任俊荣

【摘 要】北京万桥兴业机械有限公司生产的变位平台式900t穿隧道运架一体机架设单孔桥梁的工况按常规步骤施工不仅工作强度大而且非常耗时。针对此种工况考虑导梁后悬12米锚固11米点处架梁，导梁就位时轮组走台不用翻开降至低位，解决了单孔桥架梁耗时且工作强度大的问题。此方案难点在于导梁后悬12米后导梁与架梁小车对接时导梁后端支撑垫墩受力较大，可能会对路基或连续梁造成损坏。文章通过计算导梁后端支撑垫墩受力及如何减少导梁后端支撑垫墩受力来分析单孔桥后悬架梁的可行性。

【关键词】变位平台式900T穿隧道运架一体机 单孔桥梁工况 导梁后悬 垫墩受力

1 引言

变位平台式900T运架一体机架设单孔桥箱梁的工况按常规步骤施工工序为：导梁就位→后、中滚轮支腿就位→主机喂梁→前抽导梁→后支腿就位→翻开轮组走台并降至低位→安装搭接平台→主机与导梁分离→取梁运梁；架梁时喂梁到位后拆除搭接平台→轮组走台升至中位并折叠→折叠后支腿→前抽导梁→起吊后、中滚轮支腿→落梁。按照常规步骤施工时后支腿就位，翻开并将轮组走台降至低位，安装搭接平台，喂梁后又得拆除搭接平台，折叠后支腿，将轮组走台升至中位并折叠，不仅增加了工人的劳动强度安全系数降低而且十分消耗时间，如果可以实现导梁后悬12米锚固11米点处架梁则可以省去支、翻后支腿及收、放轮组走台等工序。文章通过研究该工艺下导梁后端支撑垫墩受力来分析该方案架梁的可行性。

2 导梁及各关键设备介绍

导梁机分为导梁、轮组平台、架梁小车、后支腿、后滚轮支腿、中滚轮支腿、前滚轮支腿、支腿吊装架等部分。导梁为箱式结构，用特殊钢板焊接而成，共七节，采用螺栓连接，刚性高，重量轻。导梁为导梁机的主体，上部装有架梁小车，下部装有后支腿、后滚轮支腿、中滚轮支腿及前滚轮支腿。

2.1 导梁各部分重量及尺寸

（1）导梁1重量M1为38.66t、导梁2重量M2为24.72t、导梁3重量M3为20.52t、导梁4重量M4为22.45 t、导梁5重量M5为25.38t、 导梁6重量M6为21.16 t、导梁7重量M7为21.7t、轮组走台重量M8为41t、架梁小车重量M9为28t、支腿吊装架重量M10为3.2t。不考虑连接板重量。

（2）导梁1长度L1为12.42m、导梁2长度L2为8m 、导梁3长度L3为8m、导梁4长度L4为9m、导梁5长度L5为11.16m、导梁6长度L6为11.16m、导梁7长度L7为11.6m、前鼻梁长度L8为5.5m。

2.2 支撑垫墩介绍

支撑垫墩为40cm×40cm×16cm刚墩，刚墩为箱式，内部加筋处理，刚墩自身重量可不计，每块受力面积为1600cm2。主机自重563吨，箱梁按900t计算。

3 后悬架梁受力分析

3.1 以后滚轮支腿为支点不考虑导梁前端作用力影响时支撑刚墩受力

后悬架梁主机与架梁小车重心距离后滚轮支腿8m，距离支撑垫墩4m，此时支撑垫墩受力为[（563+900）/2+38.66+41+28]×8/12=560t（假设第1节导梁重心与架梁小车重合且不考虑其他节导梁影响）。假设导梁后端加垫4块支撑垫墩此时垫墩对连续梁或路基压强为560t/6400cm2=8.75Mpa。

3.2 以后滚轮支腿为支点考虑导梁前端作用力影响时支撑刚墩受力

考虑以后滚轮支腿为支点后悬12m时导梁后端产生力矩为：12/2×（M1+M8）+8×M9=702（t*m）（假设第一节导梁和轮组走台重量均匀分布在后悬12m度范围内）；

以后滚轮支腿为支点导梁前端产生力矩经计算为3669（t*m）；

如果以后滚轮支腿为支点为使导梁保持平衡后悬导梁时主机作用力为：（3699-702）/8=375t，即可抵消主机作用力375t。

此时支撑垫墩受力为：[（563+900）/2-375]×8/12=238t；

支撑垫墩压强为238t/6400cm2=3.7Mpa

3.3 路基及连续梁的受力

一般路基表层级配碎石动态变形模量Evd≥55Mpa。一般连续梁梁体浇筑采用C50混凝土，强度可达到50Mpa以上。

实际施工过程中可在路基或连续梁梁面上铺设2块2m×2m×4cm钢板，用细沙找平，使钢板受力均匀，此时支撑垫墩对路基或连续梁的作用效果为：238t/80000cm2=0.298Mpa（架设钢板均匀受力）。

4 施工过程关键点

（1）导梁就位完成后测量导梁水平度，确保导梁水平。此时导梁仅由后滚轮支腿及中滚轮支腿支撑。

（2）导梁后端自然下挠后导梁下轨道与支撑垫墩间预留5cm间隙，确保主机与导梁对接时导梁前端力矩发挥作用。

（3）支撑垫墩底部用细沙找平确保均匀受力。

（4）主机与导梁对接时注意观察导梁前端上翘情况，确保安全。

（5）对接完成后向前喂梁，架梁小车运行至三分之一跨度处停止喂梁，然后前抽导梁至正常架梁锚固位置进行锚固。锚固后继续喂梁至落梁位置。

（6）利用后滚轮支腿调节导梁至悬臂状态。

5 结语

从以上计算可知变位平台式900t运架一体机单孔桥工况架梁施工可后悬12m锚固11m点处架梁，以后滚轮支腿为支点，不考虑后滚轮支腿前端导梁力矩作用，主机与导梁对接时支撑垫墩对路基或连续梁的作用效果较小，但是路基或连续梁局部受力过大。以后滚轮支腿为支点利用后滚轮支腿前端导梁力矩作用可大大抵消掉主机作用力。该技术成功应用于渝万铁路寸滩特大桥出连续梁单孔桥架梁工况，大大减少了劳动强度，增加了安全系数，提高了单孔桥架梁效率，未对连续梁造成任何损伤。

参考文献：

[1]乐锋.运架一体式架梁机隧道架梁技术[J].价值工程，2013.59-61.

[2]刘金.运架一体式架桥机的结构分析[D].武汉理工大学，2012.

[3]汪峰.900t架桥机导梁支腿的结构分析与优化设计[D].长安大学，2011.

[4]张启贵.900t导梁式运架一体机三维有限元分析[J].建筑机械，2014.97-100.

[5]屈振学，姜长清.900t运架一体机架设双线整孔箱梁施工技[J].铁道建筑，2012.29-31.

[6]周伟.运架一体式架桥机隧道内零距离架梁技术[J].高速铁路技术，2012.34-37.

[7]黄耀怡，刘培勇，李坤.关于我国高铁运架一体机的设计与应用[J].铁道建筑技术，2014.6-19.

[8]張世辉.运架一体机箱梁架设工况下桥墩结构受力分析[J].科技创新导报，2013.122-126.