架橋機在高鐵工程中安全管理與維修保養(yǎng)技術研究

韓一銘

摘要：簡述了架橋機安全管理和維修保養(yǎng)的重要性，詳細闡述了架橋機安全管理、故障檢修、定期保養(yǎng)等方面技術，通過高鐵工程架橋施工實例和3種不同的實驗方法，驗證了本文所述技術在減少架橋機的故障率和縮短架橋機的停工時間等方面，比其他2種技術具有明顯優(yōu)勢。

關鍵詞：高鐵施工；架橋機；安全管理；維修保養(yǎng)；技術研究

0? ?引言

按照我國鐵路中長期發(fā)展計劃，高速鐵路建設正在快速發(fā)展。在高速鐵路工程中，架橋機是必不可少的重要設備。從現(xiàn)在到未來相當長的一段時間內(nèi)，高速鐵路工程對高效率、高質(zhì)量、高性能以及配套系列的架橋機具有迫切需求，而架橋機也將在高速鐵路工程中擔負起更加艱巨的工程任務。隨著橋梁建設的技術含量越來越高，其建設的難度也越來越大，架橋機作為高速鐵路工程中的最主要吊裝設備，其工作狀態(tài)與工作品質(zhì)直接關系到高鐵工程的質(zhì)量，其安全性和可靠性越來越受到重視。

1? ?安全管理與維修保養(yǎng)的重要性

在高速鐵路工程的施工過程中，因為種種原因，造成架橋機經(jīng)常發(fā)生各類故障，甚至導致架橋機傾覆。自20世紀80年代以來，我國已累計發(fā)生30多次架橋機傾覆事故。在過去20多年里，由于架橋機安全管理和維修保養(yǎng)不到位，其安全事故在高速鐵路工程中幾乎年年都有，耗費了大量資金，造成重大經(jīng)濟損失和社會損失。因此，加強對架橋機的安全管理和日常維修保養(yǎng)是非常必要的。

目前對架橋機的安全管理和維修保養(yǎng)效果并不理想，現(xiàn)行的架橋機安全管理和維修保養(yǎng)技術存在較大的優(yōu)化空間。主要表現(xiàn)在架橋機故障率較高、施工期間停用時間較長，無法滿足施工需求。為此，本文開展對高速鐵路架橋機安全管理與維修保養(yǎng)技術的研究。

2? ?架橋機安全管理

架橋機體積和自身質(zhì)量很大、內(nèi)部結(jié)構極其復雜，在架橋施工過程中必須對其進行安全管理。架橋機的組裝過程，是其安全管理的重點之一。

例如，架橋機的曲梁和機臂耳梁通過旋轉(zhuǎn)的輪子相連接，吊裝時在松脫鋼絲繩索具之前，必須把曲梁和機臂的垂直定位銷安裝到位[1]，以保證其使用安全?？紤]到機臂的位置存在縱向坡度的情況，如果缺乏固定銷，曲梁可能會沿著機臂滑動，從而引發(fā)危險[2]。在進行高速鐵路大型部件的吊裝時，必須對其受力情況進行計算，全面考慮防滑和防止被吊物體邊角損壞等因素，確保操作安全[3]。

此外，安裝機臂這樣的大型部件時，通常需要使用4根鋼絲繩索具進行吊裝。在通常情況下，應該采用鋼制護瓦來保護鋼絲繩索具，并采取墊子防滑措施[4]。在計算鋼絲繩索具的拉力時，需要考慮其與2個垂直平面之間的夾角，選擇與被吊裝物體相應的鋼絲繩索具。鋼絲繩索具需承受拉力的計算公式如下：

（1）

式（1）中：K表示架橋機鋼絲繩索需要承受的拉力，F(xiàn)表示架橋機被吊裝物體的質(zhì)量，k表示架橋機鋼絲繩索數(shù)量，α表示鋼絲繩與垂直面的夾角[5]。選擇鋼絲繩索具需要滿足的條件，其表達公式如下：

（2）

式（2）中：n表示載荷不均勻系數(shù)；p表示鋼絲繩索具破斷拉力總和；S表示鋼絲繩索具許用安全系數(shù)[6]。按照該公式的要求選擇鋼絲繩型號，以此保證架橋機能夠吊起高速鐵路的物體、實現(xiàn)吊裝安全。

3? ?架橋機故障檢修

在對架橋機運行進行安全管理的同時，還需要對其故障進行判斷，以便及時組織修理人員修復?？刹捎霉收蠘浞治龇ǎ瑢軜驒C出現(xiàn)的各種故障進行檢測和識別，以確定故障部位和故障性質(zhì)，為后續(xù)故障維修保養(yǎng)奠定基礎。

采用故障樹分析法時，將架橋機的運行狀態(tài)分為故障事件和成功事件，故障樹中每個節(jié)點都表示架橋機一個運行狀態(tài)，各項運行狀態(tài)之間的關系用邏輯門表示，具體如圖1所示。

圖1中：T表示架橋機頂事件（故障事件）；M表示架橋機頂事件（故障事件）的某個故障分支；R表示頂事件與故障分支之間的邏輯門關系，邏輯門的下方分為1～3種故障原因，其作用為故障樹的“葉”；K表示故障分支與故障葉之間的轉(zhuǎn)移事件，其意義為轉(zhuǎn)出或者轉(zhuǎn)入[7]。

將架橋機運行數(shù)據(jù)輸入到建立的故障樹中，自下而上確定架橋機表現(xiàn)、類型，最終判定是否為故障狀態(tài)。采用故障樹分析法得出具體故障，對該故障進行維修，或?qū)收显骷M行更換，以保證架橋機的正常運行。

