客运专线900t预制箱梁架设技术

施　Ｉ　技　术　客运专线９　０　０　ｔ预制箱梁架设技术　Ａｒｃｈｉｎｇ　ｔｅｃｈｎｉｃ　ｏｆ　９００ｔ　ｐｒｅｆａｂ　ｂｏｘ　ｇｉｒｄｅｒ　ｉｎ　ｐａｓｓｅｎｇｅｒ　ｓｐｅｃｉａｌ　ｒａｉｌｗａｙ　ｌｉｎｅ　房会彬，杜伯森　ＦＡＮＧ　Ｈｕｉ—ｂｉｎ，ＤＵ　Ｂｏ—ｓｅｎ　（中铁七局三公司，陕西成阳７１２０００）　【摘要】结合武汉天兴洲长江大桥北岸引桥工程实际，从９００ｔ预制箱梁的架梁方案、设备选型、架梁工艺　及关键技术等几个方面，综合介绍了箱梁的架设技术，为同行和客运专线箱梁架设施工提供参考。　【关键词】客运专线；９００ｔ预制箱梁；架梁方案；架梁工艺　随着国民经济的发展，铁路客运专线的建设　正如火如荼。为适应客运专线高速行驶的车辆要　铁七局集团公司负责施工的长江大桥北岸引桥，　为设计时速３５０ｋｉｎ的有碴轨道客运专线，全长　１　７６５．１ｍ，双线直线，正线线间距５ｍ，线路设计　有上坡和下坡，坡度最大达ｌ１．３‰，下部结构采　求，铁路桥梁具有较大的抗弯和抗扭刚度，而双　线整孔简支箱梁具有受力简单、形式简洁、外形　美观、抗扭刚度大、使用中养护工作量小以及噪　音低等优点。此外，国外高速铁路建设的经验表　明，批量的简支箱梁，采用“梁场集中预制、架　桥机架设”的施工工艺是高质高效而经济的方法。　用变截面圆端形空心墩和等截面矩形空心墩，上　部结构设计为双线预应力有碴轨道简支箱梁４　３　片，其中２４ｍ箱梁２片，３２ｍ箱梁４１片。　３２ｍ箱梁重约９００ｔ，箱梁的运输及架设是工　程施工的难点，也是质量和安全控制的关键所在。　铁路客运专线设计中桥梁比例大，而其中　８０％以上又将采用中小跨度桥梁，特别是采用整　孔预制的简支箱粱，因此，９００ｔ预制箱梁架设技　术的研究具有重要的意义。目前国内生产９００ｔ架　为保证箱梁施工，采用与客运专线桥梁施工配套　设计研制的５００ｔ龙门吊、９００ｔ运梁车和架桥机联　合作业完成简支箱梁的起吊、运输和架设安装。　桥机的厂家有１０多家，按照架桥机的构造形式，　主要分为简支式架桥机、导梁式架桥机两种。箱　梁架设因采用的架桥机形式不同而各有不同，因　而施工工艺稍有差别，但对满足客运专线箱梁架　设的技术要求来讲，基本是一致的。本文提及的　２架梁方案　利用龙门吊在梁场提梁、运梁车运梁、架桥　机架梁，三机联合作业完成箱梁架设（图１）。本　工程使用的ＨＺＱ９００型铁路架桥机本身有自己的　架桥机属导梁式，其工艺除了具备一般导梁式架　桥机的特征外，本文还结合工程实际情况及梁场　布置形式介绍了一些专有特征，如在梁场采用龙　门吊直接架梁等。　１工程概况　武汉天兴洲长江大桥，处于京广客运专线大　动脉中段，是目前世界上最大的公铁两用桥。正　桥设计为铁路４线、公路双向６车道。其中，由中　图１箱梁架设施工　建筑机械化２ｏｏ７（ｏ４）　５３　维普资讯 http://www.cqvip.com

