轨道平车在钢-混组合梁现场架设中的应用分析

安小军

(甘肃博睿交通重型装备制造有限公司，甘肃 兰州 730000)

0 引 言

伴随着GDP高速增长，我国的基础设施建设也在蓬勃发展。一方面，由于钢铁制造业的不断创新升级，多种国产化的钢材正在运用到我们的日常生活建设当中，尤其是土木建设工程中；另一方面，钢结构的受力优势相较于其他建材，能够更好地在建设工地上显示出其受力的优势。需要突出说明的是，在桥梁工程方面，“钢筋+”的使用是十分普遍的。这主要是因为钢筋+混凝土的方式充分利用了两者的优势，即充分利用了混凝土抗压性能强、钢筋抗拉能力好的优势，各自弥补了对方的不足，将混凝土抗裂性差、钢材易于弯曲的缺点都进行了很好的克服，同时也让桥梁的外观设计更加多样性、桥梁的跨度变得更长，满足了当前的建筑工程中效益优先、质量优先、轻便、美观大方的要求。

1 工程概况

图1 箱梁横截面示意图

敦当高速K187+154.5跨线特大桥：桥面宽度为12.75 m(双幅桥)，全桥长1 410 m，共45联(即39×30 m+6×40 m)钢-混组合连续箱梁，如图1所示，主梁由45片钢箱梁与混凝土桥面板通过剪力钉连接而成，横向连接主要由端箱梁及中间工字梁组成，桥面顶板为压型钢板，单个箱体由底板单元、波形腹板单元、顶板单元组成。桥面结构施工流程为简支转连续，即钢箱梁在每一联中单跨为简支结构，在桥面混凝土及墩顶位置处混凝土施工完毕后进行张拉，体系转换完成后整体为连续梁形式[1,2]。箱体通过分节段制造，分节段运输至安装现场，在现场进行二次拼装焊接成整体后再进行桥位运输、安装。钢箱梁所用的钢材主要为：①Q390E，3 118 t，厚度有12 mm、20 mm、16 mm；②Q345E(波形钢腹板)，1 414 t，厚度有10 mm、12 mm；③Q345B(压型钢板)，563 t；④235C，1 199 t，厚度有12 mm、14 mm、16 mm；⑤Q235C型钢(型材：方管、型钢、角钢等)，210 t，合计6 504 t。钢防撞护栏所用的钢材主要为Q345C，660 t，厚度有6 mm、10 mm、24 mm、40 mm。全桥总计7 164 t[3,4]。现场运输采用了轨道平车进行配合架设，单个运输箱体最大重量达130 t。

2 轨道平车运用中的实际问题分析

从具体问题的角度分析轨道平车运行中所出现的问题，其主要体现在以下几个方面。

首先，空气制动机设备虽然是比较常见的一种设备类型，但在实际应用中的检修环节是存在一些问题的。一方面，随着现阶段我国轨道交通运输的建设和发展，交通运输对轨道平车制动技术和效果的要求也同步提升了，但现阶段应用的这种制动机设备在制动效果上出现了局限性的问题。另一方面，从设备检修的角度分析，目前负责检修的部门通常是车辆部门，检修工作通常由车辆部门独立完成，在检修的质量上和检修工作的全面性上也会存在一定的问题和不足。例如，检修工作未全面开展，或者出现检修漏洞等。

其次，关于踏面方面的问题。这方面的问题集中出现在型号为GPC30的轨道车上。在常用的磨耗型踏面的应用背景下，对于轨道车的运行速度有非常严格的要求。当轨道车的速度超过了70 km/h[2]，则会引发晃车现象，这会进一步影响到轨道平车的运行速度。并且，这种踏面存在占用道路的问题，会对整个轨道交通运输系统的运行协调性和效率产生不利的影响。

3 运梁车的分类与具体应用

国内当前的钢-混组合梁的运梁车主要分为胶轮式与轨道式运梁形式，这两种形式的运梁车在结构上有着明显区别。

3.1 胶轮式运梁车

(1) 胶轮式运梁车是由2个独立的运行机构(主车、副车)组成，如图2所示。主车由发动机、传动系统、制动系统、液压转向系统及电气系统等部分系统组成，副车由制动系统、转向系统等部分组成，具有载重量大、操作简便、维修方便生产效率高等特点。

