第３０卷 第２期 ２０２０年２月
长 春 大 学 学 报
ＪＯＵＲＮＡＬＯＦＣＨＡＮＧＣＨＵＮＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹ
Ｖｏｌ.３０ Ｎｏ.２Ｆｅｂ.２０２０
客运专线大纵坡小半径曲线单线箱梁架设关键技术
魏功波
(中铁十九局集团第三工程有限公司ꎬ北京１１１０００)
摘 要:随着城市的快速发展ꎬ对于桥梁的建筑需求也随之加大ꎮ大纵坡小半径曲线桥梁能满足各地区不同地理环境的需求ꎮ相对于直线型、大半径曲线桥梁ꎬ其施工难度更高ꎬ对架设设备的选择和施工工艺的要求也较多ꎮ以某客运专线的单线架设施工方案为例ꎬ探讨解决桥梁架设中多跨度、线路坡度大、小半径曲线、临时支撑点架设困难等问题ꎬ总结架构处理经验ꎬ供大家参考借鉴ꎮ关键词:客运专线ꎻ小曲线ꎻ大纵坡ꎻ单线箱梁ꎻ架设
中图分类号:Ｕ４４５.３６ 文献标志码:Ａ 文章编号:１００９－３９０７(２０２０)０２－００１０－０４
我国铁路客运专线大部分为双线箱梁ꎬ新建盘锦至营口客运专线海城河上、下联特大桥为单线箱梁ꎬ而多种跨度、线路纵坡大、小半径曲线、无法安装临时支撑给单线箱梁架设带来了巨大的困难ꎬ我们针对单线箱梁架设特点制定了架设技术方案及架设工艺等ꎬ解决了复杂条件下单线箱梁的架设难题ꎮ
１ 工程基本情况
新建盘营客运专线二标位于盘锦———海城境内ꎬ其中海城河上联海城河特大桥桥长８１３４.５２ｍꎬ海城河７ｍꎮ确保小曲线半径、大纵坡范围箱梁架设安全是施工控制的关键如图１所示ꎮ
下联海城河特大桥桥长７８４５.７１ｍꎬ最小曲线半径１３００ｍꎬ最大纵坡２５‰ꎬ最大梁重３８９ｔꎬ梁高２.６ｍꎬ梁宽
图１ ２５‰坡度纵断面图
２ 施工关键技术２.１ 架桥机选择及工况
根据客运专线单线箱梁特点及现场情况ꎬ采用ＳＸＪ５５０/３２架桥机进行架设ꎬ其具体技术要求如下:
表１ 项目施工要求
序号１２
项 目环境温度海拔高度
技术要求≤２０００ｍ能正常工作
－２０~＋５０℃
备注
收稿日期:２０１９－１０－２１
作者简介:魏功波(１９８６－)ꎬ男ꎬ辽宁鞍山人ꎬ工程师ꎬ主要从事建筑工程方面研究ꎮ
第２期魏功波:客运专线大纵坡小半径曲线单线箱梁架设关键技术
续 表
序号３４５６７８１０１１１２１３１４１５１６１７９
项 目工作最大风压非工作最大风压额定起重量工作效率吊点数
技术要求６级１１级
３.５小时/跨(运距１０ｋｍ以内)
Ａ３Ｕ０Ｑ３４５５０ｔ
备注
１１
整机工作级别机构工作级别利用等级荷载等级
Ｍ４
适应线路纵坡
走行速度
自行过孔驮运转移
≤２０‰０－３ｍ/ｍｉｎ５ｋｍ/ｈ≥２０００ｍ８.１２８ｍ７ｍ
吊具下端距已架箱梁顶面距离
起升高度
适应曲线半径
整机配电功率起升速度(重载)起升速度(空载)
装机总功率:１８１ｋＷ正常作用最大使用功:７５ｋＷ
０~０.５ｍ/ｍｉｎ０~１ｍ/ｍｉｎ(空载)０~５ｍ/ｍｉｎ(重载)０~３ｍ/ｍｉｎ
