鐵路橋梁架設與設備配置方案

盛超杰

（中交武漢港灣工程設計研究院有限公司，湖北武漢 430040）

隨著理論研究的深入以及工程活動的開展，高速鐵路橋梁架設施工技術具有多樣化、成熟化的發(fā)展特點，為高速鐵路箱梁架設施工提供了重要的技術支撐。為充分發(fā)揮架設施工技術的應用優(yōu)勢，應加強探討，明確技術的應用思路以及應用要點，掌握設備的配置方案，有效推進鐵路橋梁架設施工進程。

1 鐵路橋梁架設施工技術

高速鐵路橋梁對結構的剛度和強度均有較高的要求，結構的此類力學特性將直接對橋梁的整體質(zhì)量造成影響。工程人員需要深入工程實際環(huán)境，根據(jù)具體施工條件探尋具有可行性的鐵路橋梁架設方法，各項工作落實到位。

高速鐵路橋梁普遍采用小跨度和中跨度的形式，結構以單室箱型截面梁為主。在具體施工中，常采用膺架法、懸灌法，架設設備以架橋機、造橋機為主，通過相應方法與設備的合理應用，將箱梁架設到位，有效保證箱梁的架設施工質(zhì)量[1]。

架橋機在高速鐵路橋梁架設中具有廣泛應用，能夠減輕架設施工人員的工作負擔，以機械化的方式施工，在安全的環(huán)境中將箱梁結構架設到位。造橋機與架橋機配合，可以滿足施工現(xiàn)場制造架設的作業(yè)要求?，F(xiàn)階段，造橋機主要采用移動模架法，相比之下，造橋機在國外高速鐵路橋梁架設施工中的應用更為廣泛，與該類設備發(fā)展成熟、性能可靠有密切關聯(lián)。

（1）造橋機。

設備使用期間對現(xiàn)場其他工序的干擾較小，有利于保證施工的安全性；可實現(xiàn)標準化作業(yè)，提升施工的規(guī)范性；該類設備梁跨結構較小，對施工空間的要求較低。僅采用造橋機，將出現(xiàn)施工規(guī)模偏大的情況，對施工效率造成影響。

（2）架橋機。

通過架橋機的應用實現(xiàn)標準化作業(yè)，縮短施工時間。但架橋機運行過程中的細節(jié)較多，易受到某些細部因素的阻礙，影響施工進程的順利推進，因此要求工程人員高度重視各處細節(jié)，采取有效控制措施。施工單位正式施工前，應結合實際情況做好測算與分析工作，測算合格后正式施工。

2 架設方法及設備的選擇

2.1 鐵路橋梁施工需要設備準備

（1）施工影響范圍調(diào)查。

向有關單位遞交申請，經(jīng)過批準后進行架梁的施工，工程施工的正式時間為停電后、過孔前。

（2）架橋機拼裝調(diào)試。

拼裝架橋機工序：安放中橫移軌道→安放中托輪組→拼裝主梁→拼裝前框架→拼裝后上橫梁→拼裝前支腿→拼裝后支腿→拼裝天車→電器系統(tǒng)安裝→全面安檢。

（3）安設架橋機縱、橫移軌道。

利用全站儀的方式對架橋機橫移軌道進行定位，以增強架梁的穩(wěn)定性，為了加強架橋機向兩端移動的同步性，應當將枕木設置在軌道下方，同時注意軌距。利用鋼筋將抗震錨栓和橫移軌道緊密連接起，可將下鋪枕木的方向調(diào)成和水平于軌道的方向，使架橋機更穩(wěn)定；采取鋼筋等材料固定縱移軌道。

（4）臨跨箱梁成品保護。

在枕木垛的幫助下對橋墩蓋梁對應箱梁翼邊緣位置進行加固，以此增加該邊緣位置的穩(wěn)定性。

2.2 設備選擇

架設方法的選擇以及設備的配套均是高速鐵路橋梁工程施工中需要考慮的內(nèi)容，除施工質(zhì)量外，成本也不容忽視，必須在施工質(zhì)量以及經(jīng)濟效益間尋求均衡點，提升綜合應用效果。

（1）施工單位確定具體的架設方法后，相應的設備類型及數(shù)量關系也已經(jīng)確定，原因在于架設方法與機械設備具有配套的關系，兩者密不可分。確定施工設備的數(shù)量時，還需要考慮工程量以及施工周期，形成合理的配置方案，構建完善的設備機群，共同發(fā)揮出生產(chǎn)力優(yōu)勢。

（2）架橋機是高速鐵路橋梁架設施工中的關鍵設備，其使用成本較高，幾乎占到總成本的60%左右，造橋機在此方面的占比約為45%。隨著機械設備的改變，各自占用的項目成本比例有所差異，對于施工單位而言，在確保機械設備可正常運行的前提下，應選擇成本投入較少的設備，提高項目的經(jīng)濟效益。

（3）高速鐵路橋梁工程項目的成本組成要素較多，除機械設備外，還包含材料和人工等多方面的成本。人力資源的投入與機械設備具有緊密的關聯(lián)，兩者形成相匹配的關系。因此在前期規(guī)劃中應當充分考慮各項要素，形成集約化的資源配套方案，保證架設安全和架設質(zhì)量，減少成本投入。

