公路架橋機(jī)在鐵路架梁施工中的應(yīng)用

 公路架橋機(jī)在鐵路架梁施工中的應(yīng)用

　　摘要：隨著國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，鐵路的建設(shè)正如火如荼。鐵路橋梁施工一般采用以下2種方法，一是現(xiàn)澆施工，如滿堂支架法、移動(dòng)模架法，此種方法往往工期長、設(shè)備投入大，受地形地質(zhì)影響大；二是梁場(chǎng)集中預(yù)制、架橋機(jī)架設(shè)，此種方法施工速度快，施工質(zhì)量易于保證，施工工藝是高質(zhì)高效而經(jīng)濟(jì)的方法。鐵路架橋機(jī)的數(shù)量有限，使用鐵路架橋機(jī)架設(shè)受制約因素多，而對(duì)目前公路架橋機(jī)進(jìn)行適當(dāng)?shù)母脑欤�用于鐵路梁架設(shè)將比較經(jīng)濟(jì)高效。武漢站貨車外繞線32m、24m后張法預(yù)應(yīng)力混凝土鐵路橋簡(jiǎn)支T梁使用此方法解決了沒有運(yùn)梁通道的問題和實(shí)現(xiàn)了梁場(chǎng)集中預(yù)制的施工工藝。　

　　關(guān)鍵詞：公路架橋機(jī)改造應(yīng)用，架梁工藝，安全措施

　　1.1工程簡(jiǎn)介

　　武漢貨線外繞及武東南疏解工程與新建武漢天興洲公鐵兩用長江大橋工程鐵路引線密切相關(guān)，其中貨車外繞左右線北接武漢天興州長江公鐵兩用大橋主橋南岸III、IV線，跨和平大道、經(jīng)戴家湖，向東下穿普客聯(lián)絡(luò)線左線、跨過武漢水泥廠、武九線（北環(huán)線）楠姆廟車站后，與北環(huán)線（南側(cè)）并行，下穿冶金大道（武鋼廠前），與武鋼車場(chǎng)（西側(cè)）并行（距離20.5m），穿過武昌東站，沿既有武九線西側(cè)引入武昌東編組站鐵路到發(fā)場(chǎng)，出武昌東編組站后，線路上跨南環(huán)線，經(jīng)軍械士官學(xué)校西側(cè)，與既有南環(huán)線接軌。是武漢鐵路規(guī)劃的重要疏解線路。

　　全標(biāo)段包含特大橋8座、大橋2座、中橋2座，具體為：

　　特大橋：貨線左線1#引橋、貨線左線2#引橋、九峰1#特大橋、九峰2#特大橋、肖馬楊1#特大橋、武黃1號(hào)立交橋、普客左線引橋、普客右線引橋（普客左右線下部結(jié)構(gòu)及連續(xù)梁部分由中鐵五局承建）；

　　大橋：貨線右線引橋、跨青王公路大橋；

　　中橋：吹笛河中橋，武黃公路2號(hào)立交橋。

　　全標(biāo)段共計(jì)T梁444單線孔（888片），均采用《時(shí)速160公里客貨共線鐵路預(yù)應(yīng)力后張法簡(jiǎn)支T梁（2005）2101》通用圖施工，結(jié)構(gòu)類型為有碴軌枕后張法預(yù)應(yīng)力混凝土T形梁，單線由兩片組成，雙線由四片組成，計(jì)算跨度為24m和32m。