１８起重小车行走速度
架梁状态ꎬ为保证落梁准确ꎬ吊梁天车可微量调整ꎬ其速度为０~３.５ｍｍ/ｓ横移方式:电液比例液压缸
１９起重小车横移
推拉实现微量调整横移量:４２０ｍｍ横移速度:０~３.５ｍｍ/ｓ
架桥机组装顺序:架桥机２根主梁拼组—→主梁前端联系横梁拼组—→前支腿结构、后车结构上半部分安装—→２台桁车安装—→电气系统及走台安装—→驮运支架拼组１及顶升架桥机到位—→前支腿结构、２.２ 施工方法
后车结构下半部分安装—→辅助支腿安装—→穿钢丝绳及吊具安装—→整机调试ꎮ[１]
根据架桥机工作需要ꎬ分为正常架梁、过孔、变跨、架设最后一跨、运梁车托运架桥机桥间转移等ꎮ２.３ 架桥机调整方案
ＳＸＪ５５０/３２架桥机原设计可满足２０‰纵坡桥梁的架设ꎬ因在建盘营铁路特有技术条件架梁需要ꎬ对架桥
机架设２５‰纵坡桥梁的技术性能进行了重新检算ꎬ调整了架桥机前后支腿的支承高度ꎬ并增设了相应的安全保障措施ꎮ检算内容包括大车走行动力和制动性能ꎬ安全保障措施包括起重小车锚定装置、大车铁楔和过孔操作补充规定ꎬ如图２所示ꎮ
１２长 春 大 学 学 报 第３０卷
图２ 大车台车与铁楔
２.４ 架桥机大车走行动力、制动性能检算２.４.１ 概述上运行ꎮ
后车走行机构驱动整机悬臂过孔时的自重荷载３７０ｔꎬ后车走行机构采取单线单轨走行形式ꎬ为确保箱梁的安全ꎬ将双线单轨轨距定在箱梁腹板正上方ꎬ悬臂过孔时的自重荷载作用在箱梁腹板上方ꎮ驱动装置采用斜齿轮－伞齿轮减速机分别驱动ꎮ中车制动转矩由减速机制动电机提供ꎮ[２]
前支腿变跨支承导向机构支承在主架下ꎬ反托轮托在在主梁前端ꎬ后车走行机构斜齿轮－伞齿轮减速机２.４.２ 总运行阻力最大摩擦阻力
驱动ꎬ反托轮小型斜齿轮－伞齿轮减速机不参加驱动ꎮ
Ｆｍ＝Ｇω＝３７０×１０４×０.００６＝２.２２×１０４Ｎꎬ坡道阻力:
ＦＰ＝Ｇｓｉｎα＝Ｇｉ＝３７０×１０４×０.０２５＝９.２５×１０４Ｎꎬ式中ꎬｉ为:轨道坡度
风阻力:
Ｆｗ＝ＣＫｈｑＡ＝１.６×１.２３×１５０×(１０×３＋３×１０×２＋２×２×３)＝３.０１×１０４Ｎꎬ
式中ꎬＣ为风力系数ꎬＣ＝１.６ꎬＫｈ为风力高度变化系数ꎬＫｈ＝１.２３ꎬｑⅠ为计算风压ꎬ取ｑⅠ＝０.６ｑⅡ＝０６×２５０＝１５０Ｎ/ｍ２ꎬＡ─迎风面积ｍ２ꎮ
运行阻力:
主机走行机构由后车走行机构构成ꎬ它的作用是在架桥机整机过孔时ꎬ带动架桥机整机通过轨道在箱梁
式中ꎬＧ为自重载荷ω─摩擦阻力系数
２.４.３ 电动机的选择
电动机静功率:
Ｆｊｖ
Ｆｊ＝Ｆｍ＋ＦＰ＋Ｆｗ＝(２.２２＋９.２５＋３.０１)×１０４＝１４.４８×１０４Ｎ
１４.４８×５.４６×１０４＝＝３.５ｋＷꎬＰｊ＝
１０００ηｍ６０×１０００×０.９４×４
式中ꎬｖ为运行速度ꎬｖ０＝５.４６ｍ/ｍｉｎꎬη为机构传动效率ꎬη＝０.９４ꎬｍ为电动机个数ꎬｍ＝４
电机所需实际功率:
