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目前，橋梁施工正向高度機械化的方向發(fā)展，加之橋梁施工面臨的環(huán)境條件越來越復(fù)雜，這對機械設(shè)備提出了更高要求。在這種形勢下，橋梁機械設(shè)備改造成為適應(yīng)各種復(fù)雜多變施工條件的重要舉措。

 

1工程概況

 

以某鐵路客運專線工程為例進行分析，其設(shè)計時速為250km/h，線間距4.6m，全線含隧道13座，設(shè)計半徑為6400mm，后因隧道運架梁難度較大，故增至6500mm?；诹簣鰧嶋H布置，施工中運架設(shè)備須穿過11座隧道，施工條件復(fù)雜，若采用常規(guī)運架設(shè)備，易出現(xiàn)運梁車和架橋機無法穿隧道等問題。因此，須對現(xiàn)有設(shè)備進行改造。

 

2設(shè)備改造方案

 

經(jīng)可行性分析，現(xiàn)決定將現(xiàn)有常規(guī)運架設(shè)備按照變位平臺式穿隧道運架設(shè)備實施改造。通過改造，可使主機從臺座自動取梁，并在導(dǎo)梁尾端增設(shè)變位平臺，調(diào)整該平臺高度，能實現(xiàn)對導(dǎo)梁尾端表面軌道相對于橋臺高度的調(diào)整。在主機作業(yè)時，不會受到隧道斷面限制，當路基表面平整、橋面接口平順且操作員正確操控時，最大空載運行速度可達7km/h，最大滿載運行速度也可達到4.5km/h?？梢姡ㄟ^對設(shè)備的適當改造，不僅能簡化施工作業(yè)，提高效率，還能從本質(zhì)上保障施工安全[1]。設(shè)備主要由以下幾部分構(gòu)成：驅(qū)動系統(tǒng)、電氣控制、變位平臺、液壓系統(tǒng)、走行和支腿等。

 

3設(shè)備改造要點

 

3.1液壓系統(tǒng)

 

改造后的新運架設(shè)備共需116個液壓油缸。其中，輪組驅(qū)動和轉(zhuǎn)向油缸32個，可直接使用原有的輪組驅(qū)動和轉(zhuǎn)向油缸，額外增加余下的油缸，原有16個，需增加16個；原有的輪組緩沖油缸全部繼續(xù)使用，共32個；垂直轉(zhuǎn)向支撐油缸共8個，由以下兩部分組成：駐車支撐油缸和支腿下部支撐油缸，各4個，使用原有懸掛小車的橫向移動調(diào)整控制油缸，額外增加3個新油缸；吊點裝置的橫向移動調(diào)整控制油缸共有8個，采用4個原有調(diào)整控制油缸，其他均新增加；吊點裝置的變跨調(diào)整控制油缸共2個，全部為新增加；導(dǎo)梁機后端固定支腿額外增加2個支撐油缸與翻轉(zhuǎn)油缸；導(dǎo)梁機前端滾輪額外增加2個支腿橫向移動調(diào)整控制油缸，滾輪支腿增加4個支撐油缸，前端鼻梁增加2個翻轉(zhuǎn)油缸；導(dǎo)梁機中端滾輪增加2個支腿橫向移動調(diào)整控制油缸和4個支撐油缸；導(dǎo)梁機前端鼻梁增加2個縱向移動調(diào)整控制油缸；導(dǎo)梁機承臺增加6個翻轉(zhuǎn)油缸。根據(jù)上述改造內(nèi)容，共需新油缸55個。此外，為確保改造后設(shè)備運行安全，更換所有油缸的接頭與軟管[2]。改造前設(shè)備有64個油缸，經(jīng)過本次改造，有57個油缸繼續(xù)使用，只有以下7個沒有被利用到，分別為：架橋機前端支腿的支撐油缸，共2個；輔助導(dǎo)梁的支撐油缸，共4個；架橋機懸掛車吊重油缸，共1個。由此可見，本次設(shè)備改造充分利用了原有液壓系統(tǒng)，對油缸的利用率可達89%，降低了用于改造的費用，使改造后設(shè)備更具經(jīng)濟效益。

 

3.2傳動與起吊

 

改造后的新運架設(shè)備需要配置4個絞車，均采用原設(shè)備絞車即可，并將原有絞車的減速機與電機作為驅(qū)動，功率為32kW。起吊時采用的鋼絲繩，其直徑應(yīng)達到24mm，使用原設(shè)備鋼絲繩即可，但要對其進行檢查和檢驗。起吊時需用到112個滑輪，原有滑輪108個，需重新配置4個，并更換所有滑輪的軸承與密封。原設(shè)備鋼輪由于使用年限很長，其斷面尺寸與支撐力都已經(jīng)難以滿足使用要求，因此全部換新。

