高速铁路大型运架设备介绍及 梁场设计主讲人：许佳平高速铁路大型运架设备介绍一、高速铁路大型运架设备和移动模架介绍v目前，京石、石武、郑西、石太、合武、甬台温、温福、福厦、广深港 、胶济、京沪、沪汉蓉、哈大、津秦等时速250km及以上的客运专线和城 际铁路相继陆续开工建设。
在经过城镇、交通枢纽、软土和南方水网地区时，多采用长距离架 桥方式通过。
其中80%以上又将采用中小跨度桥梁，即采用整孔预制的简 支箱梁及小跨度连续梁，主要有20m、24m、32m整孔预制的双(单)线简支 箱梁，完成这些箱梁的架设、制造需要大型的施工设备，即通常所说的 “四大件”—架桥机、运梁车、提梁机、移动模架。
1、架桥机v架桥机是一种特大型的专用设备，主要完成箱梁的架设和自身的过孔作 业，品种多、型号复杂，大致可分为步履式、导梁式、悬臂行走式、运 架一体式等几类。
1.1步履式架桥机 步履式架桥机的特点是架桥机过孔时，前支腿与机臂的联接由铰接 改为滚轮支撑，前支腿支撑在桥墩上不动，中支腿提起悬空，后支腿走 行机构推动机臂在号柱上滚动，使架桥机(除前支腿)前移，到位后，支 撑中支腿，前支腿收起悬空，沿机臂前移到前方墩台支撑，与机臂成铰 接，进人简支架梁状态。
步履式架桥机有跨两跨架梁和跨一跨架梁两种 结构。
v1.1.1跨两跨架梁跨两跨简支架梁的方案(见图1)是简支架桥机的经典方案，已有几 十年的历史，它曾作为架桥机的主力，在欧洲、韩国和我国得到广泛应 用，见图2、图3、图4。
这种架桥机结构简单、受力明确、操作方一便 、适应各种重量梁型的架设，它可以方便的实现架梁过程中的过孔作业 ，也可在短距离的桥间距内进行步履前进，长距离桥间距转移时用运梁 车驮运转移。
图1 跨两跨简支架梁的步履式架桥机结构示意图图2 在韩国高铁使用的意大利NICOLA（尼古拉） 公司600t/25m架桥机图3 JQ600架桥机图4 跨两跨架桥机流程图1.1.2跨一跨架梁架桥机针对跨两跨简支架梁架桥机存在的架梁工序复杂、自重大等不 足，国内外的相关研究单位进行了研究改进： ①后支腿设计成O形结构与机臂联接，作为架桥机的主要承力 部件，变跨两跨架梁为跨一跨架梁，大大减轻了机臂和整机的 自重； ②箱梁能方便的从中、后支腿内通过，简化了架梁工序； ③运梁车喂梁到二号柱后部，前起重小车先提起箱梁的前端 ，箱梁的后端在运梁车的驮梁小车上，然后分别在机臂和运梁 车的轨道上同步前移，箱梁的后端到达二号柱后部时，后起重 小车再提起箱梁的后端，两台小车同步前移到位落梁。
中铁上程机械研究设计院和中铁二局共同研制的JQ900A型箱梁架 桥机(见图5)就是此类架桥机的典型代表，该机为龙门式双主 梁三支腿结构，主要由一、二号起重小车，机臂，前支腿（一 号柱），中支腿（二号柱），后支腿（三号柱）、液压系统和 电气控制系统等组成。
v图5 JQ900A型跨一跨架箱梁架桥机v1.2 导梁式架桥机v vv这种架桥机的长度相对较短。
导梁式架桥机的特点是过孔时利用放在前方桥墩上的导梁， 形成架桥机的过孔轨道梁，架桥机在辅助(前)支腿和后支腿 支撑下，沿导梁简支状态下过孔。
导梁式架桥机按照导梁的位置又分为高位导梁架桥机(导梁 高于桥梁的顶面)和下导梁架桥机(导梁与桥梁的顶面齐平) 两种形式。
1.2.1高位导梁架桥机v意大利NICOLA（尼克拉）公司为我国台湾高速铁路工程提供的高位导梁式架桥机见图6(在台湾高铁例使用)图6 意大利NICOLA（尼克拉）公司高位导梁式架桥机v高位导梁式架桥机主要由主梁、前支腿、支腿、辅助支腿、前鼻梁、辅助小车、导梁、扬机和起重小车、电气控制系统、液压系统和动力系统等组成。