　　2前期準(zhǔn)備工作：

　　2.1方案比選結(jié)果

　　本工程橋梁分布主要集中在兩大塊、一小塊。兩大塊分別為大橋南岸段和九峰風(fēng)景區(qū)段，其中南岸段包括貨線左線1#引橋、貨線左線2#引橋、貨線右線引橋、普客左線引橋及普客右線引橋，該部分T梁數(shù)量為636片，占全標(biāo)段T梁總數(shù)的71.6%。該部分工期最緊張。該段前接主橋，后接武鋼胡家山路基，開工初期，主橋尚在建設(shè)，后面胡家山征地拆遷根據(jù)當(dāng)時(shí)的判斷無法在短時(shí)間內(nèi)啟動(dòng)，前后無法連通，意味著采用鐵路架橋機(jī)，根本沒有通道，如果等通道拉通，則工期根本不可能滿足要求。而且，根據(jù)設(shè)計(jì)文件，原楠姆廟車站需進(jìn)行拆除，拆除后的車站空地可很好的滿足制梁場(chǎng)建設(shè)的要求。經(jīng)反復(fù)調(diào)查研究，針對(duì)鐵路架橋機(jī)必須通過既有線運(yùn)至橋位的特點(diǎn)，受引入通道的限制，決定采用對(duì)公路架橋機(jī)進(jìn)行改造，改造后公路架橋機(jī)散件運(yùn)輸、現(xiàn)場(chǎng)拼裝就位的方式，解決了通道不通的問題。根據(jù)架梁的大方案，則要求必須選擇合適的預(yù)制梁場(chǎng)。第二，九峰區(qū)段因位于后期開通段，且具備鐵路架橋機(jī)架梁進(jìn)路的條件，采用鐵路架橋機(jī)進(jìn)行架梁。第三，武漢站引入武昌東編組站間肖馬楊1#特大橋共計(jì)42片梁，且兩端線路短期無法連通，沒有鐵路架橋機(jī)進(jìn)路，決定采用現(xiàn)場(chǎng)制梁，采用公路架橋機(jī)進(jìn)行架設(shè)。

　　2.2公路架橋機(jī)與鐵路架橋機(jī)相比較優(yōu)缺點(diǎn)

　　2.2.1針對(duì)鐵路架橋機(jī)必須通過既有線運(yùn)至橋位的特點(diǎn)，受引入通道的限制，而采用改造后公路架橋機(jī)散件運(yùn)輸、現(xiàn)場(chǎng)拼裝就位的方式，解決了通道不通的問題，提高了架梁組織的靈活性，從而為梁場(chǎng)選址創(chuàng)造了良好的條件。

　　2.2.2在雙線鐵路橋梁架設(shè)施工中，改造后的公路架橋機(jī)，可實(shí)現(xiàn)全幅機(jī)械橫移梁片，達(dá)到一次落梁到位，比較常規(guī)鐵路橋機(jī)采用單鋪雙架具有明顯的優(yōu)勢(shì)。

　　2.2.3鐵路架橋機(jī)軌道梁底部小車的軌距可以改變，打破了傳統(tǒng)鐵路標(biāo)準(zhǔn)規(guī)距1435MM的限制，增強(qiáng)了橫向的穩(wěn)定性。

　　2.2.4上部主梁的間距可以改變，可以實(shí)現(xiàn)不同寬度梁體的架設(shè)。

　　2.2.5采用輪胎式運(yùn)梁車，靈活方便。

　　2.2.6公路架橋機(jī)改造可利用舊設(shè)備，解決了好多設(shè)備的閑置問題，為企業(yè)和社會(huì)創(chuàng)造了價(jià)值；

　　2.2.7該設(shè)備結(jié)構(gòu)安全、性能可靠、操作簡(jiǎn)便、成本低，大方便了梁體的橫向移動(dòng)，具有很大的推廣價(jià)值；

　　2.2.8鐵路架橋機(jī)受制約因素多：①必須臨近既有線或修運(yùn)梁專用線；②運(yùn)梁使用特種平板車運(yùn)梁；特種平板須上報(bào)年度計(jì)劃；③在鐵路局申請(qǐng)要點(diǎn)施工；④鐵路橋機(jī)的拼裝有足夠的場(chǎng)地并有運(yùn)輸線路。而新建鐵路大都遠(yuǎn)離既有線路，這就勢(shì)必造成必須為鐵路架橋機(jī)修筑運(yùn)梁專線。而此費(fèi)用高達(dá)每公里幾百萬元。

　　2.3方案控制要點(diǎn)