 

3.3設(shè)備結(jié)構(gòu)改造

 

改造后的新設(shè)備為滿足特殊施工要求，在結(jié)構(gòu)改造方面應(yīng)遵循以下原則：（1）盡量縮減外形尺寸，以此降低穿過隧道施工的難度，但充分考慮箱梁截面，滿足剛度與強度等方面的基本要求；（2）設(shè)備改造后的起重運輸額定值不能低于900t；（3）盡可能降低設(shè)備自身重量；（4）保證結(jié)構(gòu)可靠性與運行安全性；（5）提高實際工作效率；（6）具備雙向架設(shè)的條件[3]。為切實滿足以上要求，改造后的新設(shè)備，在重點受力和設(shè)計應(yīng)力相對較大的位置，應(yīng)使用高強鋼材，如常用的Q690與Q460，原設(shè)備結(jié)構(gòu)主要使用Q345C/D鋼材。若改造不改變結(jié)構(gòu)鋼材，則必須增加主梁強度及剛度，這樣就意味著增大箱梁截面，和設(shè)備改造之后盡量縮減外形尺寸的基本要求相違背，所以不能繼續(xù)使用原結(jié)構(gòu)鋼材。另一種做法是加厚箱梁厚鋼板，也就是局部補償措施。然而，該做法要求增加的鋼材有和原鋼材基本一致的內(nèi)應(yīng)力，但原設(shè)備長期使用，其結(jié)構(gòu)鋼材存在一定疲勞應(yīng)力，如果強行采用此做法，將會出現(xiàn)以下問題：（1）無法對焊接質(zhì)量進行有效控制；（2）新、舊鋼材在焊接之后由于內(nèi)應(yīng)力無法匹配致使主梁性能降低，縮減使用壽命；（3）工序繁瑣、復(fù)雜，造價較高；（4）設(shè)備自身重量明顯增大，耗油量增加，且對重載情況下的架梁施工有更高要求；（5）設(shè)備高度增大，提高重心，影響設(shè)備運行時的穩(wěn)定性。由于原設(shè)備改造必然產(chǎn)生各項費用，如設(shè)備拆解費用、裝卸運輸費用等。若保留原設(shè)備結(jié)構(gòu)，則在普通架橋施工中可以快速恢復(fù)原有的使用性能?；诖?，本次設(shè)備改造決定采用新制結(jié)構(gòu)的方法，該方法主要具有以下優(yōu)勢：（1）主體結(jié)構(gòu)均為新制，安全可靠；（2）動力系統(tǒng)保持不變，油耗水平不變；（3）滿足穿隧道運梁架梁施工要求；（4）可實現(xiàn)雙線架設(shè)要求；（5）具備架設(shè)小曲線橋的各項條件，經(jīng)試驗，設(shè)備改造之后，能對1.5km曲線梁進行架設(shè)；（6）支持雙線架梁，且無需改變主機方向；（7）安全性高，當橫跨既有線進行施工時，可將對既有線造成的影響控制在最低的水平；（8）大量減少施工中高空作業(yè)人數(shù)，提高效率，保障人員安全?？紤]到新舊設(shè)備的鋼板厚度及箱梁尺寸均不相同，所以為切實滿足施工需要，新設(shè)備共設(shè)7節(jié)主梁與導(dǎo)梁。其中，主梁1#,2#,3#,7#節(jié)采用高強鋼材，4#,5#,6#節(jié)采用常規(guī)Q345鋼材；導(dǎo)梁1#,2#,3#節(jié)采用高強鋼材，4#,5#,6#,7#節(jié)采用常規(guī)Q345鋼材。除此之外，走行梁與馬鞍梁都采用不低于Q460的鋼材，且導(dǎo)梁上所有承臺、支腿都使用Q690鋼材，導(dǎo)梁滾輪支腿部分采用Q690鋼材[4]。通過實踐得知，此改造后設(shè)備相比原設(shè)備，無論是結(jié)構(gòu)經(jīng)濟性還是設(shè)備使用安全性，都得到了大幅提升，是一套值得參考借鑒的設(shè)備改造技術(shù)方案。

 

4結(jié)語

 

在橋梁施工中，經(jīng)常遇到現(xiàn)有機械設(shè)備無法滿足實際施工條件的情況，對此唯一的解決辦法就是合理改造現(xiàn)有機械設(shè)備。在改造的過程中，除了要注重復(fù)雜施工條件對設(shè)備提出的各項要求，還要充分考慮經(jīng)濟性、可行性與改造后設(shè)備能否恢復(fù)等問題。本工程通過對原設(shè)備的正確、合理改造，實現(xiàn)了在復(fù)雜條件下安全可靠施工的目標，為橋梁施工機械設(shè)備改造工作積累了成功經(jīng)驗。