图2 胶轮式运梁车

(2) 因体积大、运梁过程中自身荷载大，运梁行走过程中主炮车推着副炮车走，对运输道路要求相对较高，要求运输场地地面相对较平整且坡度不宜过大。对于目前应用较多的箱体简支、桥面连续的桥梁，此运梁车在连续端因有断接无法正常行走，若要通过则需铺设较厚的钢板或者在断接处设置临时支撑才能通过，所以该运梁车更多地用于场地内外倒运梁片，特别是针对钢梁结构形式多样化的发展趋势日益明显，而相对结构形式比较新颖的箱体传统胶轮式运梁车无法实施运输。而在钢混叠合梁上因体积比较大且前后主、副炮车需有两个人在操作平台上驾驶，前后最少需配备4人进行运输过程安全监测，安全系数相对较低、同步性能差，抗震、抗扭刚度小，炮车自身高度大对架桥高度、宽度要求太高，整体安全性、经济性相对较低。

3.2 轨道式运梁车

轨道式运梁车运用在钢-混组合梁上，其自身体积小、在轨道上行走，且箱梁与轨道车前后驮运车横向接触面积较大，轨道车分配梁可根据箱体的结构特点现场进行调整改造，能更好地应用于结构比较复杂、平面曲线相对较小的箱梁。驮运钢梁行走时抗震、抗扭刚度大、安全可靠、加工方便、构造简单，自身结构重量小，可更好地应用于大跨度、重量大的箱梁。前后驮运车行走有较高的同步性，且自动化程度较高，大大减少了人工操作的工作量，安全性能比较稳定。因其结构和适用性强、自动化程度高、安全系数高等特点,有很大的推广必要。

4 轨道运梁车的特点

(1) 整个轨道运梁车由前运梁车和后运梁车组成，如图3所示，采用直流电动机、减速机构驱动。其中，前运梁车设有2个轮箱、4个轨道轮，后运梁车同样设有2个轮箱、4四个轨道轮，前运梁车和后运梁车可分动、联动。配备电控操作系统，重载采用集中操作，空载可单独操作。使用安全可靠，同步性能好。

(2) 自身体积小、重量轻，在钢-混组合梁上运用灵活。

(3) 解体运输方便，使用成本低。

图3 轨道式运梁车

5 轨道运梁车技术参数

5.1 额定参数[5]

(1) 额定运载量：180 t/台。

(2) 运行速度：空载，0～12 m/min；重载：0～6 m/min。

(3) 自重：3t/台。

(4) 适应纵向坡度：0%～3%

(5) 整机功率：30 kW。

5.2 动力系统

(1) 制动电机：4台。

(2) 减速机[6]：4个。

(3) 电机功率：4 kW。

5.3 组成结构

前后轨道运梁车由8个轨道轮、4个轮箱、轮间距为88 cm的单侧轨道、4个制动电机、4个减速机、2个双拼400的工字钢加筋组成。在钢混叠合梁上铺设型号43的轨道，轨道之间用连接板进行连接，与前面进行压板固定，压板间距一般不超过50 cm，供轨道平车行走[7]。

6 轨道运梁车操作和使用

6.1 检查及安装

运梁车经长途运输到达工地后，应首先检查相关部件并安装轨道。具体内容如以下：

(1) 检查清点各构件、连接件、机电设备总成部分、电缆数量是否符合，结构和机电元件是否完好无损。

(2) 检查各部螺栓连接紧固情况，轴承黄油涂抹、防脱装置是否安装到位。

(3) 检查电路系统是否可靠、安全、操作无误，启动前注意确认重载或空载(速度与频率)。

(4) 轨道安装，确定轮间距对轨道进行定位，使用板夹固定轨道，跨越2片钢梁之间轨道下方铺设钢板。

6.2 调试

组装完毕后再进行一次全面检查与调试，以充分了解各部分工作状态和可靠程度。调试项目包括运梁车空载试验与重载试验。

6.3 运梁

轨道运梁车在桥头停放后，用专业陆地运梁车从梁厂将钢-混组合梁运输到桥头位置，采用门式起重机将梁片吊至轨道用梁车上方。

(1) 梁片落在机动平车上时，梁前后端超出轨道运梁车1～2 m，如施工条件限制可按照规范利用其最大悬出位置；当桥位纵坡大的时候，梁片与运梁车架间应垫胶垫，以保护梁片和防止滑动。