其特点如下：v①采用前、后支腿跨一跨支撑主梁，简支架梁；v②起重小车、辅助小车及辅助支腿相互配合，使导梁先行过孔，形成架桥机过孔轨道梁，架桥机在辅助支腿和后支腿支撑下，沿导梁简支过孔;v③采用可拆支腿高位导梁方式，解决了首孔、末孔箱梁的架设；v④前支腿和辅助支腿可利用自身动力，变化与主梁的支撑位置，满足架桥机变跨调整需要；v⑤卷扬起升机构后置，有效降低整机高度，通过限界能力强。
图7 JQ900C型高位导梁式架桥机图8 上导梁式架桥机作业流程图8 上导梁式架桥机作业流程导梁前移1.2.2 下导梁架桥机v 国内研制高位导梁架桥机的单位较多，如中铁工程机械研究设计院和中铁八局的JQ900C 型(见图7、图8，该机在武广客运专线投人使用)，中铁三局的JQ900型，中铁四局与大方桥梁机械有限公司的DF900D 型，中铁六局、中铁七局与华中建筑机械有限公司的HZQ900型，中铁建研院与通联路桥机械有限公司的TLJ900型。
v 国内的下导梁架桥机，目前出现过的是由中铁大桥局七公司研制，有600t 和900t 两种规格。
900t 下导梁轮轨式架桥机，在京津客运专线的施工中使用见图9，该机采用下导梁承载箱梁，起重机定点起吊落梁的总体设计方案，导梁顶面铺设有运梁台车的走行轨道，底面铺设有导梁自身纵移轨道和纵移托滚。
图9 大桥局JQ900下导梁轮轨式架桥机架下导梁架桥机架梁流程图v作业程序是：箱梁用轮轨式运梁台车运入待架孔导梁上时，前支腿支承在桥墩顶面，门形喂梁支腿支承于后方已架箱梁桥面上，而后支腿则靠油缸向两侧张开，让出空间，使宽度12.4m的箱梁运入导梁上。
起吊箱梁时，后支腿收回支于后方已架箱梁桥面，喂梁支腿松开不受力。
起重机吊起箱梁约1Ocm高，运梁台车退出导梁，导梁纵移至下一待架孔跨就位，起重机将箱梁落下就位，铺设箱梁轨道，起重机由台车运至下一待架孔就位，下一架梁循环开始。
v900t架桥机是由起重天车、纵移天车、运架桥机台车、运梁台车、活动油缸吊点、支腿、主梁、下导梁、托辊等部分组成。
1.3 悬臂走行式架桥机v悬臂走行式架桥机的特点是架桥机过孔时，前支腿收起，与机臂的联接由铰接改为悬挂，收缩折叠其下半段，后退到中支腿附近，机臂的前半部分成悬臂状态，前支腿和后支腿的走行机构推动架桥机前移，到位后，前支腿前移到前方墩台支撑，与机臂成铰接，进入简支架梁状态。
图10 JQ900B 型悬臂走行式架桥机v中铁工程机械研究设计院和中铁一局共同研制的JQ900B型箱梁架桥机属于此类架桥机(见图10)，该机为龙门式双主梁三支腿结构，主要由起重小车、机臂、前支腿、中支腿、后支腿、液压系统、电气控制系统等组成。
意大利NICOLA（尼克拉）公司为我国台湾高速铁路工程提供的91St/35m自进式架桥机(见图11)，也是此类型。
它由前支腿、中支腿、后支腿、主梁、起重小车、液压、电气系统等组成。
架桥机架梁、纵移过孔过程基本相同，但在前支腿提起后退和前移时，需要锚定后部安全钢绳。
图11 意大利NICOLA（尼克拉）公司915t/35m自进式架桥机1.4 运架一体机式架桥机运架一体式架桥机是一种具有吊梁、运梁、架梁的多功能特大型碎箱梁架桥机，一台设备起二台设备的作用，节约投资成本，但必须顺序作业，对总的施工效率有影响。
1.4运架一体机式架桥机秦沈客运专线施工时，引进的意大利NICOLA（尼克拉）YJ550型运架一体式架桥机，由运架梁机及下导梁组成。
运架梁机由主梁、前后轮胎式走行轮组、平衡系统、方向定位系统、制动系统、液压卷扬机、提梁横扁担、发动机、司机室等组成。
