预制梁架桥机的优化设计

预制梁架桥机的优化设计

杜富强

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摘要：目前，我国正处于高速发展阶段，其中高速铁路、高速公路、铁路桥梁等基础建设都需用到架桥机，而架桥机的使用也大大提高了预制梁片架设的效率和安全性。

关键词：预制梁；架桥机；优化设计

1、原架桥机简介

1.1桥机结构分析

原架桥机主要由吊梁小车、主梁、支腿、横移轨道、操作系统、液压系统及电气系统等部件组成，以NF40200配重式架桥机为例。

1.2工作原理

架桥机由前、中、后两支腿和后支架支承的两列主梁，由纵向移动轮箱将中、后腿和前腿与主梁分别用高强度的螺栓进行加固。在穿孔时，中间支架和后支架被吊梁式起重机吊到指定的地方，并用纵轴马达带动下，使前后支架沿纵向方向向前移动到支架的位置。在进行架梁时，应对每条支脚进行支撑，并将中间支脚与主梁锁紧，以确保其安全。在此基础上，前脚和中脚分别设置了横向移动平台和横向移动导轨，从而实现了侧梁搭接。

1.3过孔工序

以NF40200配重式架桥机过3%上坡桥为例，其过孔工序为：

1.3.1架桥机架完一孔梁状态，此时整机由中支腿和前支腿受力，后支腿悬空，后托轮在梁面上；

1.3.2后小车行至尾部与预制梁片捆好绑牢，前小车将后托轮吊起并前移20m，然后停在中支腿上方，此时后小车缓缓起吊梁片，利用杠杆原理，以中支腿为支点，将前支腿翘起（附带横移轨道）；

1.3.3控制前支腿悬空高度H=600～700mm，并在前支腿位置垫600mm的高硬札木，然后后小车缓慢落下梁片并解除捆绑，使前支腿落在已垫好的札木上，同时顶升后托轮，整机由后托轮与前支腿受力，此时中支腿脱离主梁落在桥面上；

1.3.4交替顶升后支腿、前支腿、后托轮，并用硬实枕木垫实，使整机提高L=660mm（液压油缸行程）；

1.3.5用前小车将中支腿吊起并前移40m，然后将前小车停在中支腿上方；

1.3.6将后托轮与中支腿的纵移轮箱水平高度调整一致，缓慢收后支腿（L=330mm）与前支腿（L=660mm），使整机落在后托轮与中支腿上，保持前支腿与后支腿悬空；

1.3.7发动后轮和中间侧的纵轴移动，带动主梁向前移动20米，与此同时，前后侧的车辆同步向后移动，使两个方向的相对位置不发生变化，当前方的车辆在中间侧支撑的时候，车辆会同步向前移动。

1.3.8支后支腿，收后托轮，用前小车将后托轮吊起前移20m，并支好垫实，然后前小车行至尾部，与运梁车预制梁捆好绑牢，保持钢丝绳为似紧非紧状态，并做好过孔配重；

1.3.9收后支腿（L=330mm），再次启动后托轮与中支腿纵移轮箱，驱动主梁前移20m，前支腿到达前方桥墩，运梁跑车同时同速前行，以保持与主梁相对位置不变；

1.3.10将前支腿与后支腿支好垫实，然后收后托轮成架梁状态。

2、架桥机的改进及优化设计

2.1针对上述缺陷，对NF50300架桥机做了如下改进：

2.1.1中支腿采用套管连接，可以做到0～360°任意旋转，方便斜桥、曲线桥架设；

2.1.2中支腿增加了液压系统，油缸行程L=1520mm，方便架设大坡度桥时桥机过孔；

2.1.3后托轮和中支腿增加了自行机构，可以自行前移，以避免吊梁小车吊运的烦琐过程和不安全性；

2.1.4前支腿液压油缸行程增加到L=1590mm，以方便架设大坡度桥时桥机过孔。

2.2中支腿及中托轮纵移机构设计

在原有的主横梁纵向移轮盒上，采用了一组悬挂轮，不需要吊梁小车进行吊装，就能实现支架的自动运动。该装置的工作方式是：在支架纵向位移或调整状态时，将支架的液压油缸缓缓收回（这时，其它支架必须完全支撑），支撑杆向下，纵向滑轮将悬挂在纵向导向梁的下方，并将液压油缸放入，在支架与横移杆保持一定的间距时，纵移挂轮马达使纵移挂轮马达在主梁下方的弦杆上运动。

由于纵向移轮盒和支架是单销式的，所以可以确保主从动悬挂轮与主梁的下弦杆充分接触，平均受力；纵向位移电动机为YSE802-4/0.8KW的柔性驱动马达，可以防止由于惯性造成的前向和向后摇晃；同时，为确保两排主梁的间隙，便于给梁提供便利，减速机构选用GKF37-4P-44.46-M1-B(A)-207度，以节约场地；在支架运动到指定位置时，对纵移轮盒进行微调，确保主梁与纵移轮的轨线连接，再将液压油缸抬起，支好垫实支脚。

2.3中支腿导柱套管设计

导柱由Φ600×δ12无缝钢管与板拼焊而成，导套为Φ630×δ12无缝钢管与板拼焊而成。导柱与导套之间通过液压油缸连接，油缸上部法兰由高强螺栓固定于导柱上，下部与导套用销轴铰接，油缸行程为L=1520mm。导套上开设有销轴孔，当顶升油缸，支腿升高后，穿上销轴，导柱可落在销轴上，这样设计避免了导柱与导套之间用销轴相互固定的位置关系，导柱相对导套可以自由转动，方便在斜桥或曲线桥架设时使用。同时，支腿新增了弯梁，桥机在架设边梁横移时更加稳定，且弯梁上部与导套连接处开有长条孔，可根据实际情况需要，往两边或向中间调整支腿中心距。

2.4优化后架桥机过孔工序

2.4.1架桥机架设完成一孔梁状态，此时整机由中支腿和前支腿受力，后支腿和中托轮悬挂在主梁上；

2.4.2天车行至中托上方，各自距离中托轮2m，然后缓慢顶升中托轮和前支腿，同时收中支腿并前移50m，再支好垫实中支腿，将中支腿、中托轮纵移轮箱调整到水平高度一致；

2.4.3两天车均前移24m，运梁车将待架梁片运至天车下方，梁片前端与前小车捆好绑牢，并做好过孔配重；

2.4.4收前支腿，启动中支腿、中托轮纵移机构电机，驱动主梁前移25m，天车同步同速反向向后运动，保持相对位置不变；

2.4.5缓慢顶升后支腿和中支腿，然后收中托轮并前移30m，支好垫实中托轮，然后将中支腿与中托轮纵移轮箱调整到水平高度一致；

2.4.6收后支腿，启动中支腿、中托轮纵移机构电机，驱动主梁前移25m，前支腿到达前方桥墩架梁位置，同时天车同步同速反向向后运动，保持相对位置不变，此时前小车吊梁钢丝绳处于似紧非紧状态；

2.4.7支好垫实前支腿与后支腿，收中托轮并前移20m，桥机进入架梁状态。至此，架桥机完成一孔桥梁过孔。

3、结束语

综上所述，目前，目前应用最广的双导梁式双导梁有步行式双导梁和配重式双导梁，但它们都有如下缺陷：支撑式油缸行程短，斜桥过孔难度大；直桥向斜桥过渡时，由于其自动化水平较差，不能与斜交桥进行完美的夹角对接。本文介绍了NF50300系列配重的双导梁梁架桥，并与原来的结构进行了比较，结果表明其具有高效、先进的特点。

参考文献

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