3 架橋機架設施工的要點

結合高速鐵路橋梁架設施工的基本特點，提出架橋機應用要點。

（1）應用架橋機時，設備輪胎的接地變形面積必須得到有效控制，不可對施工現(xiàn)場的地基狀態(tài)造成不良影響。

（2）以確保路基具有穩(wěn)定性為前提，合理引入設備，若施工現(xiàn)場存在軟土，應提前檢驗，判斷其承載性能是否能夠滿足施工要求，若不滿足則用換填或其他方法予以處理，形成平整、穩(wěn)定的地基。

（3）架橋機運行過程中，操作人員嚴格控制支腿位置，重點考慮其與梁端的距離，該值應在許可范圍內(nèi)。

（4）綜合考慮高速鐵路橋梁結構尺寸、架設需求，確定各處細節(jié)的要求以及施工方法。例如，合理控制導梁懸臂時的撓度以及墩臺墊石的高度；確定支腿的布設位置以及架橋機的操作位置；有效控制運輸?shù)缆返钠露?，使架橋機穩(wěn)定運行，順利運梁。

4 高速鐵路橋梁架設中機械設備的使用注意事項

4.1 強化全員的工程意識

高速鐵路橋梁架設施工環(huán)境復雜，難度相對較大，對機械設備的應用提出較高的要求。為順利將箱梁等相關結構架設到位，施工人員應對實際情況形成準確認識，準確掌握施工規(guī)劃方案的具體內(nèi)容，按照要求選擇適用于現(xiàn)場環(huán)境的機械設備，充分發(fā)揮機械設備的應用優(yōu)勢，以較快的速度完成架設施工。正式施工前，做好技術交底和安全交底，使施工人員準確認識施工目標以及具體操作要點，提升員工的綜合素質(zhì)，保證施工的規(guī)范性。

4.2 加強對機械設備的維護管理

正式施工前，施工單位應安排機械設備性能檢驗工作，全面判斷機械設備的運行狀態(tài)，若存在故障則及時維修，使每臺投入使用的設備均保持良好的性能狀態(tài)，為正式架設施工夯實硬件基礎[2]。

以架橋機為例，液壓系統(tǒng)的檢修是施工前不可缺少的準備工作。架橋機液壓系統(tǒng)數(shù)量達到3套，各自保持獨立，具體組成包含液壓泵站、執(zhí)行元件、管路等。檢修每套液壓系統(tǒng)時，對內(nèi)部各組成部分進行全面分析，判斷其是否可以正常運行。

此外，架橋機的自重較大，配套電氣系統(tǒng)的容量需求也偏大，電氣系統(tǒng)具有調(diào)控整機設備運行狀態(tài)的功能，必須加強檢修，保證各線路連接的正確性與準確性。發(fā)現(xiàn)問題及時處理，避免設備“帶病作業(yè)”。

5 使用架橋機架設方式需注意的問題

架橋機應由專員操作，加強對各處細節(jié)的把控，全面保證架橋機的運行穩(wěn)定性，以較快的速度完成架設工作。

（1）用K30系數(shù)評價路基表面強度，輪胎接地變形面積是影響路基表面強度的關鍵因素，應對此予以高度重視，采取控制措施。

（2）路基整體穩(wěn)定性必須得到保證，驗算其穩(wěn)定狀態(tài)時可換算成土柱高度，據(jù)此展開計算，制約條件為軸距和輪距。局部存在軟土地基時，根據(jù)實際情況采取換填等相關處理辦法，切實改善軟基承載能力不足的問題。

（3）墩臺結構的約束條件有兩項，即墩帽自身的強度和墩臺的反力。各自的影響因素存在差異，墩帽強度與支腿的支撐面積有關；墩臺反力受到墩身的彎矩和墩臺支反力兩項因素的影響。墩身的彎矩形式有兩種，即橫向彎矩、縱向彎矩，前者大小主要與支腿在墩帽上的位置有關，隨著位置的改變，其橫向偏心程度有所不同，對應的橫向彎矩值發(fā)生變化；后者與支腿在墩帽上的縱向偏心有關，還受到梁的縱移速度等多項因素的影響。在具體的分析與控制中，需要兼顧多項因素，進行全面考慮[3]。

（4）梁體自身的狀態(tài)受到多方面影響，例如支腿與梁端距離產(chǎn)生的影響，尤其是運梁車和架橋機聯(lián)合作業(yè)時，兩臺設備在運行過程中以及在架設不等跨時產(chǎn)生的作用力；坡度主要指運梁便道的坡度；吊點的布設位置以及各自具備的承載力；施工荷載及運營過程中現(xiàn)場地基，尤其是軟基的穩(wěn)定狀態(tài)、沉降情況等。

此外，在高速鐵路橋梁架設施工中，還需要加大力度做好對架橋機等各類機械設備的檢維修工作，根據(jù)實際情況合理應用包含無損檢測技術的一系列先進技術，不遺漏任何故障。必須由專員操作，以科學的手段檢測機械設備所存在的種種問題，準確判斷，合理安排維修，有效消除故障，為機械設備的穩(wěn)定運行提供保障。

6 結語

綜上所述，在高速鐵路橋梁工程建設中，架設施工為重點內(nèi)容，工程人員需要結合實際條件以及施工要求，采取合適的架設方法。架設施工的工程量較大，僅憑人工作業(yè)的方式缺乏可行性，此時應根據(jù)架設施工方法配套架橋機等相關設備，形成完善的機械設備配置方案，由此創(chuàng)造軟硬件相結合的良好施工條件。實際施工中，相關人員應優(yōu)化架設方法，注重對機械設備的檢維修工作，提高其運行水平，推動建設工作的高效開展。