浅析中国高铁箱梁搬提运架设备发展历程

丁文长，刘元宝，仙进兵，高家宇

（中铁十四集团有限公司，山东 济宁 272000）

1 引言

当今，我国高铁技术作为国家品牌、名片由国内走向国外，引领世界高铁建设潮流，我国已成为世界铁路发展的重要推动者和全球铁路规则制定的重要参与者。这其中大国重器——高铁搬提运架施工设备发挥了极其重要的作用。自2006年我国自主研发的高铁箱梁架设设备投入市场应用以来，已在结构形式、起重量、跨度、适应性、信息化水平、安全性能等方面均取得了长足的进步。根据数据显示，目前国内900t级高铁搬提运架设备保有量约900台，设备资产约100亿元。随着国家高铁架梁设备研发制造能力的升级，目前1000t级、1100t级新型高铁设备已逐步投入到施工应用中。

随着设备的发展进步，施工时我们发现不同类型的设备、不同产品时期的设备在适应工况、配套应用上有很大差别。尤其随着新设备、适应性更强的设备投入市场后，原来的老旧设备开始大批量闲置。究其原因，国内目前没有单位对高铁设备进行系统划分和研究，如什么类型的设备适用于平原地区施工，什么类型的设备适用于过隧道施工等。

2 划分依据

根据国内现有高铁设备基本情况，结构组成、主要性能参数及关键技术对高铁设备进行系统划分，笔者认为国内高铁设备发展有3次重大技术革新，故可划分为3代，分别为32m/900t平原高位（2006~2012年）；32m/900t山岭过隧道低位（2013~2018年）；40m/1000t全工况超低位（2019年至今），供行业内参考。

2.1 第一代32m/900t级高位高铁设备

我国自主研发32m/900t的分体式箱梁架设设备在武广、京沪高铁等平原地区推广应用，标志着32m/900t架桥机进入平原高位时代。这代产品主要应用于平原地区的高铁桥梁建设，设备整体高度较高。主要有下导梁式高位架桥机、单梁单门式搬运梁机、高位运梁车、450t龙门吊。

架桥机设计时采用下导梁结构，可辅助桥机过孔。桥机整机高度约为13.5m，整机长度76m左右。

2.2 第二代32m/900t级低位高铁设备

随着国家铁路建设发展，高铁施工已由平原逐步发展至山区，重大干线拓展至城际、城市高铁，过隧运架和桥隧相连的施工工况不断出现，第一代高铁设备因自身设计原因，不能满足实际施工需要，第二代设备应运而生。

这代设备主要考虑适用于过隧道运架梁施工。运架设备较第一代高度更低，长度更长。架桥机结构形式由带下导梁结构改为悬臂梁结构，设备的过孔速度进一步提高；第二代低位运梁车，驮梁高度设计在2.95m左右，长度超过42m；故在节约搬梁通道的同时可为运梁车装梁，第二代搬运梁机结构形式为单梁双门式，使得低位运梁车可下穿搬运梁机。

此外，为满足过隧道、桥隧相连工况运架梁施工，国内相关单位研发制造运架一体机，其具备过隧道运梁、架梁和隧道口零距离架梁的能力，是集合了运梁车、架桥机功能于一体的施工设备。

2.3 第三代40m/1000t级超低位高铁设备

2019年，郑济铁路实现了40m/1000t简支箱梁的架设，标志着我国分体式架桥机进入高铁箱梁架设领域国际领先的新时代。这代高铁设备为40m/1000t高铁箱梁设计，同时兼备过隧道运架梁，可架设40m、32m、24m、20m等多种规格梁型。