4? ?架橋機定期保養(yǎng)

架橋機除了需要進行故障檢修外，還需進行定期保養(yǎng)，以確保架橋機的安全性能。例如，鋼絲繩是架橋機上一種特別重要的零件，其工作狀況對架橋機架主梁操作的安全性有巨大影響，因此一定要嚴格按照鋼絲繩的保養(yǎng)要求進行定期保養(yǎng)，及時發(fā)現(xiàn)鋼絲繩存在的問題，不能有任何僥幸心理。每一個工作班都要對鋼絲繩進行一次認真的檢查保養(yǎng)，并將檢查保養(yǎng)結(jié)果輸入到系統(tǒng)中，以保證架橋機的使用安全。在檢查保養(yǎng)過程中，如果發(fā)現(xiàn)鋼絲繩存在符合國家規(guī)定的報廢標準的情況，必須更換新的鋼絲繩[8]。

架橋機在運行過程中，其機臂連接孔以及齒條會出現(xiàn)不同程度的磨損，因此需要對可能磨損的部位進行潤滑保養(yǎng)。架橋機的減速機軸承需使用ZG-2H的潤滑脂進行潤滑；在環(huán)境溫度為-30～-10℃情況下，對減速機卷筒使用牌號為IURQA-S4G8的防凍潤滑油進行潤滑；在環(huán)境溫度為-10～0℃情況下，對減速機卷筒使用牌號為ASAUT-A4GAS8的潤滑油進行潤滑。以上潤滑保養(yǎng)周期均為1000h。

架橋機液壓油更換周期為12個月，采用型號為IYFA-GS48的液壓油。每日對架橋機液壓系統(tǒng)進行檢查，檢查內(nèi)容主要是管路的滲透情況、液壓閥塊的靈敏情況。對出現(xiàn)滲漏的管路以及動作不靈敏液壓閥塊，要及時維修或更換。

5? ?實驗論證

5.1? ?工程實例

某高速鐵路工程施工范圍為DK72+864.442～DK79+

138.107，該工程在施工現(xiàn)場使用架橋機進行482榀箱梁的架設施工，其中包括架設448榀32m箱梁和架設34榀24m箱梁。該工程選用了秦皇島天業(yè)通聯(lián)重工科技有限公司生產(chǎn)的TLJ900型架橋機，開展箱梁架設施工作業(yè)。

根據(jù)該高鐵工程施工現(xiàn)場的實際情況，按照上述架橋機的安全管理、故障檢修和定期保養(yǎng)的內(nèi)容，開展了實驗和論證。該架橋機主要性能參數(shù)如表1所示。

5.2? ?實驗方法和驗證結(jié)果

5.2.1? ?實驗方法

為了使實驗數(shù)據(jù)具有比較性，選擇了架橋機安全管理、故障檢修和定期保養(yǎng)方面的2種對照技術（對照技術1、對照技術2），與本文所述技術進行對照，然后根據(jù)具體數(shù)值進行驗證和評價。

對架橋機安全管理與維修保養(yǎng)方面的差異，宜選擇架橋機故障率作為實驗和評價指標。架橋機故障率越高，表示該架橋機的安全管理和維修養(yǎng)護效果越差；反之則表示架橋機的安全管理和維修養(yǎng)護效果越好。

5.2.2? ?驗證結(jié)果和評價

根據(jù)上述實驗方法，以架橋機架橋操作次數(shù)為變量，每進行10次架橋操作，然后使用Excel電子表格統(tǒng)計架橋機故障率。經(jīng)過實驗，將獲得的具體數(shù)據(jù)進行了統(tǒng)計。架橋機應用3種維修保養(yǎng)技術后的故障率如表2所示。

從表2可知，這3種維修保養(yǎng)技術在架橋機故障率方面表現(xiàn)出明顯差異。應用本文設計技術，架橋機在該高鐵工程施工期間的故障率僅為0.52%，其故障率較低；對照技術1的故障率為12.24%，其故障率較高；對照技術2的故障率為13.45%，其故障率更高。因此在故障率方面，本文設計技術表現(xiàn)最佳。

5.2.3? ?進一步實驗和驗證

為了進一步驗證本文設計技術的可行性，選擇工程施工期間架橋機停工時間作為第二評價指標。架橋機停工時間越長，表示其維修保養(yǎng)的效果越差，反之其維修保養(yǎng)的效果越好。這項實驗隨機選擇7臺架橋機，使用Excel電子表格記錄每臺架橋機的停工時間。這7臺架橋機應用3種維修保養(yǎng)技術后的停工時間，如表3所示。

從表3可知，這3種維修保養(yǎng)技術在架橋機停工時間方面也表現(xiàn)出明顯差異。應用本文設計技術，架橋機在該高鐵工程施工期間的停工時間僅為0.35h，其停工時間較短；對照技術1的停工時間為5.15h，其停工時間較長；對照技術2的停工時間為10.58h，其停工時間最長。因此在停工時間方面，本文設計技術也有最佳表現(xiàn)。

6? ?結(jié)束語

架橋機是現(xiàn)代化高速鐵路工程施工最重要的機械設備之一，其運行效果與設備安全管理和維修保養(yǎng)有直接關系。針對架橋機現(xiàn)行維修保養(yǎng)方面存在的不足，以實際工程為研究對象，設計了新的安全管理和維修保養(yǎng)技術，經(jīng)過實驗驗證了該項技術具有降低架橋機故障率、縮短架橋機停工時間的優(yōu)勢，對架橋機安全管理及維修保養(yǎng)具有良好的現(xiàn)實意義。

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