大型架桥机在高铁施工中的应用

包殿桥

（中铁十四局集团第五工程有限公司，山东济宁 272000）

0 引言

随着我国高铁施工速度的加快，对各项高铁施工技术和设备的需求量显著增加。当前在建高铁线路上有很多类型的架桥机，大型架桥机在高铁线路施工上的应用已经非常规范，但因研发力度不足，这些设备在质量保证和安全性能方面还存在一些需要改进的地方。为进一步提高高铁工程的施工质量，探讨大型架桥机的使用技术尤为必要。

1 起升设备使用技术

高铁箱梁的施工架设对大型架桥机的起升设备提出了很高的技术要求，高铁箱梁上设有4个吊点，吊梁时必须要保证4个吊点受力均匀。传统起吊技术吊点受力的均匀性较差，容易导致箱梁扭曲，梁体受损，降低施工质量。对此采取的策略：

（1）运用4点起吊3点均衡的起吊架构解决受力问题。4点起吊3点平衡的第一要点是要确保箱梁上的吊点在吊梁、纵走、横移、落梁的过程中受力完全一样，这样，在静力平衡的作用下箱梁另一端2个吊点之间的作用力必然相等。方法是使用同一根钢丝绳将2幅滑车组串联缠绕，并在中间设置导向滑轮，构成一个平衡点。同时采用另外2个滑车组使用独立钢丝绳进行串联构成另外的平衡点，这样在对大重量的箱梁开展吊装作业时就可以避免因为箱梁扭曲而可能发生的梁体损坏情况。均衡起升结构见图1。

图1 均衡起升结构

（2）箱梁开展吊装作业时，4个吊点要均匀分布在梁体的两侧，相互之间距离均等。这样在对梁体进行匀速吊装时，在静力平衡作用之下，就可以保证梁体两端的吊装受力相等，使4点均匀受力，有利于保持梁体的平衡，避免可能带来的梁体损坏。这一过程运用2组串联起来的导向滑轮就可以做到，2组串联的导向滑轮可以将吊点的受力误差压缩到最小范围[1]。均衡起吊原理见图2。

图2 均衡起吊原理

2 作业时的监控与安全保护技术

大型架桥设备吊装作业时开展的监控和安全保护十分重要，经过数年的改进与完善，架桥机设备的安全保护措施有了明显的进步，保护措施主要包括3个方面：

（1）起升卷扬系统。起升卷扬系统具有双制动保护功能，既具备减速机高速端制动保护功能，又具备卷筒机低速端制动保护功能。施工人员可将低速端盘式制动器和高速端块式制动器应用到施工中，前者负责设备减速时，对其动作加以控制；后者负责设备加速时控制其动作，实现起升卷扬。

（2）起升限位保护、超速保护及紧急停车装置。为了防止因人为误操作或机械故障出现起升超限或失速下降的情况，运用起升限位器及编码器控制的超速保护装置解决相关问题。架桥控制室设置应急停车设备，出现紧急状况时，要在最短的时间内停止机器。并且所有电机和制动器上都要安装故障监测系统，若发生短路、断线或超载的情况，该系统将拒绝一切操作，同时准确显示故障的种类与位置。施工人员可经监测系统，全面的掌握故障的特点。以之为参考，对故障进行处理，提高故障的解决效率。

（3）PLC技术。具有很强的逻辑功能，能减小电路对硬件设备的依赖性，可以提升电路的可靠性和设计的灵活性，保证架桥机操作的安全性。同时在架桥机的控制室内通常会架设一台由工业系统控制的计算机，计算机采用触摸屏技术，在屏幕上显示各类电器故障的具体信息。当故障发生时，维修人员可参考屏幕的提示，确定故障位置，并及时维修，提高故障修复效率。

3 起重与运梁结构的同步控制技术

同步控制技术主要运用在当架桥机采用尾部喂梁作业方式时。运梁车完成运梁操作，梁体被起重机吊起后，必须确保运梁车上的驮梁小车和起重小车同步前行，以确保在运输桥梁时不会发生受力不均现象。采取的措施：

（1）普通的运梁结构，为实现同步控制2车的目标，一般需要用同一台变频器操控2车，同时在架桥机后部架设一台运梁车电源箱，在2车上配备相同的变频器和电源，通过操作变频器控制两车的行走速率，同时在操作时要采取不断计算、测试及调整驮梁小车线速度的方法，保证两者的工作状态一样。

（2）全液压的运梁结构，一般先采用红外线测距仪反馈相关数据。施工人员可通过对数据的观察，判断其是否存在误差。之后通过及时差数补偿操作，完成对喂梁作业的闭环控制，实现驮梁小车和起重小车同步运行[2]。

4 作业时的过孔技术和过隧道技术

过孔技术以及过隧道技术，是实现架桥机良好应用效果的关键部分。过孔技术主要指针对不同类型架桥机，运用不同的过孔技术。大型架桥机设备包括含有导梁结构的施工设备，如下导梁架桥机以及导梁顶点式架桥机等，这类架桥机设备都包括导梁结构，打孔过程中，需要借助导梁的支撑作用。实际运用时，架桥机的前支腿通常设计在导梁上，根据施工需求变化导梁位置，并且随着导梁方位的变化，前支腿随之移动，实现打孔施工的顺利进行。这类打孔技术操作复杂难度较大，要求施工人员具有较强的施工能力和丰富的工作经验，并在实际操作过程中保持注意力的高度集中。两跨连续式架桥机由于含有悬臂装置，操作相对简单，并且安全性较高，已经普遍应用于施工中，并取得了一定的应用效果。当一块6层PCB板的厚度（通孔深度）为1.27 mm（50密耳）左右，仅需应用钻孔直径为0.2032 mm（8密耳）的机械，既能够达到过孔目的。过隧道技术主要应用降低架桥机宽度及高度进行作业以及利用架桥机自身伸缩性进行作业两种。该技术下，架桥机的电机功率11 kW×2、纵移速度3 m/min、提升速度0.75 m/min、最大起重量120 t。在实际施工中，普遍选择利用架桥机自身机构的伸缩性能来开展过隧道作业。

5 结语

在高铁施工中运用大型架桥机设备，可以起到平衡吊点，保护作业人员安全、避免在运输桥梁时受力不均的良好效果。本文的研究可以让大型架桥机设备在高铁施工中得到更好的应用，为提高高铁建设质量做出更大的贡献。

[1]李勤超.高铁施工中大型架桥机设备的应用[J].黑龙江交通科技，2017，40（2）：150-151.

[2]陈浩.试论大型架桥机设备在高铁施工中的应用[J].江西建材，2017，（2）：157+161.