中国铁路武汉局集团有限公司武汉工程建设指挥部 武汉 430000
摘要：本文主要介绍WJQ40/180双导梁公路架桥机在某铁路工程单线特大桥500米小半径曲线T梁架设的施工技术。本工程中因直线段桥梁孔数较少，大部分为500米小半径曲线，在充分考虑铁路T梁曲线架梁偏移等不稳定因素以及暂无法采用轨排走行方式后，最终选取WJQ40/180双导梁公路架桥机进行标段500米小半径曲线T梁架设，取得了较好的经济和安全效益。
关键词：双导梁公路架桥机；500米小半径；铁路T梁
一、引言
因T形预制梁具有结构简单、受力明确、架安方便、造价低廉、易于维护等优点，在普速有砟轨道施工过程中一直大量应用。目前铁路T梁架设设备主要有TJ165铁路架桥机、DJ180单、双导梁公铁两用架桥机等，它们的结构特征、走行方式均具有不同特性。本工程中因直线段桥梁孔数较少，大部分为500米小半径曲线，在充分考虑铁路T梁曲线架梁偏移等不稳定因素以及暂无法采用轨排走行方式后，最终选取WJQ40/180双导梁公路架桥机进行标段500米小半径曲线T梁架设，取得了较好的经济和安全效益。
二、工程概况
某工程下行环发线特大桥为单线桥，每孔由2片T型边梁组成。特大桥全长791m，孔跨形式为：1-24m+17-32m+1-32m(跨京广下行货车线改线)+3-32m+1-32m+1-32m，特大桥的平面资料为：第8孔、第9孔及第20孔、第21孔处在缓和曲线上，第10孔至第19孔（共10孔）位于半径为500m的圆曲线上；纵断面资料为：第1孔至第22孔位于5.4‰的上坡，第23孔、24孔位于4.24‰的下坡。根据现场实际情况，在充分考虑铁路T梁曲线架梁偏移等不稳定因素以及暂无法采用轨排走行方式后，最终选取WJQ40/180双导梁公路架桥机进行架设，本文主要分析WJQ40/180双导梁公路架桥机在500米小半径曲线上架设T梁的应用。
三、WJQ40/180双导梁公路架桥机工艺结构及原理
WJQ40m-180t架桥机吊重180t，跨度40m。该架桥机为了运输方便和现场安装，主结构之间采用销轴和法兰连接，其结构见下图。该架桥机在结构上可以分为主梁、提升小车、前支腿、中支腿、后托、后支腿、行走轨道、运梁平车、液压和电气等几部分，构成一个完整的结构体系。因本工程为单线桥梁，桥面宽度仅有4.9米，架桥机横桥向宽度柱中心距离按照5米设置。
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1.主梁
主梁为三角桁架式结构，采用型钢和钢板焊接而成。有结构轻、刚性好、稳定性强、抗风能力大、安装方便、外形美观等优点。主梁是架桥机的主要承力构件，分为2列，每列全长66米（12米每节，共5.5节。本次架桥机为避免过孔配重实际采用了加长，共6节72米）。6节主梁通过销轴联接。两列主梁通过后上横梁、前框架及前支腿横梁联接在一起。主梁上弦杆顶部铺设有方钢轨道，提升小车在上部运行及进行起吊作业。
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2.前框架
由型钢焊接而成，总长度可以根据需要进行调节。它位于两列主梁的前端，通过螺栓把两列主梁接在一起。架设斜桥或弯桥时，自身具有调节角度的功能。
3.上横梁
上横梁安装在两列主梁的后端上部，采用型钢和钢板焊接而成，两端通过可调法兰和旋转支座与主梁相连接。架设斜桥或弯桥时，自身具有调节角度的功能。
4.提升小车
提升小车有纵移轮箱、旋转支座、担梁、横移轮箱、卷扬机及滑轮组等组成。它的功能是提升、运送和架设预制梁，轮箱上的电动机通过摆线针轮减速机及齿轮组将动力传递给车轮，实现纵移轮箱在主梁上纵移运行及横移轮箱沿担梁横向运行。通过调整旋转支座可以得到所需的角度便于斜桥和弯桥的架设。
5.前支腿
前支腿有前支轮箱、转向法兰、套筒立柱、上下横梁和液压升降装置等组成。前支腿安装在主梁前端下部。它是架桥机前部支撑及架桥机横移运行机构。
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6.中托轮
中托轮采用双层轮箱结构，分为上层轮箱、转盘及下层轮箱三个部分，通过马鞍、销轴和螺栓连接成整体。上下层轮箱通过转盘可以调整角度，便于斜桥和弯桥架设。中托上层轮箱倒置，行走轮向上支撑在主梁下弦杆上，通过驱动电机驱动架桥机纵移。下层轮箱走行在中托横移轨道上，也配置有驱动电机，同前支轮箱一起驱动架桥机的横移。
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7.后托轮
后托轮由托轮箱、伸缩套筒和液压油缸等组成，是桥机过孔时的后部支撑。自身高度可以调整，以保证架桥机处于水平状态。桥机过完孔后，启动液压油缸，使托轮和主梁下弦杆脱离，架桥机即可横移架梁。
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8.后支腿
后支腿安装在主梁尾部，为伸缩套筒结构，可调节高度。它是架桥机过孔过程中，移动后托轮时，用在主梁尾部的临时支撑。在桥机过孔纵移或架梁横移时，后支腿须收起与桥面脱离。
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9.中支横移轨道和前支横移轨道
中支横移轨道和前支横移轨道均由型钢、钢板及方钢轨道焊接而成，分别布置在中托轮箱及前支腿轮箱下部，是架桥机横移架梁的走行轨道。（说明：本架桥机横移轨道为专用轨道）。
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10.液压系统