下导梁由主梁、主支腿、前支腿、后支腿、运行小车等组成。
1.4运架一体机式架桥机图12 NICOLA（尼克拉）YJ550型运架一体机图12 NICOLA（尼克拉）YJ550型运架一体机1.4运架一体机式架桥机分别组装运架梁机及下导梁→运梁机吊运下导梁(含导梁支腿)至桥头就位→支腿吊架将后支腿及主支腿放于桥台并安装就位→下导梁在重物移动器及主支腿滚轮上前移至架梁状态→运架梁机返回梁场取梁→运梁→运架梁机前走行轮组驶到下导梁运行小车上托联→运架一体机沿下导梁前行就位→下导梁前伸至下一墩位腾出落梁位置→落梁就位、安装桥梁支座→运架梁机驶出下导梁、退出回梁场取梁→进行下一循环。
架设作业过程：1.4运架一体机式架桥机运架一体机式架桥机技术特点:a)集吊、运、架于一体，经济性好。
施工单位的总投资低。
b)除正常架设32米、24米和20米混凝箱梁外，可以在不进行任何拆解的情况下在进隧道口和出隧道口进行架梁工作，不受任何限制。
c)转场方便，无需其它辅助机具，运架梁机可以自行吊起下导梁运输转场。
特别适于桥群或隧道间桥梁的架设。
d)重复利用率高，稍加改造,就可以进行其他高架桥的架设。
1.4运架一体机式架桥机运架一体机式架桥机技术特点:e)吊运梁机本身同时也是一台轮胎式提梁机,可以满足其他工况时在梁厂仅作为吊梁设备进行工作。
f)当运架距离(预制梁场至架桥点的距离)大于4公里时，运架梁一体式架桥机的架设工效与运架分离式架桥机的架设工效相同，即，可以保证每天架设2孔。
当遇到隧道或转移工地工况时，运架一体式架桥机的工效将明显高于运架分离式架桥机。
g)吊运架梁的前后轮组内净距大于34米，使两个轮组的对地压力永远都是分布在两个箱梁上，架桥时对桥台和桥梁的支反力也相对较低。
v2、运梁车梁车是与架桥机相配套的特大型专用设备，主要用于将大型箱梁从存梁场运至架桥工地，同时，轮胎式运梁车还能驮运架桥机作长距离桥间转移。
运梁车有轮胎式和轮轨式两种形式。
2.1轮胎式轮胎式运梁车有门架式和台车式两种，铁路大吨位箱梁多用台车式运梁车运输，而且使用大规格轮胎(26.5R25)的居多，这样可减少车轴的数量和缩短车长，有利于运梁车曲线喂梁和行驶。
该类运梁车主要由车体、走行轮组、驮梁台车、转向机构、支腿、动力系统、液压系统、电气系统及制动系统等组成。
2.1轮胎式1)走行轮组通过液压悬挂均衡系统与主梁连成一体，保证每个走行轮组均匀受载，使运梁车能在凹凸不平的路面上行走时，自动调节各轮组对地的接地压力，避免某一单元件超载，同时使其接地比压不得超过路基的容许承载能力。
通过对同组别悬挂油缸高压油管的相互联接，使车体三点受力，当车辆行驶在凹凸不平、有纵横坡的路面时，悬挂油缸会随时提供补偿，保持车架水平。
走行轮组的驱动采用变量泵—变量马达构成的闭式液压驱动回路，每个驱动轮都具有制动功能。
2.1轮胎式2)车体对箱梁的支承结构，通过液压油缸形成三点支撑体系，保证梁体不受扭。
在运输箱梁时，支座表面装有防滑的硬橡胶垫。
3)驮梁台车在驱动机构的作用下，沿运梁车主梁上的轨道向前移动，配合架桥机起重小车进行同步移梁作业。
为防止箱梁在运梁车上移动时，由于载荷作用点的变化引起悬挂和车架起伏，车架的两端安装了液压支腿，运梁车到位后将支腿撑起，承受箱梁部分荷载。
2.1轮胎式2.2轮轨式轮轨式运梁车受轨道限制，使用的不多。
大桥局研制的YL600轮轨式运梁车由二部台车及发电车组成，每部台车32个车轮，台车组共64个车轮，依靠万向支承架实现各台车轮均衡受力，采用悬挂式结构，降低台车高度，增加运梁稳定性。
