折叠中辅助支腿式架桥机的研制与应用

张广潭

(秦皇岛优益重工科技有限公司 河北秦皇岛 066000)

1 引言

UEJ500型架桥机是由秦皇岛优益重工科技有限公司自主研发设计，适用于铁路单线箱式预制梁架设的高铁施工设备[1-3]。该设备于2017年研制成功，并首次用于连镇铁路涟水特大桥单线预制箱梁架设施工。图1为该桥机架梁实景。

图1 UEJ500型架桥机

该架桥机设置了一组位于架桥机主梁中部可折叠式辅助支腿，辅助架桥机完成过孔工况，这也是该架桥机与常规铁路、公路架桥机最大区别之处。这种过孔方式效率极高，尤其体现在变跨架梁及首、末孔架梁工况时。

2 UEJ500型架桥机简介

2.1 主要技术参数

最大起重量:500 t；

最小工作曲线半径:800 m；

架设跨度:20 m、24 m、32 m；

架设梁型:单线混凝土箱形梁；

过孔形式:两跨平衡式，自平衡过孔。

2.2 结构组成

该架桥机主要由前后吊梁行车、主梁框架、前支腿、中支腿、后支腿、电气控制系统、液压系统和动力系统等组成。UEJ500型架桥机结构如图2所示。

图2 架桥机组成(单位:mm)

2.3 主要部件介绍

(1)主框架:主框架由2根箱形主梁及前后横联组成。两主梁中心距4 m，每根主梁分7节段，高2.3 m、宽1.2 m、总长72 m，基本节长度为10 m和11.5 m节。主梁腹板上侧设置供吊梁天车行走的轨道；主梁尾节内部放置由混凝土块制作的配重，在悬臂过孔时可保证整机的纵向稳定。

(2)前支腿:前支腿呈倒三角形结构[4]，为刚性支腿，可承受水平力，保证整机稳定。其上部设有滚动轮组，支撑在主梁底部轨道上，滚动轮组上配有反挂轮，可在导腿时携前支腿在主梁下盖板翼缘上行走；前支腿中部设有伸缩立柱及固定立柱，可通过伸缩立柱伸出和缩回及增减固定立柱来调整支腿高度；前支腿下部支撑于桥墩垫石上，并设有横移装置，可适应小曲线桥型架设。

(3)中支腿:中支腿设置于主梁中部下盖板下方。上部为铰接形式，铰座可旋转90°；中部为固定式立柱；下部为可调整式丝杆结构，可在一定范围内调整支腿高度。通过设置于主梁两侧的卷扬机可将中支腿折叠拉起，保证架梁工况时不对混凝土梁造成干涉；过孔工况时可将中支腿放下，辅助支撑桥机主梁，以便前支腿移位。

