橋樑工程機械設備技術改造探討論文

摘要：橋樑工程機械設備作為橋樑施工中的重要設施，機械設備的數量、技術先進程度直接決定了橋樑施工企業的技術水平。為了適應不斷髮展的橋樑工程施工要求，需要做好橋樑機械設備的升級改造工作。以實際工程為例，將常規900t分體運架設備改造成變位平台式穿隧道運架一體機，給出相應改造方案及先關改造技術的具體實施。

關鍵詞：機械設備；PCL；設備技術改造

0前言

在我國經濟快速發展的形式下，產業結構和發展模式不斷的升級調整，企業的生產和發展與技術水平的相關度日益提升。在橋樑工程過程中普遍存在機械設備技術水平不高、能耗大、加工效率低等方面的問題，對施工企業的綜合競爭力造成了非常大的影響，為了適應市場競爭需要努力提高機械設備質量，並對設備進行技術改造，促進企業可持續發展。

1工程概況

某鐵路工程為有碴軌道客運專線，設計時速250km，線間距為4.6m。該項目管段有13座隧道，隧道設計半徑為6410mm，為了減少穿隧道運架樑的困難，隧道半徑改為6510mm。根據樑場的佈置情況，施工過程中運架設備從11座隧道穿過，工況較為複雜，如果選用傳統的分離式運架設備，會遇到架橋級無法穿過隧道架樑、運樑車無法從隧道穿過等技術難題，針對上述情況，需要改造常規900t分體式運架設備。

2改造方案

在對方案的可行性進行分析後，決定將常規900t分體運架設備按照變位平台式穿隧道運架一體機進行改造。通過採用這種改造方法可以實現主機自行從喂樑台座上取樑，在導樑的尾部佈設了變位平台，通過對變位平台的高度進行調整，可以對導樑尾部上軌道面相對於橋台或已架橋面的高度進行調整，主機作業過程中可以不受隧道內壁空間的限制，在路基平整、橋面接口平整、駕駛人員技術嫻熟的情況下空載運行速度可以達到7km/h,重載運輸速度可以達到4.6km/h。設備經過改造後，施工效率和施工安全性顯著提升。主要組成結構包括動力系統、電氣控制系統、變位平台裝置、液壓系統、走行系統、支腿系統等。