(2) 轨道运梁车运送梁片时应在梁的两侧设有专人监护，预防轨道上有施工电线、方木或其他东西。

(3) 运梁车重载最高速度为0～6 m/min，曲线段上下坡段应缓行；

(4) 运梁轨道铺设在钢-混组合梁上应平整，不得有死弯，轨道间距与运梁车轨间距一致。

7 架 设

7.1 制梁

钢箱梁首先按照制造及运输要求，在加工厂内进行分节段制造，节段几何尺寸、重量、平面曲线等因素必须满足车间生产及运输要求，待厂内加工检测合格后，分节段运输至现场二拼场，根据设计文件及工艺要求进行二次拼焊，将节段箱体拼焊成整段箱体，需在二拼场浇筑桥面混凝土的钢箱梁，则需按设计要求设置专用胎架，在胎架上进行一期混凝土浇筑及养生，待强度满足吊装要求后进入运输、架梁相关工序。

7.2 运梁

轨道运梁车将梁运至架桥机尾部时，运梁车中心线应尽量与架桥机中心线一致，偏差控制在±100 mm。运梁车前端距架桥机尾部3 m时 ,架桥机低速对位。运梁车和架桥机尾部的安全距离为300 mm。架桥机对位后，前吊梁小车的吊具及吊杆对位(架桥机后支腿尾部越2 500 mm)，用前吊梁行车提升箱梁前端50～100 mm，使箱梁底部离开运梁车前驮梁台车。过程中，运梁车的组合长度、宽度、载重、转弯半径等应满足要求，运输过程中对构件采取固定措施。

7.3 梁拖拉

先将箱体通过轨道车运输至架桥机尾部，待箱体前吊耳与架桥机前方天车吊点竖向位置同步时，轨道车暂停运梁，将前方天车吊点与箱体吊耳连接，连接完成并通过安全检查后，轨道车前驮梁台车与箱体分离，将箱体吊起50～100 mm高度，此时，架桥机前方天车与轨道车后驮梁台车同步前移，后驮梁台车和前驮梁台车之间距在100～150 mm时同步停。架桥机后方天车进到箱体第二吊点处，架桥机后方天车与箱体第二吊点进行连接并开始吊梁，架桥机后方天车起身，把箱梁后端提起50～100 mm高度，提升与前后吊点箱梁基本水平。前后吊梁天车同步，向前纵移箱梁到准确位置停止。运行过程中在架桥机前吊梁行车和后吊梁行车位置安排人员全过程进行检测，避免出现吊点倾斜的情况。

7.4 吊梁及落梁

采用架桥机等专用设施进行架设时，应按照专用设施的作业规程施工，构件重量不得超过专用实施的额定能力，否则需要根据实际工况对架桥机等进行验算。

梁体在起落过程中应保持水平，箱体起吊高度应超过支座500 mm，在正上方缓慢下方放，需要临时支撑时，支座形式、位置和支座间高差应符合设计规定，设计未规定时,顶面高差不得超过4 mm。架桥机提升系统使用前应进行全面安全技术检查，并宜进行1.25倍设计荷载的静载和1.1倍设计荷载起吊试验，经验收合格方可使用。整体安装应按照施工方案规定的顺序、步骤进行，一孔或一个大节段梁的安装宜在1 d内完成，当天无法完成时，宜采取加固措施。根据结构特点和施工技术方法进行施工检测，检测安装过程的移动位移、移动速度、运动同步差及牵引力、关键部位应力应变、结构变形、环境参数等，并控制在允许范围内。落梁完成后，梁段的中线与设计轴线的偏位小于10 mm，相邻节段中心线差应小于10 mm，在墩台处和跨中处梁段高程偏差应小于±10 mm，梁段间或节段间高差应小于5 mm，支座处支承红心偏位应小于10 mm。架桥机吊梁行车在吊梁及落梁过程中，钢混叠合梁要保持四个吊点均匀受力且为同一平面，钢梁落至临时支墩待稳定后，检查临时支点受力均匀，摘除吊具，退回架桥机[8]。

其他箱体按上述流程完成架设，待架设工序完成后拼焊箱体之间横向连接件，安装相应配套附属工程，待安装、焊接工序完成并检测合格后，全桥进行最后一道面漆涂装，完成所有施工任务。

8 结束语

通过在跨线特大桥上的应用，充分体现出轨道平车在安全和自动化操作方面的优越性，在保证安全的前提下提高了工作效率，降低了人工操作运梁成本。对现场架设特别是箱体之间不连续，普通运梁车无法正常运输时，轨道平车运输完全可以保证施工，在同类型桥梁架设过程中可推广使用。