施　Ｉ　技　术　局限性，一是架桥机调头反向架桥比较困难，需　要配备回转机构和临时辅助支架，相应会增大很　大投入和延长工期，而且在国内也没有成熟的经　验可借鉴。二是架桥机架设不等跨箱梁，需要在　变跨处桥面上进行高空作业分解并前后纵移前支　腿等大量的附加作业。考虑到北岸引桥的实际情　况，架梁方案有以下特点。　１）合理选择梁场位置，充分发挥梁场跨线龙　门吊的优势。预制梁场设于北岸引桥３　墩与１０　墩之间。３　墩与５　墩之间为两孑Ｌ　３２ｍ箱梁，５　墩与７　墩之问为两￣Ｌ２４ｍ箱梁，架桥机架设需要　实现一次变跨作业，为减少架桥机的作业强度和　充分发挥梁场配备的跨线龙门吊的功能，在梁场　范围内（包括２孑Ｌ　３２ｍ梁和２孑Ｌ２４ｍ梁）预制箱　梁直接采用跨线龙门吊提梁、架设。且利用龙门　吊在已架好的桥面拼装架桥机，架桥机整机拼装　完毕后，从第５孑Ｌ开始架设剩余３９片９００ｔ箱梁。　２）架桥机需自行跨越中间８跨连续梁。架桥　机从７　墩开始到３１　墩架设２４片３２ｍ预制箱梁　后，架桥机需要局部改装，利用其架末跨上桥台　的功能，将导梁支腿拆除，前支腿折叠收起，在　道岔区现浇梁梁顶自行跨过８孑Ｌ梁后，重新安装　架桥机下导梁前后支腿，前支腿折叠部分回位，　继续架设剩余的１　５片（３９　墩一５４　墩）３２ｍ预　制箱梁，跨越连续梁段控制在１０天内。　３）梁场提梁处桥墩高２０ｍ，龙门吊净起升高　度３０ｍ，净跨３０ｍ，跨线吊装９００ｔ箱梁为国内首例。　４）线路坡道设计既有上坡又有下坡，下坡坡　度最大达１１．３％ｏ，为避免出现“下坡架桥”的不　利工况，对架桥机前支腿进行定尺调节，精确微　调，确保架梁安全。　３设备选型　为满足９００ｔ预制箱梁的架设，中铁七局集团　公司配置了与客运专线桥梁设计相配套的　ＨＺＱ９００型架桥机、ＫＳＣ９００型运梁车和ＤＱ５００　型龙门吊，相关数量见表１。　３．１　ＨＺＱ９００型架桥机　ＨＺＱ９００型架桥机能够架设直线、曲线、纵　坡≤２０％ｏ的３２ｍ、２４ｍ、２０ｍ等跨及变跨（客运　５４　２００７（０４）ＣＯＮＳＴＲＵＣＴＩＯＮ　ＭＥＣＨＡＮＩＺＡＴＩＯＮ　表１武汉天兴洲长江大桥北岸引桥客运专线运架设备　名称　数量　型号　类别　生产厂家　架桥机　ｌ　ＨＺＱ９００　下导梁式　郑州华中建筑机械有限公司　运梁车　ｌ　ＫＳＣ９００　轮胎式　德国ＫＩＲＯＷ公司　龙门吊　２　ＤＱ５００　轨行式　中铁武桥重工股份有限公司　专线配套设计）的双线预应力砼整孑Ｌ箱梁。梁体　吊装方式为四点起吊、三点平衡，一跨简支架梁，　自行移位过孑Ｌ，移位速度０～３ｍ／ｍｉｎ。主要技术　参数如下。　额定起重能力（ｔ）９００（最大起重量９６０ｔ）　梁体起落速度（ｍ／ｍｉｎ）　０．５　梁体起落高度（ｍ）　７　吊梁纵移速度（ｍ／ｍｉｎ）０～３（重载）　０～５（空载）　架设曲线桥最小曲率半径（ｍ）Ｒ　≥２　５００　架梁时整机外形尺寸（ｍ）　８９．１５　×１７．８　×１６．４８　整机装机容量（ｋＷ）　３００　机重（主机／导梁）（ｔ）　５０１／６０　３．２　ＫＳＣ９００型运梁车　运梁车用于运输２０ｍ、２４ｍ、３２ｍ双线整孑Ｌ　砼箱梁，能够把砼箱梁从预制场地通过便道、铁　路路基、桥梁运至架梁工位，与架桥机配合完成　整孔双线箱梁的架设工作。运梁车为轮胎式，双　发动机和双泵组，既可同时工作亦可单独工作，　静液压驱动。运梁到位后，运梁车上的拖梁小车　与架桥机的吊梁小车配合，完成前移梁作业。运　梁车主要技术参数如下。　运梁车自重（ｔ）　２４３　额定载重量（ｔ）　９００　最大单轮胎载荷（ｔ）　１８　接地比压（ＭＰａ）　０．５３　最小转弯半径（内／外）（ｍ）　２６．５／３９　９００ｔ负载时行驶速度（ｋｍ／ｈ）０～５　空载行驶速度（ｋｍ／ｈ）０～１５　微动速度（ｋｍ／ｈ）０～０．２　最大牵引力（ｋＮ）８０１　４架梁工艺及关键技术　架梁工艺流程见图２。　维普资讯 http://www.cqvip.com