3機械設備改造技術分析

現有的分體式900t運架設備，按照第三種方案改造成可穿隧道的900t運架一體機，可從3個系統描述。3.1原設備的液壓系統利用新造900t穿隧道式運架一體機，需要液壓油缸116條，其中輪組轉向油缸32條，擬採用原運樑車輪組轉向油缸共16條，新補充16條。輪組緩衝油缸32條：擬採用原運樑車輪組緩衝油缸共32條。90°轉向支撐油缸8條，擬採用原架橋機後支腿下部的4條支撐油缸，運樑車駐車支撐油缸4條。吊點裝置縱移調整油缸4條，擬採用原架橋機前懸掛小車橫移調整油缸1條，新補充3條。吊點裝置橫移調整油缸8條：擬採用原架橋機提樑小車橫移調整油缸共4條，新補充4條。吊點裝置變跨調整油缸2條：擬新補充。導樑機後固定支腿新補充2條翻轉油缸、2條支撐油缸，導樑機前滾輪新增2條支腿橫移油缸。導樑機前腿滾輪支腿新增4條支撐油缸，導樑機前鼻樑新增2條翻轉油缸，導樑機中滾輪新增2條支腿橫移油缸、4條支撐油缸。導樑機前鼻樑吊具縱移油缸2條，擬新補充。導樑機承車平台翻轉油缸6條，擬新補充；共計油缸需新補充油缸55條。所有油缸的液壓軟管、接頭為保證安全，均需更換。原運架設備上共有油缸64條，在設備改造過程中，只有2條架橋機前支腿支撐油缸、4條輔助導樑支撐油缸、1條架橋機懸掛小車吊重油缸沒有利用到，共計不能利用到新設備上的油缸7條。3.2設備的傳動、起吊部分改造新改造運架一體機上，原有絞車4個，擬採用原架橋機4個絞車，採用原架橋機4個絞車的32kW的電機及減速機作為絞車驅動。起吊用鋼絲繩直徑24mm，採用原架橋機的起吊鋼絲繩。所有鋼絲繩的滑輪共計112個，採用原架橋機全部滑輪共計108個，新補充4個。所有滑輪上的軸承及密封全部更新[1]。原運架設備上的鋼輪因為使用時間較久，且其支撐力和踏面尺寸均無法滿足改造的技術要求，故沒有選擇。3.3設備的結構部分新改造的運架樑一體機，考慮需適應上述分析的各種特殊工況，因此要求其必須具備6個結構條件。①足夠小的外形尺寸，以便可以順利穿過隧道實現架樑，包括箱梁截面在滿足強度、剛度要求的前提下足夠小；②額定起重運輸能力900t；③足夠輕的自重；④足夠的安全性；⑤具備較高的工作效率；⑥可以雙向架設。為確保滿足上述條件，新改造的運架樑一體機，在主要受力部位並且設計應力較大的部位，須選用高強度鋼材，如Q460和Q690。原運架分體式設備的主要結構鋼材均為Q345C/D。如果本次改造依舊選用原設備上的鋼結構，則必須增大原主樑的剛度和強度，這就意味着必須增大設備箱型樑（包括導樑）的截面，這與要求改造後的設備必須具備足夠小的外形尺寸相矛盾，因此不可選。另外一種方法是增加原設備箱型樑鋼板的厚度，即俗稱的局部補強。但這種方法一般要求新增鋼材的內應力和原主樑的鋼材內應力大致相當，而現有設備主結構已經使用時間較長，其鋼結構上的鋼材疲勞應力和新鋼材大不一致，這就會出現5個問題。①焊接質量不容易控制；②新舊鋼材複合焊接後產生的應力不匹配導致主樑使用壽命降低，安全性能降低；③由於製造工序複雜，工藝難度較大，因此改造費用並不比新制造低多少；④增大了設備自重，對設備重載通過已架樑面提出了更高要求，同時增加油耗；⑤設備高度較大，提樑運輸時重心較高，穩定性需等待實踐驗證。考慮到原設備返廠，亦會產生拆解、裝車、運輸費用。如果不破壞原有運架設備的主鋼結構，今後在無穿隧道架設高速鐵路橋樑項目上，將可以快速恢復原設備性能，短時間能可以實現快速、安全、經濟的恢復架設工作。因此，本次改造設備的鋼結構採用新制方式更為經濟和安全可靠。按此方案改造有10點優勢。①設備主結構基本全部為新造，安全性更為可靠；②動力系統基本不變，油耗影響成本很小；③順利實現穿隧道運架樑；④可以在距離隧道口負距離或零距離的情況下實現架樑；⑤可架設雙線並置樑；⑥可架設小曲線橋樑（進行改造後，可以架設1500m曲線樑）；⑦可實現雙向架樑，主機無需調頭，導樑在已架樑面或開闊路基上可實現180°調頭；⑧更適用於山區架設施工及反覆調頭變向頻次高的工地施工；⑨安全穩定性高，橫跨既有線上施工時，對橋下鐵路正常運行時間影響最小；⑩架設過程中，需要進行高空作業的'人員數量有所減少，保證了施工安全。由於新舊2種設備的主箱梁的截面尺寸和主要鋼板厚度，都不盡相同。為滿足改造後的使用要求，新改造後的運架一體機設置了7節主樑和7節導樑，其中主樑第一、第二、第三、第七均選擇使用Q460和Q690高強度鋼材製造，僅剩餘第三、第四、第五節主樑選用Q345的材料製造，但是這3節主樑的截面和板材厚度與原有的設備上主結構完全不同。導樑的第一節、第二節、第三節採用Q460材料和Q690材料，剩下的第四節、第五節、第六節、第七節導樑採用Q345材料，但其和原有設備上的鋼結構箱梁截面、板厚均不相同。主機上的馬鞍樑、走行樑均需選用Q460以上級別材料，導樑上的後固定支腿和承車平台需選用Q690材料，導樑機上的3個滾輪支腿，有部分材料需選用Q690。實踐證明，這種運架一體機的鋼結構新制比改造舊設備鋼結構更具備經濟性，最為關鍵的是對設備今後的使用安全亦有可靠保證。

4結論

在現今激烈的競爭市場環境內，企業若要取得更多的發展空間就必須要重視橋樑工程設備的技術改造，利用現代化的理念和技術改造現有的機械設備，提升機械設備的性能，保證企業的競爭力。

參考文獻

［1］郝國園.預應力混凝土連續箱梁整體頂升關鍵技術研究［D］.青島：青島理工大學，2013.