Ｐ＝ＫｄＰｊ＝１.１４×３.５＝３.９９ｋＷꎬ
２.４.４ 分配传动比
转矩Ｎａ＝１８０００Ｎ.ｍꎻ传动比ｉ＝５８３.６ꎻ使用系数ｆＢ＝１.２７ꎻ变频调速约３０Ｈｚ时运行速度为３ｍ/ｍｉｎꎮ
走行速度:
ｖ＝２πＲｎ２＝２×π×０.３５×２.４８＝５.４６ｍ/ｍｉｎꎬ
初选型号为ＫＡ１５７Ｒ９７－ＹＥＪ４－４Ｐ－５８３.６产品ꎬ额定功率Ｐ＝４ｋＷꎻ输出转速ｎ２＝２.４８ｒ/ｍｉｎꎻ输出
第２期魏功波:客运专线大纵坡小半径曲线单线箱梁架设关键技术１３
式中ꎬｖ为运行速度ꎬＲ为走行轮半径ꎬＲ＝０.３５ｍꎬｎ２为走行轮转速ꎬｎ２＝２.４８ｒ/ｍｉｎ小车走行机构传动比ｉ＝５８３.６ꎮ
结论:减速机实际所需功率(３.９９ｋＷ)<电机额定功率(４ｋＷ)ꎬ该配置满足走行性能要求ꎮ走行速度０２.４.５ 制动性能
ＴＺ≥１.２５ＴＺ′＝１.２５ＦＷＦＷ
~３ｍ/ｍｉｎ由变频调速实现ꎮ
Ｄη
(Ｆ＋ＦＷ
２０００ｉｍ′Ｐ
－Ｆｍ１)
Ⅱ
Ｎｍꎬ式中ＦＰ─坡道阻力ꎬＦＰ＝９.２５×１０４Ｎꎬ
ⅡⅡ
Ｄη７００×０.９４
×(９.２５＋５.０２－１.９８)×１０４＝２１６５(ＦＰ＋ＦＷⅡ－Ｆｍ１)＝１.２５×
２０００ｉｍ′２０００×５８３.６×４
２５０
×１０４＝５.２×１０４Ｎꎬ１５０
为风阻力ꎬ按工作状态下最大计算风压ｑⅡ计算ꎮ＝ＣＫｈｑⅡＡ＝３.０１×
式中ꎬｑⅡ为工作状态下最大计算风压ꎬｑⅡ＝２５０Ｎ/ｍ２ꎮ
Ｆｍ１为最小摩擦阻力:
２ｆ＋μｄ２×０.６＋０.０１５×１７０
＝３７０×１０４×＝１.９８×１０４ＮꎮＦｍ１＝Ｇ
Ｄ７００
式中ꎬｆ为滚动摩擦系数ꎬｆ＝０.６ꎬμ为轴承摩擦系数ꎬμ＝０.０１５ꎬｄ为轴承处车轮轴的直径ꎬｄ＝１７０ｍｍꎬＤ为车轮踏面直径ꎬＤ＝７００ｍｍꎬｍ′为制动器个数ꎬｍ′＝４ꎬｉ为传动比ꎬｉ＝５８３.６ꎬη为效率ꎬη＝０.９４ꎬＴＺ为制动器额定制动转矩ꎬＴＺ＝４０Ｎｍꎮ
结论:主机过孔走行制动器所需实际制动转矩(２１.６５Ｎｍ)<制动器额定制动转矩(４０Ｎｍ)ꎬ实际制动转矩能够满足制动性能要求ꎮ但在主机过孔走行到位前ꎬ仍应在中车两条轨道端头安装夹轨器作为最后限位制动ꎬ防止架桥机过孔时(特别是在下坡时)整机溜车或架梁时整机滑移ꎮ２.５ 主梁纵坡的调整
ＳＸＪ５５０/３２架桥机原设计可满足２０‰纵坡桥梁的架设ꎬ现纵坡增大至２５‰后ꎬ架设上坡桥梁时ꎬ原正常
架设无法满足要求ꎬ需在后支腿下曲梁与横移梁之间垫置２０５ｍｍ高的垫墩ꎻ架设下坡桥梁时ꎬ在前支腿垫梁与桥墩垫石之间垫置１５０ｍｍ高的垫墩ꎮ设置上述垫墩后ꎬ主梁纵坡可调至７‰以内ꎬ主梁、前后支腿架梁时的工作状态、内力与架设２０‰纵坡桥梁时相当ꎮ
３ 安全保障措施及过孔操作卡控要点
距中心距离保证在３４００ｍｍ的尺寸ꎮ