　　根據(jù)制架梁總體方案要求，即梁場(chǎng)設(shè)在楠姆廟車站內(nèi)，主橋南岸采用改造后的公路架橋機(jī)架設(shè)，九峰段橋梁通過既有線運(yùn)輸和采用鐵路架橋機(jī)進(jìn)行架設(shè)，肖馬楊采用公路架橋機(jī)架設(shè)。鐵路架橋機(jī)架設(shè)工藝和方案已很成熟，而利用公路架橋機(jī)進(jìn)行架設(shè)鐵路T梁是一種嘗試，是一種創(chuàng)新。

　　要解決公路架橋機(jī)架設(shè)鐵路梁，則籌劃和施工的控制要點(diǎn)有：第一，公路架橋機(jī)的改造如何實(shí)施，怎樣更好的適應(yīng)鐵路橋梁架設(shè)的實(shí)際；第二，架梁方案需要很詳細(xì)的研討，該架橋機(jī)各種工況如何滿足鐵路各種構(gòu)筑物的承載要求，則架梁方案對(duì)應(yīng)的結(jié)構(gòu)檢算必須通過。第三，架梁實(shí)施中各種細(xì)節(jié)必須高度掌握和監(jiān)控，確保安全生產(chǎn)。

　　2.4構(gòu)筑物檢算說明

　　為滿足公路架橋機(jī)的施工載荷在各種工況下能夠滿足所經(jīng)過所有構(gòu)筑物的承載能力，委托鐵四院對(duì)橋墩下部結(jié)構(gòu)及連續(xù)梁部分進(jìn)行了檢算，委托中鐵咨詢對(duì)上部T梁本身進(jìn)行了檢算。檢算結(jié)果均能滿足。

　　3架橋機(jī)改造前、后的比較：

　　3.1架橋機(jī)改造后的概況：

　　3.1.1架橋機(jī)改造前總圖：

　　3.1.2改造前的架梁主要工序

　　3.1.2.1過孔：

　　1#支腿支撐在橋臺(tái)上，2#支腿支撐在縱向移動(dòng)鋼軌上，0#支腿、3#支腿懸空。2#支腿沿鋼軌縱向移動(dòng)到一定尺寸后使用天車?yán)α号渲厍斑M(jìn)，達(dá)到下孔墩帽上支墊穩(wěn)固、牢靠。

　　3.1.2.2喂梁：

　　過孔完成后，0#支腿支撐在墩帽上，1#支腿支撐在橫移軌道上，2#支腿懸空，3#支腿支撐穩(wěn)固、牢靠。

　　3.1.2.3架梁：

　　喂梁完成后，收起3#支腿，使3#支腿懸空，此時(shí)架橋機(jī)處于0#支腿和1#支腿的支撐上，可實(shí)現(xiàn)直接橫移到位。

　　3.2架橋機(jī)改造后的概況：

　　3.2.1設(shè)備改造后的總圖：　　                      

　　3.2.2改造后的架梁主要工序

　　3.2.2.1過孔：

　　中支腿支撐在橋臺(tái)上，后支腿支撐在縱向移動(dòng)鋼軌上，前支腿懸空前進(jìn)。前支腿縱向移動(dòng)到一定尺寸后使用天車?yán)α号渲厍斑M(jìn)，達(dá)到下孔墩帽上支墊穩(wěn)固、牢靠。

　　3.2.2.2喂梁：

　　過孔完成后，前支腿支撐在墩帽上，中支腿支撐在橫移軌道上，后支腿支撐在橋面上，開始喂梁。

　　3.2.2.3架梁：

　　喂梁完成后，收起后支腿，使后支腿懸空，此時(shí)架橋機(jī)處于前支腿和后支腿的支撐上，可實(shí)現(xiàn)直接橫移到位。

　　3.3架橋機(jī)改造的關(guān)鍵技術(shù)：

　　3.3.1對(duì)原來架橋機(jī)的3#支腿和2#支腿合二為一，統(tǒng)一為后支腿。2#支腿具有的移動(dòng)功能和3#支腿具有的減少懸臂端長度配合完成喂梁統(tǒng)一到后支腿上，使改造后的橋機(jī)后支腿具有配合喂梁和縱向移動(dòng)的功能。

