安装有走行机构。此JQ900架桥机起重机构配备有2台额定起重量450t的吊重小车,可同步起吊,也可单独工作,以满足各种工况使用的要求。起重机构由卷扬机组、吊重小车、专用吊具及钳盘式制动器组成。
前后绞车共有4台卷扬机集中安装在主梁中部。选用行星减速液压卷扬机,可以无级调速,实现吊重无冲击起动和停止。其中,定滑轮组可由横移机构推拉横向移动±200mm,满足落梁时精确对位的要求;动滑轮组下部与专用吊具铰接。变跨时通过变位纵移机构液压油缸使吊重小车移位,实现不同跨度箱梁的起吊。专用吊具由吊杆横梁和联结梁等组成,前后吊重小车各1套。通过不同的穿绳方式使吊点“串联”和“并联”,实现对箱梁的四点起吊三点平衡要求。为了确保吊梁作业安全,卷扬机均设置高、低速两套制动装置。选用带制动的电动机和在卷筒挡板上设置钳盘式制动器。
下导梁系统是提梁机整机过孔和喂梁时托梁小车的走行轨道,主要承重部件。为了实现各作业程序的转换,下导梁需前后移动位置,通过调整前后托辊的位置,由前后托辊轮驱动来实现下导梁的前后移动,借助前走行支腿的吊挂,下导梁可自行过孔。主要由下导梁体、下导梁前后支腿和前后托辊等配合使用。
导梁体为箱梁结构,顶部设有提梁机走行轨,下部设有托辊轨道。侧面设有提梁机前走行支腿及下导梁前支腿吊挂轮走行轨道,节段之间通过拼接板用高强螺栓连接。箱体前端内部装有前支腿向上折叠机构。
下导梁前支腿是下导梁的前端承重支撑,承重时(提梁机过孔、喂梁时)支立在施工跨的前墩帽上,吊挂在下导梁的前下方,可沿下导梁下翼板前后移动对位,定位支立时其上部通过紧固螺栓与下导梁连接,可通过下部支撑油缸顶升调整下导梁水平高度以适应各种梁高。下导梁后支腿设置在下导梁后部,左右伸出成横L形支腿,支撑于已架设的梁面上。横向和竖向支腿均可伸缩,下导梁沿托辊前后移动时全部缩回,喂梁及移动前后托辊时全部伸展支立。前后托辊吊装在下导梁下部,既是下导梁纵移时的两个活动支腿,又是下导梁前后移动的驱动机构,还可以横移下导梁完成在曲线段架梁时的准确对位。前托辊最大横移量±200mm,后托辊最大横移量±700mm,满足在曲线半径1400m区间架梁作业的技术要求。前后托辊在下导梁下部位置的调整,是由吊挂在下导梁下翼板上的托辊纵移装置驱动。机架中部有4个托辊轮驱动下导梁纵移,机架4个角装有液压顶调整高度,以保证托辊轮于下导梁的下导向轨平稳接触。 桥面专用走行轨是提梁机过孔时后走行支腿的行走轨道,为方钢焊接结构,通过不同的节段长度组合,以适应32、24、20m变跨梁的架设。
4 900t架桥机过隧道技术研究
4.1架桥机过隧道可行性简析
根据架桥机低位驮运转场技术,结合架桥机的结构,在架桥机低位驮运状态(运梁车在中位)下,若将架桥机O型腿的第二、三、四段拆除,从理论上,运架一体机的尺寸可达到:最大宽度12米,最大高度8.19±0.25米(说明:运梁车的有效垂直轴线补偿量为0.25米)。
某隧道净空最大宽度13.3米,最大高度为10.40米,总体来说,架桥机在低位驮运状态的情況下,拆除架桥机O型腿后,架桥机过隧道成为可能。
4.2架桥机过隧道技术研究
4.2.1运梁车低位驮运架桥机行驶工况分析
利用低位转场升降机构,将架桥机降至最低状态(架桥机最低可降至架桥机主梁下平面距运梁车轨道面10cm的高度)。为最大程度的保证研究结果的可行性,在此文的研究中取较高的数值25cm进行分析研究。此时架桥机主梁上平面距离运梁车行驶路面高度为3米+0.25米+2.75米=6米,主梁下平面离地距离为3米。
4.2.2架桥机O型腿过隧道分析
根据设备结构,O型腿第三段处的宽度为17.8米,必须拆除,在拆除O型腿第三段时,O型腿第二、四段必须拆除。O型腿拆除后,其所在端面的尺寸参数为:主梁宽度8.66米,主梁上平面离地高度6米,主梁下平面离地高度3米,主梁下平面离运梁车轨道面0.25米。
4.2.3架桥机中横梁过隧道分析
架桥机中横梁高2.56米,其宽度10.52米,而在上叙所分析的驮运状态下,隧道6米+2.56米=8.56米高的位置处的隧道净空宽度只有9.52米,中横梁不能通过隧道,必须拆除。
4.2.4架桥机卷扬机系统过隧道分析
卷扬机最大高度离主梁上平面高度为2.2米,卷扬机离隧道内壁的最小水平距离为2.23米,最小垂直距离为1.79米,可以满足架桥机通过隧道的要求。
4.2.5架桥机辅助支腿、前支腿过隧道分析
架桥机辅助支腿收缩到最高时,最下端离主梁下平面的最大距离为4.73米,前支腿拆除加长节并收缩至最高时,其最下端离主梁下平面的最大距离为6.47米,而在低位驮运状态时,主梁下平面离地距离为3米,前支腿和辅助支腿不能满足通过隧道的要求。可以采取加装折叠装置的方法,将辅助支腿和前支腿分别进行折叠,折叠后,其最下端离主梁下平面的最大距离分别为2.45米和2.60米,可以达到满足通过隧道的要求。
4.2.6架桥机过隧道技术总概
根据上述分析,运梁车低位驮运架桥机,在完成拆除架桥机O型腿、中横梁、操作室、发电机和走道板上的防护栏,并同时拆卸和折叠前支腿和辅助支腿的状态下,运梁车可以驮运架桥机通过小村隧道。运梁车驮运架桥机过隧道的尺寸参数为:宽度11.1米,高度8.2米±0.25米。
参考文献:
[1]唐经世.高速铁路900t级往复导梁式架桥机方案评述[J].建筑机械化,2006(3).
[2]尹山.JQ900C型箱梁架桥机研制[D].成都:西南交通大学,2008
[3]陈浩.铁路客运专线900t级架桥机研究[J].铁道标准设计,2008(3)