唐浩然
中铁开发投资集团有限公司，昆明，650000
摘 要：我国传统的架桥机，其主梁、支腿的移动常采用液压缸驱动方式，存在同步精度要求高、驱动力大、风险较高、驱动速度慢的缺点，本文以云南寻沾高速小龙潭大桥280t钢混组合梁专用架桥机为例，介绍了一种新型的架桥机摇平滚驱动机构，对其结构形式、工作原理及技术优势进行了全面的介绍和分析，该摇平滚驱动机构具有驱动力小、同步控制精度要求低、成本节约、工作效率高的特点，且能适应我国各种型号的架桥机，有助于我国架桥机技术的进步。
关键词：架桥机，摇平滚，驱动机构，钢混组合梁
0 前言
架桥机是一种用于预制混凝土箱梁或钢混组合梁架设的专用设备，我国架桥机经过长期的发展，其整体技术已经比较成熟，目前最常用的架桥机，多由主梁和3、4个支腿组成，当架桥机过孔时，将支腿固定，利用驱动机构来驱动主梁，当需要移动支腿时，则将主梁固定，利用驱动机构来驱动支腿。以往的架桥机，常采用液压缸驱动的方式，来实现主梁、支腿的移动，采用此方式时，主梁与支腿之间为滑动摩擦，存在多个液压缸同步精度要求高、驱动力大、风险较高、驱动速度慢的缺点，因此，对架桥机驱动机构进行创新研究和优化设计是十分有必要的。
本文以云南寻沾高速小龙潭大桥280t钢混组合梁专用架桥机为例，对一种新型的架桥机摇平滚驱动机构的结构与工作原理进行说明。
1 整机概况
云南寻沾高速小龙潭大桥280t钢混组合梁专用架桥机，用于云南寻沾高速小龙潭大桥和牛栏江大桥的40、44、50m钢混组合梁架设。其额定起重量为280t，主要由2个主支腿、1个后支腿、1个前临时支腿、一个双桁架式主梁、2个起重天车组成。
.png)
图1 架桥机总图
2 摇平滚驱动机构结构设计
摇平滚驱动机构主要由一个机架、两个电机、两个减速机、4个下滚轮、4个过渡齿轮、4个上滚轮、两根传力轴组成。其总体结构形式见下图：
.png)
图2 摇平滚驱动机构示意图
2.1 机架
机架主要由一个连接梁和两块安装板组成，每块安装板上均设有两个上销轴、两个过渡销轴、两个下销轴孔、两个传力轴孔，如下图所示：
.png)
图3 机架示意图
2.2 上滚轮、过渡齿轮和下滚轮
上滚轮的一端采用齿轮形式，另一端采用圆柱滚轮形式，中心处设有一个销轴孔。过渡齿轮外部为齿轮，中心处设有一个销轴孔。下滚轮与上滚轮结构类似，但其尺寸稍大。
.png)
图4 上滚轮、过渡齿轮和下滚轮示意图
2.3 传力轴
传力轴采用联轴器将两根轴连成整体，传力轴上共设有两个传力齿轮。
.png)
图5 传力轴示意图
2.4 各部件的装配方式
电机安装在减速机上，减速机安装于机架安装板的外侧，减速机的输出轴插入下滚轮的销轴孔中，并采用花键连接，使减速机能够驱动下滚轮旋转，机架安装板的下销轴孔处设有轴承，用于支承减速机的输出轴。过渡齿轮安装于机架过渡销轴上，其一侧与下滚轮齿轮啮合，另一侧与上滚轮啮合。上滚轮安装于机架上销轴上。传力轴的两端分别插入机架上的两个传力轴孔内，其齿轮与下滚轮齿轮啮合。机架下部设有一个销轴孔，用于与支腿结构铰接。
.png)
图6 摇平滚驱动机构装配图
通过各个齿轮的啮合传动，当两个电机旋转时，所有的上、下滚轮均开始旋转。动力传递路线如下图所示：
.png)
图7 传动系统示意图
2.5 安全装置