(4)后支腿:后支腿成“O”形结构，可满足混凝土梁从中通过。后支腿为固定结构，下部设有行走驱动轮组，可与前支腿滚轮组配合，同步行走，携桥机纵移过孔。

(5)吊梁行车:吊梁行车分为前、后两组，分别可以提吊混凝土梁两端。吊梁行车具有升降、纵移、横移的功能，并在过孔时移动到主梁后端做配重用。

3 主要技术特点

(1)前支腿采用倒三角形结构，可承受水平力。通过挂轮与支撑滚轮组配合，保证前支腿不会倾倒，保证纵移过孔时的安全性。

(2)前支腿下部设计为双层叠置结构[5]，可通过横移油缸推动，使桥机前端横向摆动，以适应不同的曲线桥梁架设要求。

(3)中支腿采用可折叠形式设计，架梁时折起，过孔时支撑于已架梁的前端；不同于前辅助支腿形式的桥机，可避免辅助支腿与前支腿同时支撑于桥墩上引起空间局促的问题。

(4)中支腿支撑于已架梁的梁面上，在首、末孔架梁时不用调整辅助中支腿高度，仅调整前支腿高度即可，工作效率提高。

(5)变跨架梁时，中支腿位置无需调整，仅按照正常过孔工法，控制前支腿纵向移动距离即可，方便快捷[6]。

4 施工流程

4.1 架梁施工流程

架桥机于桥头支立，准备架梁，运梁车驮梁至架桥机后方，准备架桥。架梁施工示意见图3。

图3 架梁施工示意图

(1)运梁车驮运混凝土梁进入架桥机腹内，运梁车前后支腿油缸支撑，前吊梁行车将混凝土梁前端吊起。

(2)前吊梁行车与运梁车上的驮梁小车配合前移混凝土梁，直至混凝土梁后端到达后吊梁行车吊装位置，后吊梁行车将混凝土梁后端吊起[7]。

(3)运梁车返回梁场取梁，前吊梁行车与后吊梁行车配合吊梁同时前行到达落梁位置。

(4)两台吊梁行车同时落梁，架设完成[8]，准备过孔。

4.2 过孔施工流程

架桥机完成架梁施工，准备过孔，具体操作步骤如图4所示。

(1)架桥机架梁完成，铺设后支腿行走驱动轮组轨道，两吊梁行车开至架桥机尾部做配重。

(2)同时启动后支腿行走驱动轮组及前支腿滚轮组，架桥机向前纵移。待中支腿移动至前支腿后端，中支腿距已架梁梁端750 mm，将折起的中支腿放下，在桥面支撑。

(3)后支腿与中支腿支撑，前支腿前移至前方桥墩上方，前支腿油缸伸出，使前支腿支撑于桥墩上。

(4)前支腿油缸继续顶升，使中支腿脱离桥面，稳固前支腿，将中支腿折起。

(5)同时启动后支腿行走驱动轮组及前支腿滚轮组，架桥机继续前移，待后支腿向前走行到位，后支腿距已架梁梁端约1 250 mm，过孔完成。

图4 过孔施工示意图

4.3 特殊工况

(1)变跨工况:架桥机在架梁过程中除架设32.6 m标准跨梁型外，还涉及架设24.6 m、20.6 m及其他梁长不超过32.6 m的非标梁[9]。

该架桥机在变跨过孔工况时有其他架桥机无法比拟的优势。非32.6 m梁型架设过孔时支腿无需调整位置，仅在过孔流程中第3步时，将前支腿按照正常过孔方式在非标跨桥墩墩顶上支立即可，如图5所示。

图5 变跨施工示意图(单位:mm)

(2)小曲线桥型架设[10-12]:该架桥机最小可适应800 m小曲线桥梁架设，通过横移前支腿下部的横移机构来满足前支腿在曲线桥墩上就位。

具体操作方法如图6所示。图中1、2、3分别为曲线桥的桥墩位置，A、B、C分别为架桥机的前、中、后支腿。待桥机过孔至中支腿B到达桥墩2位置时，支撑前先以后支腿C为圆心，横移前支腿A，使桥机主梁前端中线与桥墩3中心对齐，此时中支腿B移动至B′位置再支撑，然后前支腿移动到前桥墩时即可使桥墩中心与前支腿中心对齐。

图6 曲线施工示意图(曲线半径大于1 500 m)

在曲线桥架设时，如曲线半径大于1 500 m，可按照上述方法横移调整使架桥机前支腿与前桥墩对位；但如果曲线半径小于1 500 m时，为使主梁前端中心与桥墩中心对齐，前支腿横移量较大，且横移后中支腿支撑位置会偏出混凝土梁腹板位置，影响混凝土梁受力。故在小曲线桥型架设过孔时，横移对位需分为两步完成，即首先在过孔步骤第二步时，以后支腿C为圆心横移前支腿A，使前、中支腿A、B到达A′、B′位置，但此时架桥机前端中心没有与前桥墩中心对齐，仅能保证前支腿可上桥墩；然后进行过孔步骤第三步操作，将前支腿A′移动至前桥墩上支撑，收起中支腿B′，此时再次横移前支腿A′到达A″位置，使架桥机主梁前端中心与桥墩中心对齐，完成曲线桥摆位施工，如图7所示。

图7 曲线施工示意图(曲线半径小于1 500 m)

5 结束语

UEJ500型架桥机用于铁路单线桥预制箱梁架设，采用自平衡式过孔方式，利用中部的支腿作为过孔辅助支腿，结构简单，稳定性高；对首、末孔架梁及曲线桥，特别是变跨施工工况适应性强。

该架桥机采用区别于其他架桥机的辅助中支腿过孔方式，且中支腿可折叠，架梁时不影响预制梁喂梁、架梁，是一种新型的具有划时代意义的架桥机。