　　3.3.2將改造后的后支腿使用鋼橫梁將兩個(gè)輪箱向內(nèi)側(cè)移動(dòng)到間距2.5m。

　　3.3.3設(shè)備功能、質(zhì)量研究總結(jié)：

　　設(shè)備經(jīng)改裝后能適應(yīng)多種工況的鐵路梁架設(shè)。

　　武漢貨車外繞項(xiàng)目部單線梁，兩片梁間距為2.2m；雙線梁兩片中梁間距為2m-3m不等。前支腿和中支腿都支撐在橫移鋼橫梁上，不會(huì)出現(xiàn)偏載的情況，架橋機(jī)過孔、喂梁工序中后支腿傳到橋面上的偏載力將會(huì)對(duì)已架設(shè)橋梁的安全產(chǎn)生較大的影響。

　　橋機(jī)改造后就可以避免這些安全隱患，架設(shè)單線梁時(shí)，兩片梁中對(duì)中為2.2m，橋機(jī)的后支腿間距為2.5m，T梁的腹板寬度為0.21m，橋面受力點(diǎn)偏出腹板中心4.5cm。架設(shè)雙線梁時(shí)，由于兩片中梁間距變化，可以直接在其中一側(cè)線路上進(jìn)行作業(yè)，此時(shí)，中梁和邊梁的間距為2.1m，橋面受力點(diǎn)偏出腹板中心9.5cm。經(jīng)鐵專院對(duì)該工況進(jìn)行檢算，均滿足要求。

　　4公路架橋機(jī)架設(shè)鐵路梁工藝簡(jiǎn)介（以32m梁為例）

　　4.1架橋機(jī)過孔工況

　　第一步:后支腿支撐到橋面，前支腿支撐到墩帽上，頂起后支腿油缸使中支腿懸空。

　　第二步:中支腿在天車的協(xié)助下沿主梁向前移動(dòng)到已架設(shè)梁端。距離梁端靜距為40cm。

　　第三步:中支腿支撐在梁端，后支腿支撐在已架設(shè)梁體上，并沿鋼軌前移，前支腿懸空前進(jìn)24m（主梁上油漆標(biāo)志）后停止，準(zhǔn)備掛梁配重。

　　第四步:運(yùn)梁車運(yùn)梁至架橋機(jī)后支腿處使用前天車將梁捆綁，捆綁后不起吊，天車將鋼絲繩拉緊即可。配重完成后，架橋機(jī)繼續(xù)向前，配重梁與橋機(jī)、天車同步前進(jìn)，直至前支腿到達(dá)下孔梁墩帽上，將前支腿支墊穩(wěn)固、牢靠。　　

　　4.2架橋機(jī)架梁施工工況

　　第一步：運(yùn)輸車把預(yù)制T梁運(yùn)送到架橋機(jī)后支腿處，然后使用前天車梁吊起并提升10CM脫離拖車。前天車提梁前進(jìn)，運(yùn)梁后臺(tái)車隨前天車同步前進(jìn)，運(yùn)梁后臺(tái)車運(yùn)行到后支腿處后，使用后天車將梁吊起，并與前天車同步前進(jìn)。

　　第二步：兩天車起吊縱向前移，架橋機(jī)沿橫移軌道橫移將梁直接放置就位。如下圖：

　　第三步：主動(dòng)牽引車后退連掛從動(dòng)運(yùn)梁車返回梁場(chǎng)重新裝梁。

　　4.3架橋機(jī)架梁順序

　　4.3.1架梁順序

　　架設(shè)鐵路雙線梁時(shí)，架橋機(jī)中心線和橋墩臺(tái)中心線重合，過孔步驟和架設(shè)梁步驟如上所述。在架設(shè)順序上，應(yīng)先架設(shè)一側(cè)邊梁，再架設(shè)旁邊的一片中梁。然后再架設(shè)另外一側(cè)邊梁，最后架設(shè)中梁。如果按照1234的順序編號(hào)，架梁順序?yàn)?243。

　　4.3.2預(yù)制梁倒裝、吊運(yùn)