摇平滚驱动机构上还设有4个夹持机构，当主梁、支腿无需移动时，将夹持机构夹紧，以防止主梁、支腿之间的滑动。
.png)
图8 安全装置示意图
3 工作原理
3.1 主梁移动工况的工作原理
当主梁移动过跨时，将两个主支腿固定于桥面或桥墩顶部，前临时支腿与后支腿缩回脱空，每个主支腿的上方设有两个摇平滚驱动机构。
图9 主梁移动工况示意图
.png)
图10 主支腿2示意图
主梁底部落于摇平滚驱动机构下滚轮上，主梁与上滚轮之间保持间隙，然后4个摇平滚驱动机构的所有电机同步转动，共同驱动主梁向前移动。
.png)
图11 主梁移动工况摇平滚驱动机构状态图
3.2 支腿移动工况的工作原理
当需要移动支腿时，除被移动支腿以外的支腿全部伸出，与桥面或桥墩顶部接触，待移动的支腿缩回，脱离桥面或桥墩顶部。
.png)
图12 支腿移动工况示意图
由于支腿的顶部与摇平滚驱动机构的底部铰接，在支腿重力的作用下，利用摇平滚驱动机构的上滚轮反钩于主梁上。然后该支腿的左右两摇平滚驱动机构电机同时转动，通过上滚轮的旋转带动支腿整体进行移动。
.png)
图13 支腿移动工况摇平滚驱动机构状态图
4 摇平滚驱动机构的优势分析
1、驱动力大幅减小：以往的液压缸驱动方式，主梁与支腿之间采用滑动摩擦，当移动主梁时，需要克服巨大的摩擦阻力；而采用摇平滚驱动机构，将滑动摩擦变为滚动摩擦，摩擦阻力大幅减小。
2、同步控制精度要求相对较低：由于驱动力的大幅小，即使各个摇平滚驱动机构的驱动速度有一定的不同步，驱动力也不会对支腿造成较大的侧向力，不会产生安全风险；而液压缸驱动方式下，由于液压缸的驱动力较大，当同步误差较大时，驱动力可能对支腿造成很大的侧向力，从而使支腿产生倾覆趋势或顶坏支腿构件。
3、成本节约：由于驱动力小、同步控制精度要求不高，因此只需采用小型的变频电机、减速机进行驱动即可，采用“变频器调速-旋转编码器反馈信号”的方式进行同步控制，综合成本较低。而采用液压缸驱动方式，其驱动力大，需配置液压缸、液压泵站，并采用“比例阀调速-位移传感器反馈型号”的方式进行同步控制，综合成本很高。
4、工作效率高：采用液压缸驱动方式时，需通过液压缸反复伸缩、并倒换插销的方式实现主梁、支腿的移动，人工工作量较大，移动速度慢；而采用摇平滚驱动机构，只需一键操作滚动运行，达到目标位置后停止即可，操作简单，移动速度快。
5 结语
通过上述介绍和分析可知，本文所介绍的摇平滚驱动机构，与传统的液压缸驱动方式相比，具有驱动力小、同步控制精度要求低、成本节约、工作效率高的特点，采用本技术的280t钢混组合梁专用架桥机，已成功实现寻沾高速小龙潭大桥的钢混组合梁架设，现场应用效果良好。该摇平滚驱动机构具有良好的通用性，能够适应我国各种型号的架桥机，有助于我国架桥机技术的进步。
参考文献：
[1] 谢蕴强，顾 彪.双导梁架桥机架设95m小半径曲线桥预制T梁施工技术[J].施工技术，2018，(5)：82-86.
[2] 顾金权．高速铁路架桥机过槽形梁架设施工技术[J].施工技术，2017，(5)：83-86.
[3] 代 宇, 陈德利, 张艳丽．穿隧道架梁的高速铁路900+t架桥机研制[J].铁道设计标准，2016，(10)：54-57.
[4] 李方峰，汪芳进．拼装式架桥机施工设计[J].铁道工程学报，2012，(9)：59-64.