(１)架桥机过孔前ꎬ先检查整机过孔钢轨铺设平直ꎬ钢轨与梁面接触面平整可靠ꎬ钢轨接头连接可靠ꎬ轨(２)检查整机过孔钢轨两侧妨碍走行的障碍物ꎬ确保将前后桁车用锚定装置固定在主梁轨道上ꎮ(３)检查大车走行减速机制动器的制动间距ꎬ必须保证制动间距小于制动器规定的间距ꎬ检查减速机驱(４)在整机过孔钢轨距大车５ｍ左右的位置设置夹轨器ꎬ两条轨道上的夹轨器的位置要放在５ｍ相同(５)大车走行过程中ꎬ由两个人手持铁楔沿着轨道、随着大车走行的速度向前进方向后退ꎬ随时做到可(６)大车过孔的速度使用低于１.５ｍ的速度行走ꎬ停车时要减速后再断电制动ꎬ防止对架桥机有冲击惯(７)走完前一个５ｍ行程后ꎬ再在另一个夹轨器设置距大车５ｍ左右的位置后才能将前一个夹轨器去
(下转第３１页)
动的扭矩臂架连接可靠ꎮ
的地方ꎬ为安全起见ꎬ距大车５ｍ以后的轨道上可重复设置夹轨器ꎬ防止发生溜车现象ꎮ用铁楔对架桥机大车制动ꎮ性的影响ꎮ
除ꎬ然后重复大车过孔走行操作ꎮ
第２期
大学学报ꎬ２０１９(５):２３－２５.
张轶娟:微时代大学生心理健康教育实效性的把控３１
责任编辑:程艳艳
ＣｏｎｔｒｏｌｏｆＥｆｆｅｃｔｉｖｅｎｅｓｓｏｆＭｅｎｔａｌＨｅａｌｔｈＥｄｕｃａｔｉｏｎｆｏｒＣｏｌｌｅｇｅＳｔｕｄｅｎｔｓｉｎｔｈｅＭｉｃｒｏＥｒａ(ＹｏｕｔｈＳｃｈｏｏｌｆｏｒＰｏｌｉｔｉｃａｌＳｃｉｅｎｃｅｓꎬＩｎｎｅｒＭｏｎｇｏｌｉａＮｏｒｍａｌＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙꎬＨｏｈｈｏｔ０１００１１ꎬＣｈｉｎａ)
ＺＨＡＮＧＹｉｊｕｎ
Ａｂｓｔｒａｃｔ:Ｉｎｔｈｅｍｉｃｒｏｅｒａꎬｔｈｅａｕｔｈｏｒｉｔｙｏｆｔｅａｃｈｅｒｓｉｓｃｈａｌｌｅｎｇｅｄａｎｄｔｈｅｔｈｉｎｋｉｎｇｗａｙｏｆｃｏｌｌｅｇｅｓｔｕｄｅｎｔｓｉｓａｌｓｏｃｈａｌｌｅｎｇｅｄꎬａｎｄｔｈｅｃｏｎｔｒｏｌｏｆｎｅｔｗｏｒｋｐｕｂｌｉｃｏｐｉｎｉｏｎｓｂｅｃｏｍｅｓｍｏｒｅｄｉｆｆｉｃｕｌｔ.Ｆａｃｉｎｇｔｈｅｏｐｐｏｒｔｕｎｉｔｉｅｓａｎｄｃｈａｌｌｅｎ￣ｔｅａｍｏｆｍｅｎｔａｌｈｅａｌｔｈｅｄｕｃａｔｉｏｎｓｈｏｕｌｄｂｅｏｐｔｉｍｉｚｅｄａｎｄｔｈｅｓｅｒｖｉｃｅｆｏｒｃｅｏｆｅｄｕｃａｔｉｏｎｓｈｏｕｌｄｂｅｉｍｐｒｏｖｅｄ.Ｋｅｙｗｏｒｄｓ:ｍｉｃｒｏｅｒａꎻｍｅｎｔａｌｈｅａｌｔｈｅｄｕｃａｔｉｏｎꎻｅｆｆｅｃｔｉｖｅｎｅｓｓꎻｃｏｎｔｒｏｌ
ｇｅｓꎬｔｈｅｇｏａｌｓｏｆｍｅｎｔａｌｈｅａｌｔｈｅｄｕｃａｔｉｏｎｓｈｏｕｌｄｂｅｉｎｎｏｖａｔｅｄａｎｄｔｈｅｏｒｉｅｎｔａｔｉｏｎｏｆｅｄｕｃａｔｉｏｎｓｈｏｕｌｄｂｅｏｐｔｉｍｉｚｅｄꎬｔｈｅｐａｔｈｏｆｍｅｎｔａｌｈｅａｌｔｈｅｄｕｃａｔｉｏｎｓｈｏｕｌｄｂｅｉｎｎｏｖａｔｅｄａｎｄｔｈｅｃｈａｎｎｅｌｓｏｆｅｄｕｃａｔｉｏｎｓｈｏｕｌｄｂｅｅｘｐａｎｄｅｄꎬｔｈｅ
５ 结语
(上接第１３页)