　　預(yù)制梁由運(yùn)梁車運(yùn)輸?shù)郊軜驒C(jī)后部，利用吊梁鋼絲繩將預(yù)制梁捆綁，預(yù)制梁和鋼絲繩接觸的四角處均用護(hù)角鐵瓦保護(hù)，防止吊梁過程中鋼絲繩對(duì)梁體造成損壞，鋼絲繩捆綁預(yù)制梁后，利用起吊天車的卷揚(yáng)機(jī)直接將捆梁鋼絲繩起吊，達(dá)到起吊預(yù)制梁的目的。

　　4.4架橋機(jī)架設(shè)首跨和末跨梁：

　　架橋機(jī)前支腿可通過油缸和拆裝支腿來調(diào)節(jié)高度，中支腿固定，后支腿通過油缸調(diào)節(jié)高度，架設(shè)首片梁和正常架梁工況和順序一樣。架設(shè)末跨梁時(shí)，前支腿支撐在橋臺(tái)或已架設(shè)完成的梁體上。通過調(diào)節(jié)前支腿高度即可達(dá)到正常架梁工況。

　　4.5架橋機(jī)架設(shè)24mT梁

　　本標(biāo)段中有32m和24m兩鐘規(guī)格的T梁，架設(shè)24m梁時(shí)，架橋機(jī)跨孔工序中，首先前支腿跨22m后配重，完成跨孔工序，架梁同32mT梁。

　　5架梁實(shí)施情況總結(jié)及安全保證措施

　　5.1從實(shí)際的情況來看，隨著操作工人的配合默契和熟練程度的提高，實(shí)際架梁進(jìn)度達(dá)到了單線每天3孔，雙線每天2孔的進(jìn)度。

　　5.2安全保證措施

　　5.2.1人員到場(chǎng)要求：

　　架梁期間以下人員必須到場(chǎng)：監(jiān)理人員、局指安質(zhì)部人員、項(xiàng)目分部主管領(lǐng)導(dǎo)盯崗、項(xiàng)目分部安全員。

　　5.2.2工藝流程要求：

　　5.2.2.1運(yùn)梁車準(zhǔn)備運(yùn)梁前（不少于一天），由架橋隊(duì)技術(shù)員通知項(xiàng)目分部技術(shù)員，由項(xiàng)目分部技術(shù)員向監(jiān)理工程師提供所有待架T梁的技術(shù)證明書，經(jīng)監(jiān)理工程師檢查確認(rèn)后，由項(xiàng)目分部技術(shù)員通知制梁隊(duì)技術(shù)員準(zhǔn)予從存梁場(chǎng)提梁。

　　5.2.2.2架橋隊(duì)負(fù)責(zé)人將支座十字線恢復(fù)（根據(jù)下構(gòu)施工隊(duì)彈出的螺栓孔中心線），自檢相鄰兩片梁的間距，合格后報(bào)驗(yàn)項(xiàng)目分部技術(shù)員，檢查合格后報(bào)驗(yàn)監(jiān)理工程師。

　　5.2.2.3梁片在運(yùn)梁車上固定牢靠后，由架橋隊(duì)技術(shù)員畫出梁端中心線并通知項(xiàng)目分部技術(shù)員檢查撐、拉情況和中心線尺寸，檢查合格后通知架橋隊(duì)技術(shù)員組織運(yùn)梁。運(yùn)行過程中架橋隊(duì)前后臺(tái)車設(shè)專人監(jiān)控，項(xiàng)目分部技術(shù)員過程監(jiān)控。

　　5.2.2.4運(yùn)梁至龍門吊處后，架橋隊(duì)程運(yùn)利自檢龍門吊鋼絲繩有無串繩、夾繩現(xiàn)象，鋼絲繩有無破損、斷絲現(xiàn)象，護(hù)梁鐵瓦安放是否合適等其它的情況。項(xiàng)目分部技術(shù)員對(duì)龍門吊鋼絲繩、護(hù)梁鐵瓦進(jìn)行復(fù)查。

　　5.2.2.5提梁至橋面輪胎運(yùn)梁車上后，對(duì)梁片進(jìn)行撐、拉加固。加固完成后，架橋隊(duì)向項(xiàng)目分部技術(shù)員報(bào)驗(yàn)，檢查合格后報(bào)驗(yàn)監(jiān)理工程師檢查，監(jiān)理檢查合格后開始運(yùn)梁。運(yùn)梁時(shí)前后臺(tái)車設(shè)專人盯控輪胎走行線和運(yùn)梁安全狀態(tài)。

