900t轮胎式提梁机改造及在石武客运专线西平制梁场的应用

周 兵,施正宝

(中交第一公路工程局有限公司,北京 100024)

1 应用背景

随着国民经济的发展和我国铁路跨越式发展的需要,铁路客运专线建设已经成为我国铁路发展的大趋势,客运专线的建设和发展也体现了一个国家的技术水平和经济实力。为了尽量减少占用耕地,客运专线采用高架桥的铁路里程一般占总里程的50%以上,高架桥一般采用双线整孔箱梁结构,对于32m双线整孔箱梁,自重一般在840t左右,采用预制架设施工工法对保证质量和工期具有明显优势,被广泛采用。而实现场内移梁、运梁和上梁的提梁机成为施工过程中不可缺少的设备之一。对于在桥端设置的梁场,运梁车可以直接开到梁场内装梁,采用提梁机直接装车即可(轮轨提梁机或轮胎提梁机都能满足工况);而对于梁场位于桥梁中段的情况,运梁车只能停在桥上,无法直接进入场内,故一般采用场内轮胎提梁机(或轮轨提梁机)移梁、运梁到线下,采用跨线提梁机(2台450t轮轨提梁机)上梁。石武客运专线西平制梁场就属于第二种情形,根据梁场情况对900t轮胎提梁机进行了改造,该梁场提梁上桥部位梁面与地面高差9m,运梁车高度为2.8m,箱梁高度3.1m,考虑工作空间和提升高度,改造后的提梁机高度为21m,实现了提梁、运梁、上梁一体化的要求,从而减少了2台450t跨线提梁机的投入和提梁站。

2 方案研究

如何实现轮胎式提梁机对停在桥上的运梁车直接上梁,减少2台450t跨线提梁机的投入,主要要求轮胎提梁机能够具备跨线提梁的功能。具体方案如下。

图1 提梁机道硬化区

如图1所示,在桥位两侧进行硬化处理,使之能够满足提梁机重载行走,在954～955号墩之间,和955～956号墩之间设置过桥位通道,提梁机从这两孔之间跨越桥位。

如图2所示,先用提梁机架设956～957、957～958、958～959号墩之间的3孔箱梁,架桥机在地面低位拼装后,由提梁机提到桥上,在桥上整体拼装完成后过孔,提梁机将运梁车吊至桥上。

图2 首架方向提梁机作业示意

如图3所示,上梁时,提梁机从存梁台座将梁提移至纵向运梁通道,90°转向后,纵移,沿纵移通道行至954～956号墩处,跨越桥位通道位置进行90°转向,经跨越通道横移,进入桥位,90°转向后沿桥位纵移通道行走,实现上梁。

图3 提梁机转向位置

架桥机掉头时,先将运梁车吊下,将架桥机处于拼装后的状态,用提梁机将其提至运梁车上掉头后,重复先架方向拼装顺序,进行架设。

如图4所示,后架方向完成后,将跨越桥位通道的2片梁用提梁机提至架设完成,桥上(956～957、957～958号墩孔)预存,待提梁机将架桥机和运梁车吊至地面,用提梁机安装最后2片梁,最后提梁机跨越桥位就地拆除,转场。

图4 最后2片梁安装示意

要实现以上方案,900t提梁机必须满足以下几个要求。

2.1 工况要求

与普通轮胎提梁机相比,该提梁机进入桥位装梁要进行3次90°重载转向,其转向系统采用液压系统较好。

将架桥机提至桥上时,提梁机必须跨越架桥机,使架桥机位于提梁机主梁下,这就要求架桥机低位拼装,只能O形腿先侧面收起,在桥上再展开拼装,同样,架桥机吊至桥下调头时,也必须先将O形腿收起,调头后在桥上再拼装。

2.2 拼装高度要求

达到提一过二的工况,提升高度要求不小于12 m,如图5所示。

跨桥位装梁,提升高度不能小于17m(墩高6m),如图6所示。

将架桥机提至桥上,提升高度不小于21m,如图7所示。

故达到以上工况,最终提梁机的提升高度定为21m。

2.3 配置确定(表1)

3 轮胎提梁机对地基要求

3.1 荷载

图5 提一过二工况(单位:m)

图6 跨桥位装梁工况(单位:m)

图7 将架桥机提至桥上工况(单位:m)

表1 提梁机配置确定

32m(双线)箱梁重:8368kN;提梁机自重:6180kN;故最不利情况下荷载:14548kN。

3.2 受力面积

提梁机轮胎在混凝土路面上行走,混凝土路面将荷载传至地基,其轮胎受力面积约为95m2。

3.3 基底应力平均值

故要求轮胎提梁机道的地基承载力达到153kPa以上。

3.4 提梁机道路路基

一般采取换填处理,换填压实后路基承载力特征值不小于154kPa;若对路基土进行覆压后,其承载力能达到154kPa以上,则可不进行换填处理,仅做混凝土路面层和水泥稳定碎石层即可。

4 经济分析比较(表2)

表2 经济分析比较 万元

5 所需净空高度比较(表3)

6 其他方面比较(表4)

(1)提梁机经过改造后满足现场移梁、提梁施工要求,施工高峰期最多1d移梁3孔,提梁6孔,完全满足施工要求。

(2)轮胎提梁机行走模式灵活,合理安排移、提顺序,在最短的时间内,以最小的成本,完成施工任务。

(3)设备故障会直接引起制架梁的停工。施工中高度重视设备的日常维护,加强动态管理,避免带病作业,引起故障或安全事故。

(4)今后高速铁路施工中可直接使用该设备,或单一当做移梁机使用,节省投资,提高工作效率。

表3 2种提梁方式所需净空高度比较

表4 其他方面比较

7 结语

西平制梁场采用轮胎提(21m)的方案,改变了传统900t铁路箱梁架设四大件的配置要求,减少了设备资金投入近600万元,节省人工费近130万元。对于梁场位置墩高小于6m,不受场地限制的条件下,该方案一般都可以应用。

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