液压系统由油泵、油管、油缸等组成。前支腿和后支腿都配置有液压系统，通过液压系统可调整架桥机机身水平及完成架桥机过孔的辅助工作。
11.电器系统
电器系统主电路采用交流380V供电，频率50HZ，控制电路采用380V电压控制。本机采用配电柜集中控制，各单机构采用十字开关控制，整机功率54KW（不包括运梁车）。架桥机横移轨道应设置接地装置。
12.各部分重量组成
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13.主要技术参数表
WJQ40/180架桥机主要技术参数表
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四、500米小半径曲线架梁施工工艺流程
使用本架桥机在架设500米小半径曲线时，主要存在2个控制难点。一是曲线地段如何将T梁成功的喂进架桥机；二是架桥机如何调整姿态确保喂梁、架梁、落梁、过孔过程的顺利。针对这两点，我们结合以往经验并借助计算机辅助软件CAD进行分析、计算后，成功的解决了以上问题，经现场实践，顺利完成了架梁任务。
1.曲线架梁工艺流程
直线段桥梁架设完毕后架桥机向曲线内侧横移调整→架桥机过孔→
横移架桥机调整成喂梁姿态→炮车运梁（第一片为曲内梁）→喂梁→落梁至支座顶5公分→架桥机带梁横移，调整姿态→成功落梁就位→横移架桥机调整成喂梁姿态→炮车运梁（第二片为曲外梁）→喂梁→落梁就位（通过天车和架桥机局部微调）
2.架桥机纵桥向抗倾覆稳定验算
经分析架桥机在过孔完成后，主梁纵移到位，1#柱移动至前桥墩上时为架桥机纵向倾覆最不利工况，将天车移动至末端作为配重保持平衡，其受力情况如下图所示：
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其中F1为架桥机前支腿受力荷载，F2为架桥机中支腿受力荷载，F3为架桥机后托架受力荷载，F4为架桥机后支腿受力荷载，F主梁p为架桥机平衡主梁受力荷载，F主梁q为架桥机倾覆主梁受力荷载，F天车为架桥机1、2号天车总受力荷载。
F1=8t;F2=9.5t;F3=9.5t;F4=4.8t;
F天车=26.5t;F主梁p=52.25t;F主梁q=46.75t
在最不利工况条件下，2号柱为平衡支点，架桥机的抗倾覆能力如下：
倾覆力矩Mq=F1×34+F主梁q×34×0.5=10667.5KN•M
平衡力矩Mp=F3×16+F4×32+F天车×35+F主梁p×38*0.5=22258.5KN•M
纵向稳定系数N=Mp/Mq=22258.5/10667.5=2>1.3
计算结果表明，在最不利工况下，通过将天车移动至主梁末端，进行配重的方式，架桥机的纵向抗倾覆力稳定性满足要求。
五、架设500米小半径曲线步骤图解
1.调整架桥机姿态至过孔姿态。3、4号柱收缩腾空，移动2号柱行走机轮的中心向曲线内侧移动至翼缘板挡墙边，1号柱行走机轮的中心保持在桥墩支座垫石边。此工况下3号柱向曲线外侧悬挑0.44m，4号柱向曲线外侧悬挑1.28m。
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2.架桥机过孔。2号柱收缩腾空，移动至已架设桥面前端。架桥机两个天车移动至架桥机后端作为配重，3号柱4号柱交替收缩，主梁前移，3号柱随之移动完成架桥机过孔。
500m小半径曲线条件下，当架桥机前支腿移动至前桥墩后，前支腿轨道梁外侧需支撑在桥墩接触网垫石上。此种工况下，前支腿行走机轮的中心距离桥墩边1.57m，2号柱位于已架设桥面中心，3号柱向曲线内侧悬挑0.26m，4号柱向曲线内侧悬挑0.49m。
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3.喂梁。此种工况下可顺利将曲内梁运送至架桥机，1号、2号天车吊梁成功后送梁至前桥墩。
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4.曲内梁落梁至距离垫石5cm后架桥机整机横移。500m小半径曲线曲内梁无法通过直接喂梁一次落梁到位，先将梁落梁至距离支座垫石5cm后，将3号柱、4号柱收缩腾空，移动1、2号柱调整架桥机的偏角，使梁片能够成功就位。此种工况下，2号柱行走机轮的中心向曲线内侧移动至翼缘板挡墙边，1号柱行走机轮的中心保持在桥墩支座垫石边，3号柱向曲线外侧悬挑0.36m，4号柱向曲线外侧悬挑1.16m。
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5.调整架桥机至喂梁姿态。曲内梁架设完毕以后，将3号柱、4号柱收缩腾空，移动1、2号柱调整架桥机的偏角，将架桥机调整至喂梁姿态。此种工况与第3步姿态相同，前支腿行走机轮的中心距离桥墩边1.57m，2号柱位于已架设桥面中心，3号柱向曲线内侧悬挑0.26m，4号柱向曲线内侧悬挑0.49m。
送梁到位后，通过架桥机1号、2号天车以及架桥机横移微调可保证将曲外梁成功落梁就位。
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六、结论
通过2个月的努力，顺利的完成了该桥的24孔梁的架设。在施工过程中，我们总结了以下几点经验，一是500m小半径曲线的控制难点在于架桥机的角度调节，如何把梁喂进去，如何把梁落梁正位是施工过程中的控制难点所在；二是在架桥机横移过程中，需特别注意2号柱行走机轮的位置，虽然架桥机允许的横移范围要稍大一些，但是在实践过程中为了确保施工时的安全可控，架设单线桥梁时，2号柱行走机轮控制在桥面范围之内更为安全可靠。
参考文献
[1]《起重机设计规范》（GB/T3811-2008）
[2]《钢结构设计规范》（GB50017-2003）