盘营客运专线单线箱梁架设工程、工期紧、任务重、难度大ꎮ根据工程特点采用的单线箱梁架桥机ꎬ为一跨式主体结构ꎬ空载、重载横移ꎬ变跨架设ꎻ通过对设备改进后ꎬ较好地解决了本工程大纵坡、小曲线半径箱梁架设的难点ꎬ高效、优质、安全地完成架设任务ꎬ为同类工程的施工积累了宝贵经验ꎮ参考文献:
[１] 王苹苹.小半径曲线桥梁设计问题的探讨[Ｊ].交通世界ꎬ２０１８(１５):９８－９９.
[２] 刘泉ꎬ李茂奇.不同圆心角对小半径曲线桥受力性能影响的研究[Ｊ].城市道桥与防洪ꎬ２０１４(４):９３－９５.
责任编辑:程艳艳
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Ａｂｓｔｒａｃｔ:Ｗｉｔｈｔｈｅｒａｐｉｄｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｏｆｃｉｔｉｅｓꎬｔｈｅｄｅｍａｎｄｆｏｒｂｒｉｄｇｅｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎｉｓａｌｓｏｉｎｃｒｅａｓｉｎｇ.Ｔｈｅｂｒｉｄｇｅｓｗｉｔｈｌａｒｇｅｌｏｎｇｉｔｕｄｉｎａｌｓｌｏｐｅａｎｄｓｍａｌｌｒａｄｉｕｓｃｕｒｖｅｃａｎｍｅｅｔｎｅｅｄｓｏｆｄｉｆｆｅｒｅｎｔｇｅｏｇｒａｐｈｉｃａｌｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔｓｉｎｖａｒｉｏｕｓｒｅｇｉｏｎｓꎬｗｈｉｃｈｈａｓｈｉｇｈｅｒｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎｄｉｆｆｉｃｕｌｔｙｃｏｍｐａｒｅｄｔｏｓｔｒａｉｇｈｔ－ｌｉｎｅａｎｄｌａｒｇｅｒａｄｉｕｓｃｕｒｖｅｂｒｉｄｇｅｓꎬａｎｄｈａｓｍｏｒｅｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓｆｏｒｔｈｅｓｅｌｅｃｔｉｏｎｏｆｅｒｅｃｔｉｏｎｅｑｕｉｐｍｅｎｔａｎｄｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ.Ｔａｋｉｎｇｔｈｅｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎｓｃｈｅｍｅｏｆｓｉｎｇｌｅｔｒａｃｋｅｒｅｃｔｉｏｎｏｆａｐａｓｓｅｎｇｅｒｄｅｄｉｃａｔｅｄｌｉｎｅａｓａｎｅｘａｍｐｌｅꎬｔｈｉｓｐａｐｅｒｄｉｓｃｕｓｓｅｓｈｏｗｔｏｓｏｌｖｅｔｈｅｐｒｏｂｌｅｍｓｉｎｂｒｉｄｇｅｅｒｅｃｔｉｏｎꎬｓｕｃｈａｓｍｕｌｔｉ－ｓｐａｎꎬｌａｒｇｅｌｉｎｅｇｒａｄｉｅｎｔꎬｓｍａｌｌｒａｄｉｕｓｃｕｒｖｅꎬｄｉｆｆｉｃｕｌｔｙｉｎｅｒｅｃｔｉｎｇｔｅｍ￣ｒｅｆｅｒｅｎｃｅｓ.
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