高速铁路桥梁架设方法与设备配置分析

张 恒

（中铁十九局集团有限公司，北京 100176）

0 引言

在促进我国高速铁路工程项目全面建设过程中，注重高速铁路桥梁架设方法的科学性，对于整体上促使高速铁路桥梁架设向着科学化的方向发展起着非常重要的作用。在高速铁路桥梁架设中，无论是从桥梁架设承载力还是从桥梁本身施工复杂度来讲，都在很大程度上给桥梁工程项目施工人员带来一定的挑战。如果工程施工人员未能科学化应用架设设备将高速铁路桥梁架设方法明确展现出来，对于施工项目按照预定的施工规划和施工目标的落实必然产生不良影响。在长期高速铁路桥梁架设施工中，通过统计总结发现，工程单位已经总结出许多高速铁路桥梁架设方法，这些方法给高速铁路桥梁工程项目按照预定的规划和计划落实发挥了促进作用。结合施工设备，分析当前高速铁路桥梁架设施工方法，为工程项目实现高效化建设提供一定的借鉴。

1 高速铁路桥梁架设方法分析

1.1 桥梁架设方法

由于高速铁路桥梁架设的特殊性，在工程项目施工建设中，架设方法的应用也存在着特殊性。一般而言，高速铁路桥梁工程项目对施工刚度和强度要求较高，为了满足这一需求，需要工程施工人员深入工程项目实际，从施工架设的地理环境出发，探讨出科学、合理的高速铁路桥梁架设方法。整体而言，统计分析后发现，高速铁路运行对桥梁的跨度要求一般是小跨度和中跨度，且使用的是单室箱型截面梁，也就是当前施工所用的箱型梁。这种结构的桥梁在实际施工过程中，工程人员会选择使用膺架法、悬灌法以及架桥机和造桥机相结合的方法。这些方法的使用能在很大程度上保证箱型梁架设的完整性。

该架设方法主要使用的设备是架桥机。架桥机主要是在施工架设过程中，配合施工人员针对预制桥梁进行架设，且能实现全过程的全跨孔预。而与架桥机相配合的是造桥机的使用。造桥机是在施工现场制造架设使用的设备。工程人员通过使用钢（桁）梁支撑箱梁梁体外模，在预设的桥位上浇筑混凝土。目前，高速铁路桥梁架设中的造桥机主要使用移动模架法，相比架桥机而言，造桥机在国外桥梁架设中是应用非常普遍的机械设备，相对而言，这种机械设备的使用在国外更加成熟，且这种机械设备有专门的生产制造商。

近年来，随着我国高速铁路桥梁架设规模和里程的增长，对使用架桥机的重视程度也在不断提升。大量工程实践证明，高速铁路架桥机的使用能有效满足工程项目施工周期短、桥梁数量较多的现状。高速铁路桥梁架设使用的架桥机，已成为桥梁施工建设的主要设备。造桥机和架桥机都有各自的优点和缺陷，需要工程单位根据实际工程项目的具体施工现状和工程施工规划合理选择。

（1）造桥机在高速铁路桥梁架设中的应用对施工现场其他施工工序的干扰较小，能够在施工现场实现标准化操作，且这种设备梁跨结构较小，工程施工占地小，能有效节省材料。但是，如果工程单位使用此种设备，整个工程的施工规模是非常大的。

（2）架桥机在高速铁路桥梁施工架设中的应用虽然能缩短施工周期，同时实现标准化施工。但是，工程单位施工人员应意识到运用此种机械设备需要面对的困难较多，给工程项目实际造成的临时工程也较大。为保证此架桥机使用科学化，需要工程单位在正式应用前加强测算分析，只有测算合格，才能投入项目施工。

1.2 架设方法应用效果分析

对于高速铁路桥梁实际架设而言，工程项目人员决定使用何种架设方法，在从很大程度上决定了使用何种架设设备。无论是架设方法的选择还是架设机械设备的选择都应在成本考虑范围内落实，也就是能够在很大程度上控制成本，实现高速铁路桥梁架设效益的最优化。

（1）工程单位在确定架设方法后，也就基本上确定了工程项目施工所需要的设备及数量。因为，通过大量的工程项目施工发现，架设方法与机械设备使用之间是相互协调匹配的。而工程项目施工周期和工程量也决定了施工设备的使用数量。

（2）从成本控制层面分析，不同设备实际应用的成本投入不同。通过统计发现，架桥机的使用成本占整个工程项目成本投入的60%左右，而造桥机设备的成本投入占整个工程项目成本的45%。由此可见，不同机械设备实所占用的项目成本不同。对此，工程单位在选择机械设备时，应严格根据实际成本投入合理选择，实现投入产出效应的最大化。