　　5.2.2.6運(yùn)梁至架橋機(jī)處，各準(zhǔn)備工作完成后，架橋隊(duì)技術(shù)員報(bào)驗(yàn)項(xiàng)目分部技術(shù)員，由分部技術(shù)員檢查喂梁前的準(zhǔn)備工作，檢查合格后報(bào)驗(yàn)監(jiān)理工程師檢查。監(jiān)理檢查通過后，開始喂梁。喂梁過程中，架橋隊(duì)盯控起吊鋼絲繩，要求排繩順暢、不夾繩，保證運(yùn)梁天車、臺(tái)車的行走一致性。

　　5.2.2.7縱移梁到位后開始落梁，落梁至距支承墊石30cm左右時(shí)開始橫移。橫移到位后安裝支座螺栓、吊線錘對(duì)中就位。邊梁使用外側(cè)撐方木、內(nèi)側(cè)墊枕木塊和方木楔，架設(shè)中梁時(shí)統(tǒng)一墊枕木塊、方木楔。支撐牢靠后，架橋隊(duì)技術(shù)員報(bào)驗(yàn)項(xiàng)目分部技術(shù)員，檢查合格后報(bào)驗(yàn)監(jiān)理工程師，監(jiān)理檢查通過后摘除鋼絲繩，才可進(jìn)行下道工序施工。

　　5.2.2.8相鄰梁架設(shè)完成，臨時(shí)支撐報(bào)驗(yàn)通過后，及時(shí)焊接兩端和中間隔板鋼板。整孔梁架設(shè)完畢后，隔板鋼板按要求焊接完成，波紋管鋼絞線全部穿上拉緊，拆除內(nèi)側(cè)臨時(shí)支撐（此時(shí)，兩邊梁外側(cè)斜支撐不拆除），由項(xiàng)目分部技術(shù)員報(bào)驗(yàn)監(jiān)理工程師，經(jīng)檢查合格后方可進(jìn)行過孔和下孔梁架設(shè)施工。

　　5.2.2.9架橋機(jī)過孔前準(zhǔn)備完畢后（導(dǎo)向軌安裝加固好，1#支腿在兩端支撐牢靠水平等），由架橋隊(duì)技術(shù)員報(bào)驗(yàn)項(xiàng)目分部技術(shù)員檢查合格后報(bào)驗(yàn)監(jiān)理工程師檢查，合格后方可進(jìn)行過孔作業(yè)，過孔時(shí)技術(shù)員全過程盯控。

　　5.2.2.10過孔完成，由架橋隊(duì)技術(shù)員檢查0#、1#支腿橫移軌道的支撐和水平，合格后報(bào)驗(yàn)項(xiàng)目分部技術(shù)員檢查，檢查合格后報(bào)驗(yàn)監(jiān)理工程師檢查，監(jiān)理檢查合格后進(jìn)行下道工序施工。

　　5.2.2.11架梁全過程由分部主管領(lǐng)導(dǎo)全面檢查和盯控，確保架梁安全和質(zhì)量。

　　6、總結(jié)：

　　我部通過公路架橋機(jī)進(jìn)行適當(dāng)?shù)母脑煊糜阼F路梁架設(shè)并于2009年5月5日完成了608片鐵路T梁的架設(shè)。

　　公路橋機(jī)改造后架設(shè)鐵路梁，為公路、鐵路建設(shè)市場(chǎng)設(shè)備的通用性做了初步嘗試，避免了大型設(shè)備的浪費(fèi)現(xiàn)象。在目前鐵路架橋機(jī)有限和公路架橋機(jī)閑置的情況下，對(duì)公路架橋機(jī)用到架設(shè)鐵路梁的技術(shù)綜合應(yīng)用的研究具有重要的歷史和現(xiàn)實(shí)意義。在實(shí)際的工程施工中收到了良好的效果，產(chǎn)生了可觀的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。