施　Ｉ　技　术　龙门吊提梁　中、　运梁车运梁　运梁车返回　喂　梁　＋　前吊梁小车吊梁纵移　ｔ　后吊梁小车吊起梁，前后吊梁小车同步纵移梁体到位　ｌ落　梁ｌＩ　ｌ　千斤顶临时支撑　＋　支座灌浆及浆体强度等强　＋　松放千斤顶，落梁就位　＋　架桥机后Ｏ型腿油缸支承，前抽轨道，定位　＋　架桥机过孔　＋　下一架设循环　图２架梁工艺流程　４．１龙门吊提梁　两台ＤＱ５００型（额定起重量５００ｔ）龙门吊同　时提梁，使用吊具上８个吊点同步起吊，吊点顺　桥向对称设置在距梁端７５ｃｍ和１７５ｃｍ处，横桥　向对称设置在距梁中心线１８４ｃｍ处，４个吊点均　为铰接，确保梁体在起吊过程中各点受力均匀，　满足“四点受力、三点平衡”的设计要求。龙门　吊提梁见图３。　图３龙门吊提梁图　４．２运梁车运梁　龙门吊将箱梁吊装至桥面运梁车上，运梁车　通过自身重量检测合格后（载重大于９００ｔ，则为　超重行车，车辆自动报警），按预先划定的标识前　进，以避免轮架偏离已架箱梁腹板位置。运行速　度应保持匀速，严禁突然加速或急刹车，坡道地　段严格将速度控制在３．４ｋｍ／ｈ范围内。当运梁车　接近架桥机时（通常为２０～３０ｃｍ），应缓慢停车，　在得到允许命令后才能向架桥机喂梁。运梁过程　中设立专人监护，发现异响、异常，应立即通知　驾驶人员减速停车，等检查处理后才能继续运行。　４．３运梁车喂梁　运梁车调整为支撑油缸受力状态。通过数据　接口将运梁车后驮梁小车与架桥机前吊梁小车联　机运行，运行到一定位置，架桥机后吊梁小车吊　起箱梁后吊点，运梁车可返回至预制梁场。　４．４架桥机纵移落梁　架桥机前后吊梁小车同步运行，纵移箱梁至　设计落梁位置正上方，架桥机吊梁小车制动，缓　慢落梁。利用架桥机横向微调装置，实现横向精　确对位，确保箱梁的对位误差不超过允许范围。　梁体安装就位后，方可拆除支座临时固定措施。　４．５千斤顶临时支撑　采用千斤顶落梁工艺。为保证梁体架设时４　支点受力均匀，落梁时应采用千斤顶控制各支点　反力，各支反力问误差范围应小于５％。将梁体（带　支座）落放在墩台的千斤顶上（千斤顶应经严格　按架梁标高调平），然后在支座下盖板与墩顶垫石　之间灌注无收缩灌浆料，以避免梁体３条腿受力，　确保工程质量。为保证施工方便和工程质量，临　时支撑千斤顶宜具备自锁、精密测力、外径和高　度控制在４０ｃｍ以内、顶部设抗偏载压头、双作用　或负载归位的特点。　４．６支座灌浆　箱梁（带支座）就位后，在支座底板和垫石　之间应留有２０～３０ｍｍ的空隙，灌注无收缩高强　度灌注材料，灌注材料性能指标应满足规范要求。　可采用重力式或压力式灌浆方式，灌注支座下部　及锚栓孔处空隙，灌浆过程中应从支座中心部位　向四周注浆，直至从钢模板与支座底板周边间隙　建筑机械化２００７（０４）　５５　维普资讯 http://www.cqvip.com