（3）从工程项目造价构成来讲，在高速铁路桥梁架设过程中，不但需要投入一定的机械设备，而且还需要投入一定的人力及材料，人力资源的投入和机械设备是相匹配的。无论高速铁路桥梁形状和结构如何变化，使用机械设备所投入的人力资源都是固定不变的，这方面占整个成本投入管控的绝大部分。

1.3 架桥机实际应用注意事项

在高速铁路桥梁架设过程中，工程施工单位选择架桥机，应该注重的问题是选择过程中，一方面要保证施工场地准备到位，施工场地足够宽裕，且现场有合理的运输线路；另一方面，架桥机施工中，对预制桥梁的施工要求较高，需要工程施工人员提前做好准备工作，防护措施到位，以保证整体施工建设水平。

具体要求：①架桥机实际应用中，在保证路基表面强度基础上，保证设备轮胎接地变形面积得到科学化管控；②在保证路基稳定性基础上，才能引入造桥机机械设备。存在一定量的软土地基，则需要通过检验分析，将软土地基进行处理，选择合理的时机引入造桥机。路基施工队墩台的选择也存在较大的差异。高速铁路桥梁墩台的使用，容易受到墩台本身强度和墩台反向作用力的影响。墩台实际强度与支撑面积之间有着紧密联系，需要工程施工人员从横向弯矩和纵向弯矩2 个方面实现；③在高速铁路桥梁施工中，施工人员要保证支腿位置距梁端的距离控制在合理范围内，施工人员根据桥梁结构尺寸科学分析，明确架桥机的具体架设需求。如，要按照架桥机确定导梁悬臂时的挠度和墩台垫石的高度，以及根据施工场地确定架桥机支腿和操作位置。如果在梁体的运输中使用架桥机，则需要保证架桥机运输道路的坡度，根据路基基本状况确定坡度，保证运梁的稳定性。

2 高速铁路桥梁架设机械设备使用注意事项

2.1 根据施工目标合理选择

在不同的高速铁路桥梁施工建设中，工程施工人员应根据施工目标合理选择，在立足工程项目施工地理现状和施工要求的基础上，同时结合工程项目投入成本的合理化分析，保证无论是架设方法的选择还是机械设备的选择，都能满足工程项目施工目标。高速铁路桥梁架设难度大，再加上铁路桥梁施工的特殊性对机械设备的应用难度更大。因此，为了达到施工目标，需要施工操作人员从实际出发，与设计人员交流合作，根据高速铁路桥梁工程项目施工规划方案，合理选择机械设备，保证机械设备投入工程项目施工后，能够有充足的场地进行安装处理，促进工程项目施工建设。

2.2 机械设备投用前的维护管理工作

在高速铁路桥梁选择的机械设备正式投用前，工程施工单位要组织机械设备维修人员进行检查维修，保证设备正常运行，为后期工程项目的正式应用奠定基础。如架桥机在实际应用中，首先工程人员要对液压系统进行检修。一般而言，架桥机的液压系统有3 套，而每套液压系统都是相互独立的。3 套液压系统在实际操作中都由液压泵站、执行元件、管路等组成。在对液压系统进行检测中，检查各液压系统元件，确保其运行正确。且在温度较低的环境下，执行元件内设有专门的加热器，以保证执行元件在温度较低的情况下能够正常运行，避免因低温状态出现停止运转的现象。此外，架桥机操作中，工程操作人员应明确架桥机电气系统是否运行安全。在电气系统检测过程中，因架桥机重量非常大，对电气容量需求也较大。因架桥机的规模较大，无论是电气控制还是电气检测与保护都比较复杂，对可靠性要求较。对工程团队来讲，为有效控制架桥机，可以选择自动化和智能化控制器，通过使用变频调速、PLC 可编程控制、计算机实时监控、远距离遥控、语言自动警示系统、吊点平衡受力监测系统等自动化程度较高的技术体系，能在第一时间发现架桥机运行中存在的问题，从而保证架桥机的运行效率控制在合理范围。通过自动化监测技术在第一时间发现机械设备运行中存在的问题，且通过监测能够发现架桥机安全运行模式是否存在问题，并将故障现象显示出来，对于提高维修人员的维修工作和处理水平起着非常重要的作用。

此外，在高速铁路桥梁机械设备架设中，机械设备检测工作要注重无损检测技术及各种现代化检测技术的使用。通过科学的检测在第一时间发现机械设备存在的问题，对于后期机械设备实现科学化使用有着非常重要的作用。

3 结语

综上所述，高速铁路桥机械设备设置中，工程管理单位在机械设备操作要求和操作目标相结合的基础上，根据成本投入合理选择。在高速铁路桥梁架设方法科学合理选择的基础上，对架桥机和造桥机实现最优化使用，为工程项目实现高效率建设发挥促进作用，满足工程施工建设目标。