預(yù)制梁架橋機(jī)的優(yōu)化設(shè)計(jì)

王 恒

（南京登峰起重設(shè)備制造有限公司，南京 211500）

目前，我國正處于高速發(fā)展階段，其中高速鐵路、高速公路、鐵路橋梁等基礎(chǔ)建設(shè)都需用到架橋機(jī)，而架橋機(jī)的使用也大大提高了預(yù)制梁片架設(shè)的效率和安全性。目前，廣泛使用的雙導(dǎo)梁架橋機(jī)類型有步履式雙導(dǎo)梁、配重式雙導(dǎo)梁兩大類，但其均存在以下缺點(diǎn)：第一，支腿油缸行程小，坡度橋過孔困難；第二，橋機(jī)由直橋狀態(tài)變?yōu)樾睒驙顟B(tài)時(shí)自動(dòng)化程度低，無法實(shí)現(xiàn)與斜交橋角度的無縫對接?，F(xiàn)介紹一種新型NF50300配重式雙導(dǎo)梁架橋機(jī)，通過與原有架橋機(jī)的對比，證明了該新型架橋機(jī)的高效性和先進(jìn)性。

1 原架橋機(jī)介紹

1.1 橋機(jī)結(jié)構(gòu)

原架橋機(jī)主要由吊梁小車、主梁、支腿、橫移軌道、操作系統(tǒng)、液壓系統(tǒng)及電氣系統(tǒng)等部件組成，以NF40200配重式架橋機(jī)為例，其結(jié)構(gòu)圖如圖1所示。

1.2 工作原理

架橋機(jī)由前、中、后支腿及后托輪支撐雙列主梁桁架立在橋面上，中支腿和后托輪與主梁之間由縱移輪箱連接，后支腿和前支腿與主梁由高強(qiáng)螺栓固定。過孔時(shí)，中支腿與后托輪由吊梁小車吊至預(yù)定位置并將其支墊好，通過縱移輪箱電機(jī)的驅(qū)動(dòng)，由主梁帶著前支腿與后支腿縱向前移至架梁位置。在架梁時(shí)，各支腿均要支好墊實(shí)，并將中支腿與主梁鎖定，以保證架梁安全。其中，前支腿與中支腿設(shè)有橫移臺(tái)車和橫移軌道，可以進(jìn)行邊梁的架設(shè)[1]。

1.3 過孔工序

以NF40200配重式架橋機(jī)過3%上坡橋?yàn)槔?，其過孔工序?yàn)椋旱谝徊剑軜驒C(jī)架完一孔梁狀態(tài)，此時(shí)整機(jī)由中支腿和前支腿受力，后支腿懸空，后托輪在梁面上；第二步，后小車行至尾部與預(yù)制梁片捆好綁牢，前小車將后托輪吊起并前移20 m，然后停在中支腿上方，此時(shí)后小車緩緩起吊梁片，利用杠桿原理，以中支腿為支點(diǎn)，將前支腿翹起（附帶橫移軌道）；第三步，控制前支腿懸空高度H=600～700 mm，并在前支腿位置墊600 mm的高硬札木，然后后小車緩慢落下梁片并解除捆綁，使前支腿落在已墊好的札木上，同時(shí)頂升后托輪，整機(jī)由后托輪與前支腿受力，此時(shí)中支腿脫離主梁落在橋面上；第四步，交替頂升后支腿、前支腿、后托輪，并用硬實(shí)枕木墊實(shí)，使整機(jī)提高L=660 mm（液壓油缸行程）；第五步，用前小車將中支腿吊起并前移40 m，然后將前小車停在中支腿上方；第六步，將后托輪與中支腿的縱移輪箱水平高度調(diào)整一致，緩慢收后支腿（L=330 mm）與前支腿（L=660 mm），使整機(jī)落在后托輪與中支腿上，保持前支腿與后支腿懸空；第七步，啟動(dòng)后托輪與中支腿縱移輪箱驅(qū)動(dòng)主梁前移20 m，同時(shí)啟動(dòng)前小車同速后移，保持二者相對位置不變，前小車始終停在中支腿上方，這一過程中運(yùn)梁跑車同時(shí)同速前移[2]；第八步，支后支腿，收后托輪，用前小車將后托輪吊起前移20 m，并支好墊實(shí)，然后前小車行至尾部，與運(yùn)梁車預(yù)制梁捆好綁牢，保持鋼絲繩為似緊非緊狀態(tài)，并做好過孔配重；第九步，收后支腿（L=330 mm）， 再次啟動(dòng)后托輪與中支腿縱移輪箱，驅(qū)動(dòng)主梁前移 20 m，前支腿到達(dá)前方橋墩，運(yùn)梁跑車同時(shí)同速前行，以保持與主梁相對位置不變；第十步，將前支腿與后支腿支好墊實(shí)，然后收后托輪成架梁狀態(tài)。

2 架橋機(jī)的改進(jìn)及優(yōu)化

針對上述缺陷，對NF50300架橋機(jī)做了如下改進(jìn)：第一，中支腿采用套管連接，可以做到0～360°任意旋轉(zhuǎn)，方便斜橋、曲線橋架設(shè)；第二，中支腿增加了液壓系統(tǒng)，油缸行程L=1 520 mm，方便架設(shè)大坡度橋時(shí)橋機(jī)過孔；第三，后托輪和中支腿增加了自行機(jī)構(gòu)，可以自行前移，以避免吊梁小車吊運(yùn)的煩瑣過程和不安全性；第四，前支腿液壓油缸行程增加到L=1 590 mm，以方便架設(shè)大坡度橋時(shí)橋機(jī)過孔。架橋機(jī)結(jié)構(gòu)總圖及各部件工況如圖2所示。