施　Ｉ　技　术　观察到浆体材料全部灌满为　止。浆体强度达到２０ＭＰａ　时，架桥机方可进行过孔作　业。　工序名称　表２　９００ｔ等跨预制箱梁架设作业循环时间及工效分析　时间（ｈ）　ｌ　２　３　４　５　６　７　８　９　ｌ０　ｌｌ　ｌ２　ｊ　、　，　箱梁从存梁台座上吊装至运梁车上　运梁车运梁（１ｋｍ运距时）　喂梁　ｌ　ｌ　——●　ｉ，－－．－）　４．７架桥机过孔　ＨＺＱ９００型架桥机过孔　采用轨行式。过孔前须铺设　箱梁纵移，落梁　运梁车返回预制梁场　千斤顶临时支撑　ｌ　ｌ　２　÷　——●　‘一　—　临时轨道，临时轨道采用　支座灌浆及浆体等强　ＱＵ　１２０起重轨。轨道铺设要　严格控制方向偏差和轨道的　架桥机轨道前抽、铺设　龙门吊吊箱梁至运梁车上　架桥机过孔　３　２　３　３　一　－　平顺性，注意轨道接头的良　好连接，确保架桥机安全运行。　所有准备工作完毕后，启动架桥机后支腿和　辅助支腿的驱动机构，并使其同步，架桥机沿铺　设好的轨道和下导梁缓慢前行，直至设计位置，　为保证架桥机横向稳定性，锚固前支腿于桥墩上。　导梁过孔并锚固，过孔完毕。架桥机过孔是最不　安全的工况，要采取多人、多部位、密切跟踪观　架设施工起着决定性作用。　２）９００ｔ箱梁运架设备投资巨大，设计单位在　设计阶段应充分考虑有足够的规模经济长度，武　汉天兴洲长江大桥北岸引桥采用梁场集中预制、　架桥机架设的箱梁共计４３片，单从本项目的角度　来讲显然是不经济的。　３）架梁区间范围内如需跨越一段或多段大　察，稳步前进。　跨度或异型梁体时，需要对运架设备的通行作单　独的载荷分析及验算，以确保通过梁体的工程质　５箱梁架设单孔作业循环时间及工效分析　量和施工安全。　客运专线９００ｔ等跨预制箱梁架设作业循环时　间及工效分析见表２。　４）９００ｔ箱梁运架设备的使用寿命不仅取决　于使用单位，设计、制造和审查单位同样责无旁　贷，建议四方建立良好的信息反馈制度，并建立　特种设备设计、制造、使用、检查档案，建立定　从实际统计的情况来看，等跨箱梁架设，正　常情况下１２ｈ可完成一个架梁循环。１２ｈ内不能　完成架设的影响因素主要有两点：一是运梁车的　运距，一般情况下，运距平均每增加３ｋｉｎ，作业　期鉴定、复审和强制报废制度。　【参考文献】　圃　时间延长约ｌｈ；二是支座灌浆材料的强度指标，　夏季温度高，浆体强度增长快，一般２　ｈ可达　２０ＭＰａ，冬季温度低，一般要５ｈ才能达到２０ＭＰａ；　此外，设备的维修保养工作和人员的素质及工作　效率也是影响箱梁架设时间的关键因素。　【１】铁科技【２００４】１２０号，客运专线预应力混凝土预制　梁暂行技术条件【Ｓ】．　【２】李怡厚．铁路客运专线架梁铺轨施工设备【Ｍ】．北　京：中国铁道出版社，２００３．　【３】ＴＢ　１０２１３—９９，铁路架桥机架梁规程【Ｓ】．　６体会与启示　１）９００ｔ箱梁架设施工是一项综合工程，架设　方案的优劣不仅仅取决于架设方法和架设设备本　［中图分类号】ｕ４４５．４６８　（编辑金治勇）　身，预制梁场的选址及规划、箱梁的生产工艺、工　期的长短等先决条件是架设方案的前提，对箱梁　［文献标识码】Ｃ　［文章编号】１　００１—１　３６６（２００７）０４一∞５３一Ｏ４　［收稿日期】２００７—０１—１６　５６　２００７（０４）ＣＯＮＳＴＲＵＣＴＩＯＮ　ＭＥＣＨＡＮＩＺＡＴＩＯＮ