軌道平車在鋼-混組合梁現場架設中的應用分析

安小軍

(甘肅博睿交通重型裝備制造有限公司，甘肅 蘭州 730000)

0 引 言

伴隨著GDP高速增長，我國的基礎設施建設也在蓬勃發展。一方面，由于鋼鐵制造業的不斷創新升級，多種國產化的鋼材正在運用到我們的日常生活建設當中，尤其是土木建設工程中；另一方面，鋼結構的受力優勢相較于其他建材，能夠更好地在建設工地上顯示出其受力的優勢。需要突出說明的是，在橋梁工程方面，“鋼筋+”的使用是十分普遍的。這主要是因為鋼筋+混凝土的方式充分利用了兩者的優勢，即充分利用了混凝土抗壓性能強、鋼筋抗拉能力好的優勢，各自彌補了對方的不足，將混凝土抗裂性差、鋼材易于彎曲的缺點都進行了很好的克服，同時也讓橋梁的外觀設計更加多樣性、橋梁的跨度變得更長，滿足了當前的建筑工程中效益優先、質量優先、輕便、美觀大方的要求。

1 工程概況

圖1 箱梁橫截面示意圖

敦當高速K187+154.5跨線特大橋：橋面寬度為12.75 m(雙幅橋)，全橋長1 410 m，共45聯(即39×30 m+6×40 m)鋼-混組合連續箱梁，如圖1所示，主梁由45片鋼箱梁與混凝土橋面板通過剪力釘連接而成，橫向連接主要由端箱梁及中間工字梁組成，橋面頂板為壓型鋼板，單個箱體由底板單元、波形腹板單元、頂板單元組成。橋面結構施工流程為簡支轉連續，即鋼箱梁在每一聯中單跨為簡支結構，在橋面混凝土及墩頂位置處混凝土施工完畢后進行張拉，體系轉換完成后整體為連續梁形式[1,2]。箱體通過分節段制造，分節段運輸至安裝現場，在現場進行二次拼裝焊接成整體后再進行橋位運輸、安裝。鋼箱梁所用的鋼材主要為：①Q390E，3 118 t，厚度有12 mm、20 mm、16 mm；②Q345E(波形鋼腹板)，1 414 t，厚度有10 mm、12 mm；③Q345B(壓型鋼板)，563 t；④235C，1 199 t，厚度有12 mm、14 mm、16 mm；⑤Q235C型鋼(型材：方管、型鋼、角鋼等)，210 t，合計6 504 t。鋼防撞護欄所用的鋼材主要為Q345C，660 t，厚度有6 mm、10 mm、24 mm、40 mm。全橋總計7 164 t[3,4]?，F場運輸采用了軌道平車進行配合架設，單個運輸箱體最大重量達130 t。

2 軌道平車運用中的實際問題分析

從具體問題的角度分析軌道平車運行中所出現的問題，其主要體現在以下幾個方面。

首先，空氣制動機設備雖然是比較常見的一種設備類型，但在實際應用中的檢修環節是存在一些問題的。一方面，隨著現階段我國軌道交通運輸的建設和發展，交通運輸對軌道平車制動技術和效果的要求也同步提升了，但現階段應用的這種制動機設備在制動效果上出現了局限性的問題。另一方面，從設備檢修的角度分析，目前負責檢修的部門通常是車輛部門，檢修工作通常由車輛部門獨立完成，在檢修的質量上和檢修工作的全面性上也會存在一定的問題和不足。例如，檢修工作未全面開展，或者出現檢修漏洞等。

其次，關于踏面方面的問題。這方面的問題集中出現在型號為GPC30的軌道車上。在常用的磨耗型踏面的應用背景下，對于軌道車的運行速度有非常嚴格的要求。當軌道車的速度超過了70 km/h[2]，則會引發晃車現象，這會進一步影響到軌道平車的運行速度。并且，這種踏面存在占用道路的問題，會對整個軌道交通運輸系統的運行協調性和效率產生不利的影響。

3 運梁車的分類與具體應用

國內當前的鋼-混組合梁的運梁車主要分為膠輪式與軌道式運梁形式，這兩種形式的運梁車在結構上有著明顯區別。

3.1 膠輪式運梁車

(1) 膠輪式運梁車是由2個獨立的運行機構(主車、副車)組成，如圖2所示。主車由發動機、傳動系統、制動系統、液壓轉向系統及電氣系統等部分系統組成，副車由制動系統、轉向系統等部分組成，具有載重量大、操作簡便、維修方便生產效率高等特點。