2.1 中支腿及中托輪縱移機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)

在原主梁縱移輪箱上設(shè)計(jì)一套掛輪，使支腿可以自行移動(dòng)，無需吊梁小車吊送，其結(jié)構(gòu)如圖3所示。其工作原理為：當(dāng)支腿需要縱移或調(diào)整位置時(shí)，緩慢收起支腿液壓油缸（此時(shí)其他支腿應(yīng)當(dāng)保證全部支好墊實(shí)），支腿下落，縱移掛輪落在縱導(dǎo)梁下弦桿上，繼續(xù)收起液壓油缸，當(dāng)支腿離開梁面足夠距離時(shí)，啟動(dòng)縱移掛輪電機(jī)，支腿在主梁下弦桿上移動(dòng)；因縱移輪箱與支腿是單銷鉸接結(jié)構(gòu)，可保證主從動(dòng)掛輪與主梁下弦桿充分接觸、平均受力；縱移電機(jī)采用YSE802-4/0.8KW軟啟動(dòng)電機(jī)，可避免啟動(dòng)時(shí)支腿由于慣性而引起的前后擺動(dòng)；另外，為了保證兩列主梁之間凈空，方便喂梁，減速機(jī)采用GKF37-4P-44.46-M1-B（A）-207°，以節(jié)省空間；當(dāng)支腿運(yùn)行到指定位置時(shí)，微調(diào)縱移輪箱，保證主梁下弦軌道與縱移輪組軌面結(jié)合，然后升液壓油缸，支好墊實(shí)支腿[3]。

2.2 中支腿導(dǎo)柱套管設(shè)計(jì)

導(dǎo)柱由Φ600×δ12無縫鋼管與板拼焊而成，導(dǎo)套為Φ630×δ12無縫鋼管與板拼焊而成。導(dǎo)柱與導(dǎo)套之間通過液壓油缸連接，油缸上部法蘭由高強(qiáng)螺栓固定于導(dǎo)柱上，下部與導(dǎo)套用銷軸鉸接，油缸行程為L=1 520 mm。導(dǎo)套上開設(shè)有銷軸孔，當(dāng)頂升油缸，支腿升高后，穿上銷軸，導(dǎo)柱可落在銷軸上，這樣設(shè)計(jì)避免了導(dǎo)柱與導(dǎo)套之間用銷軸相互固定的位置關(guān)系，導(dǎo)柱相對導(dǎo)套可以自由轉(zhuǎn)動(dòng)，方便在斜橋或曲線橋架設(shè)時(shí)使用。同時(shí)，支腿新增了彎梁，橋機(jī)在架設(shè)邊梁橫移時(shí)更加穩(wěn)定，且彎梁上部與導(dǎo)套連接處開有長條孔，可根據(jù)實(shí)際情況需要，往兩邊或向中間調(diào)整支腿中心距[4]。

2.3 優(yōu)化后架橋機(jī)過孔工序

現(xiàn)以3%上坡橋?yàn)槔?，改進(jìn)設(shè)計(jì)后過孔工序如下：第一步，架橋機(jī)架設(shè)完成一孔梁狀態(tài)，此時(shí)整機(jī)由中支腿和前支腿受力，后支腿和中托輪懸掛在主梁上；第二步，兩天車行至中托上方，各自距離中托輪2 m，然后緩慢頂升中托輪和前支腿，同時(shí)收中支腿并前移50 m，再支好墊實(shí)中支腿，將中支腿、中托輪縱移輪箱調(diào)整到水平高度一致；第三步，兩天車均前移24 m，運(yùn)梁車將待架梁片運(yùn)至天車下方，梁片前端與前小車?yán)媒壚?，并做好過孔配重；第四步，收前支腿，啟動(dòng)中支腿、中托輪縱移機(jī)構(gòu)電機(jī)，驅(qū)動(dòng)主梁前移25 m，天車同步同速反向向后運(yùn)動(dòng)，保持相對位置不變；第五步，緩慢頂升后支腿和中支腿，然后收中托輪并前移30 m，支好墊實(shí)中托輪，然后將中支腿與中托輪縱移輪箱調(diào)整到水平高度一致[5]；第六步，收后支腿，啟動(dòng)中支腿、中托輪縱移機(jī)構(gòu)電機(jī)，驅(qū)動(dòng)主梁前移 25 m，前支腿到達(dá)前方橋墩架梁位置，同時(shí)天車同步同速反向向后運(yùn)動(dòng)，保持相對位置不變，此時(shí)前小車吊梁鋼絲繩處于似緊非緊狀態(tài)；第七步，支好墊實(shí)前支腿與后支腿，收中托輪并前移20 m，橋機(jī)進(jìn)入架梁狀態(tài)。至此，架橋機(jī)完成一孔橋梁過孔。

3 結(jié)語

本文從結(jié)構(gòu)、液壓系統(tǒng)的應(yīng)用和自動(dòng)化等方面進(jìn)行了架橋機(jī)的優(yōu)化和改進(jìn)，通過增加油缸及加大油缸行程，并增加中支腿和中托輪自行系統(tǒng)，有效減少了過孔步驟，降低了工人勞動(dòng)強(qiáng)度，提高了架梁效率和安全性。其結(jié)構(gòu)形式、設(shè)計(jì)思路可以在同類型架橋機(jī)的設(shè)計(jì)制作過程中得到借鑒應(yīng)用。