3 设备类型简介

为更清晰的阐述高铁架梁施工设备的发展历程，笔者将搬提运架设备单独列举，以供横向对比。

3.1 架桥机

3.1.1第一代32m/900t下导梁式架桥机、JQ900门式下导梁式架桥机

如图1左所示为TLJ900型下导梁式架桥机，O型中支腿结构。如图1右为JQ900型门式下导梁式架桥机，特点为门型支撑中支腿结构。

图1 900t下导梁式架桥机、门式下导梁架桥机

3.1.2第二代32m/900t悬臂梁式架桥机

第二代设备无下导梁，采用固定式O型中支腿，为配合运梁车通过隧道，整机高度设计更低。如图2所示。

图2 900t双导梁悬臂架桥机

3.1.3第三代40m/1000t悬臂梁式架桥机

第三代产品为40m/1000t简支箱梁研制，并兼容32m、24m箱梁，整机较第二代架桥机高度更低，其主梁有单、双两种结构形式，均可完成过隧、隧道口零距离架梁等特殊工况作业，是一种“全能型”设备。如图3所示。

图3 1000t超低位架桥机

3.2 运梁车

图5 900t低位运梁车

3.2.1第一代32m/900t高位运梁车

第一代高位运梁车主要应用于无隧道的平原工况，长度在39m以内，可完成32m/900t箱梁的驮运、喂梁及协助架桥机进行桥间转移工况。由于设备设计结构高大，中位驮梁高度可达3.5m。如图4所示。

图4 900t高位运梁车

3.2.2第二代32m/900t低位运梁车

第二代低位运梁车为满足驮梁过隧工况进行设计，中位驮梁高度2.95m，驮运配套架桥机过隧。由于高度降低，为满足接地比压，长度一般为42m以上。如图5所示。

3.2.3第三代40m/1000t超低位运梁车

图6上为整体式第三代运梁车，在满足1000t载重的同时，高度再次降低，

图6 1000t超低位运梁车

中位驮梁高度1.6m，载梁机构为槽型结构，采用多轴、小轮胎、双胎并置设计。

图6下为分体式运梁车，前后各有动力驱动，适应全工况运梁，但配套架桥机后悬臂较长。

3.3 搬运梁机

图8 900t单梁双门式搬运梁机

3.3.1第一代32m/900t单梁单门式搬运梁机

第一代搬运梁机为单梁单门结构，通过2台起重天车吊梁，可横向、纵向平移。给运梁车装梁时，需横向上跨运梁车。如图7所示。

图7 900t单梁单门式搬运梁机

3.3.2第二代32m/900t单梁双门式搬运梁机

由于第二代运梁车长度增长，第一代搬运梁机无法直接为第二代运梁车装梁，遂研制单梁双门式搬运梁机，运梁车可在其下方纵向移动，不受长度限制。如图8所示。

3.3.3第三代40m/1000t双梁双门式搬运梁机

第三代搬运梁机为40m/1000t简支箱梁研制，其结构为双梁双门式，起重量升级为1000t。如图9所示。

图9 1000t双梁双门式搬运梁机

3.4 运架一体机

图11 1000t运架一体机

运架一体机集运、架梁功能于一体，可以实现出隧道口零距离架梁，适应运架梁全工况。

3.4.1 第二代32m/900t导梁式运架一体机、32m/900t流动式架桥机

图10上为导梁式运架一体机，由运架梁机和下导梁机2部分组成。图10下为流动式无下导梁，增加前辅支腿，后经改进，变为中支腿。

图10 900t运架一体机

3.4.2第三代40m/1000t流动式架桥机

第三代产品为40m/1000t简支箱梁研制，首次使用可变位主支腿折叠结构，可直接运输40m箱梁过隧道，并在隧道内及隧道进出口零距离架梁，兼架32m、24m箱梁，为“全能型”设备。如图11所示。

提梁龙门吊为门式起重机，除起重量上为450t、500t外，结构上未有较大变化，本文不再赘述。各类型设备详细特点见表1，以供各位同行在设备选型时参考。

表1

4 结语

随着我国基建的快速发展，大型工装设备不断更新迭代，未来将出现更多新型、智能化的装备。笔者相信大型装备的发展创新必将推动高铁行业建设的发展进步。