圖2 膠輪式運梁車

(2) 因體積大、運梁過程中自身荷載大，運梁行走過程中主炮車推著副炮車走，對運輸道路要求相對較高，要求運輸場地地面相對較平整且坡度不宜過大。對于目前應用較多的箱體簡支、橋面連續的橋梁，此運梁車在連續端因有斷接無法正常行走，若要通過則需鋪設較厚的鋼板或者在斷接處設置臨時支撐才能通過，所以該運梁車更多地用于場地內外倒運梁片，特別是針對鋼梁結構形式多樣化的發展趨勢日益明顯，而相對結構形式比較新穎的箱體傳統膠輪式運梁車無法實施運輸。而在鋼混疊合梁上因體積比較大且前后主、副炮車需有兩個人在操作平臺上駕駛，前后最少需配備4人進行運輸過程安全監測，安全系數相對較低、同步性能差，抗震、抗扭剛度小，炮車自身高度大對架橋高度、寬度要求太高，整體安全性、經濟性相對較低。

3.2 軌道式運梁車

軌道式運梁車運用在鋼-混組合梁上，其自身體積小、在軌道上行走，且箱梁與軌道車前后馱運車橫向接觸面積較大，軌道車分配梁可根據箱體的結構特點現場進行調整改造，能更好地應用于結構比較復雜、平面曲線相對較小的箱梁。馱運鋼梁行走時抗震、抗扭剛度大、安全可靠、加工方便、構造簡單，自身結構重量小，可更好地應用于大跨度、重量大的箱梁。前后馱運車行走有較高的同步性，且自動化程度較高，大大減少了人工操作的工作量，安全性能比較穩定。因其結構和適用性強、自動化程度高、安全系數高等特點,有很大的推廣必要。

4 軌道運梁車的特點

(1) 整個軌道運梁車由前運梁車和后運梁車組成，如圖3所示，采用直流電動機、減速機構驅動。其中，前運梁車設有2個輪箱、4個軌道輪，后運梁車同樣設有2個輪箱、4四個軌道輪，前運梁車和后運梁車可分動、聯動。配備電控操作系統，重載采用集中操作，空載可單獨操作。使用安全可靠，同步性能好。

(2) 自身體積小、重量輕，在鋼-混組合梁上運用靈活。

(3) 解體運輸方便，使用成本低。

圖3 軌道式運梁車

5 軌道運梁車技術參數

5.1 額定參數[5]

(1) 額定運載量：180 t/臺。

(2) 運行速度：空載，0～12 m/min；重載：0～6 m/min。

(3) 自重：3t/臺。

(4) 適應縱向坡度：0%～3%

(5) 整機功率：30 kW。

5.2 動力系統

(1) 制動電機：4臺。

(2) 減速機[6]：4個。

(3) 電機功率：4 kW。

5.3 組成結構

前后軌道運梁車由8個軌道輪、4個輪箱、輪間距為88 cm的單側軌道、4個制動電機、4個減速機、2個雙拼400的工字鋼加筋組成。在鋼混疊合梁上鋪設型號43的軌道，軌道之間用連接板進行連接，與前面進行壓板固定，壓板間距一般不超過50 cm，供軌道平車行走[7]。

6 軌道運梁車操作和使用

6.1 檢查及安裝

運梁車經長途運輸到達工地后，應首先檢查相關部件并安裝軌道。具體內容如以下：

(1) 檢查清點各構件、連接件、機電設備總成部分、電纜數量是否符合，結構和機電元件是否完好無損。

(2) 檢查各部螺栓連接緊固情況，軸承黃油涂抹、防脫裝置是否安裝到位。

(3) 檢查電路系統是否可靠、安全、操作無誤，啟動前注意確認重載或空載(速度與頻率)。

(4) 軌道安裝，確定輪間距對軌道進行定位，使用板夾固定軌道，跨越2片鋼梁之間軌道下方鋪設鋼板。

6.2 調試

組裝完畢后再進行一次全面檢查與調試，以充分了解各部分工作狀態和可靠程度。調試項目包括運梁車空載試驗與重載試驗。

6.3 運梁

軌道運梁車在橋頭停放后，用專業陸地運梁車從梁廠將鋼-混組合梁運輸到橋頭位置，采用門式起重機將梁片吊至軌道用梁車上方。

(1) 梁片落在機動平車上時，梁前后端超出軌道運梁車1～2 m，如施工條件限制可按照規范利用其最大懸出位置；當橋位縱坡大的時候，梁片與運梁車架間應墊膠墊，以保護梁片和防止滑動。

(2) 軌道運梁車運送梁片時應在梁的兩側設有專人監護，預防軌道上有施工電線、方木或其他東西。

(3) 運梁車重載最高速度為0～6 m/min，曲線段上下坡段應緩行；

(4) 運梁軌道鋪設在鋼-混組合梁上應平整，不得有死彎，軌道間距與運梁車軌間距一致。

7 架 設

7.1 制梁

鋼箱梁首先按照制造及運輸要求，在加工廠內進行分節段制造，節段幾何尺寸、重量、平面曲線等因素必須滿足車間生產及運輸要求，待廠內加工檢測合格后，分節段運輸至現場二拼場，根據設計文件及工藝要求進行二次拼焊，將節段箱體拼焊成整段箱體，需在二拼場澆筑橋面混凝土的鋼箱梁，則需按設計要求設置專用胎架，在胎架上進行一期混凝土澆筑及養生，待強度滿足吊裝要求后進入運輸、架梁相關工序。

7.2 運梁

軌道運梁車將梁運至架橋機尾部時，運梁車中心線應盡量與架橋機中心線一致，偏差控制在±100 mm。運梁車前端距架橋機尾部3 m時 ,架橋機低速對位。運梁車和架橋機尾部的安全距離為300 mm。架橋機對位后，前吊梁小車的吊具及吊桿對位(架橋機后支腿尾部越2 500 mm)，用前吊梁行車提升箱梁前端50～100 mm，使箱梁底部離開運梁車前馱梁臺車。過程中，運梁車的組合長度、寬度、載重、轉彎半徑等應滿足要求，運輸過程中對構件采取固定措施。

7.3 梁拖拉

先將箱體通過軌道車運輸至架橋機尾部，待箱體前吊耳與架橋機前方天車吊點豎向位置同步時，軌道車暫停運梁，將前方天車吊點與箱體吊耳連接，連接完成并通過安全檢查后，軌道車前馱梁臺車與箱體分離，將箱體吊起50～100 mm高度，此時，架橋機前方天車與軌道車后馱梁臺車同步前移，后馱梁臺車和前馱梁臺車之間距在100～150 mm時同步停。架橋機后方天車進到箱體第二吊點處，架橋機后方天車與箱體第二吊點進行連接并開始吊梁，架橋機后方天車起身，把箱梁后端提起50～100 mm高度，提升與前后吊點箱梁基本水平。前后吊梁天車同步，向前縱移箱梁到準確位置停止。運行過程中在架橋機前吊梁行車和后吊梁行車位置安排人員全過程進行檢測，避免出現吊點傾斜的情況。

7.4 吊梁及落梁

采用架橋機等專用設施進行架設時，應按照專用設施的作業規程施工，構件重量不得超過專用實施的額定能力，否則需要根據實際工況對架橋機等進行驗算。

梁體在起落過程中應保持水平，箱體起吊高度應超過支座500 mm，在正上方緩慢下方放，需要臨時支撐時，支座形式、位置和支座間高差應符合設計規定，設計未規定時,頂面高差不得超過4 mm。架橋機提升系統使用前應進行全面安全技術檢查，并宜進行1.25倍設計荷載的靜載和1.1倍設計荷載起吊試驗，經驗收合格方可使用。整體安裝應按照施工方案規定的順序、步驟進行，一孔或一個大節段梁的安裝宜在1 d內完成，當天無法完成時，宜采取加固措施。根據結構特點和施工技術方法進行施工檢測，檢測安裝過程的移動位移、移動速度、運動同步差及牽引力、關鍵部位應力應變、結構變形、環境參數等，并控制在允許范圍內。落梁完成后，梁段的中線與設計軸線的偏位小于10 mm，相鄰節段中心線差應小于10 mm，在墩臺處和跨中處梁段高程偏差應小于±10 mm，梁段間或節段間高差應小于5 mm，支座處支承紅心偏位應小于10 mm。架橋機吊梁行車在吊梁及落梁過程中，鋼混疊合梁要保持四個吊點均勻受力且為同一平面，鋼梁落至臨時支墩待穩定后，檢查臨時支點受力均勻，摘除吊具，退回架橋機[8]。

其他箱體按上述流程完成架設，待架設工序完成后拼焊箱體之間橫向連接件，安裝相應配套附屬工程，待安裝、焊接工序完成并檢測合格后，全橋進行最后一道面漆涂裝，完成所有施工任務。

8 結束語

通過在跨線特大橋上的應用，充分體現出軌道平車在安全和自動化操作方面的優越性，在保證安全的前提下提高了工作效率，降低了人工操作運梁成本。對現場架設特別是箱體之間不連續，普通運梁車無法正常運輸時，軌道平車運輸完全可以保證施工，在同類型橋梁架設過程中可推廣使用。