JQD32M500T单臂箱梁架桥机研究

孙振军，吕洪彬，韩立军

1.河北工程大学，邯郸056038；2.河北邯郸北恒工程机械有限公司，邯郸 056038 摘要：JQD32M/500T单臂箱梁架桥机主要是为了实现运梁车驮运架桥机整机过隧道不用拆装,隧道口喂梁和架梁作业而生产的500t单臂箱梁铺架设备。采用连续单导梁结构，结构简单，作业工序方便，自动化程度高，安全可靠，工作效率高。介绍了架桥机的主体结构，工作原理和关键技术及解决方案。对大吨位桥梁运架设备的研发提供了一定的参考。 关键字：架桥机 架铺工艺 结构隧道

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0概述

近年来，随着我国公、铁路规划的实施，我国公路和铁路的建设已日趋完善，而今正向西部山区和东部沿海等地发展。但是，由于受到地形条件的限制，在铺架线路上必须解决桥隧相连，隧道内运梁和隧道口架梁等问题。架桥机是架设桥梁的大型施工设备，近年来随着我国宏观经济态势的持续走强，大型起重设备、架桥设备制造业也得到迅速发展。传统的架桥机对整机过隧道，隧道内架梁，隧道口架梁等问题只能采取部分拆卸分解穿过隧道的办法，且在隧道口空间不足时，架桥机工作也相当不便。针对这一问题河北工程大学与邯郸北恒工程机械有限公司联合设计并研发了JQD32M/500T的单臂箱梁架桥机。

该架桥机最大的特点在于其支腿（3号柱）利用垂直升降油缸支起，工作时只需将支腿向上旋转成水平状态，即可进行喂梁，不需要额外加宽。待喂梁到位后再将支腿旋转至垂直状态，即可形成支撑。该支腿结构不仅在支撑上缩短了架桥机的外形尺寸，使得整体结构简单紧凑、自重变轻；而且，由于该支腿转动无阻、转动范围较大、与机臂可随时锁定，可轻松实现运梁车转场和变线运输，实现运梁车在隧道内和隧道口的架铺作业，大大缩短施工周期、提高工作效率。 1架桥机的主要结构

架桥机重要组成部分有：吊梁行车、机臂总成、前后吊挂、横移机构、1号柱、2号柱、3号柱、前后动力系统、液压及电气控制等,如图1-1所示。

图1JQD32M/500T型架桥机主体结构

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1.1 吊梁行车

吊梁行车分为前吊梁行车和后吊梁行车，两者配合完成混凝土箱梁的吊运工作。如图2所示，吊梁行车部分主要由驱动机构、车架、滚轮小车、导向轮组、吊杆及吊梁扁担组成。其中，主要驱动机构为两台走行电机减速器带动，通过链轮链条连接使车架纵向移动；箱梁的起升靠卷扬机拖拉进行，每台小车设两台卷扬机。

图2 吊梁行车结构

1.2机臂总成

如图3所示，机臂总成为架桥机主要承载结构，根据其各种受力工况，通过有限元分析计算，设计成等截面箱梁。通过钢销将主梁各节段可靠连接，便于拆装。主梁上、下两侧各配有两条高强度链条，上侧两条链条供1、2号柱纵向移动走行使用，下侧两条链条供吊梁行车走行使用。

图3机臂总成结构

1.3前后吊挂

吊挂为支承机臂和吊梁的主要承载构件，主要由上、下载重滚轮小车、架体等机构组成。1号柱和2号柱通过吊挂与主梁连接。吊挂与横移机构及纵移机构的互相组合可实现整机横移、纵移及1、2号柱过孔等架梁工况。

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图4前后吊挂结构

1.4 1号柱

1号柱（见图5）是架桥机在架梁时的主要承重构件，同时它还具有架桥机在纵坡架梁及变跨作业时调整主梁纵向水平的功能，又是架桥机过孔纵向移动的驱动支柱。其主要由上横梁、外导向套、内导柱、加长节、横联、液压油缸等组成。

图51号柱结构

1.5 2号柱

2号柱（见图6）是架桥机在架梁时的主要承重构件，主要由上横梁、纵梁、加高节、外导向套、内导柱、液压油缸等组成。当架桥机在纵坡架梁或变跨作业时，2号柱具有调整主梁纵向水平的功能，架梁时，2号柱在预制箱梁前端支撑，同时也保证了架桥机过孔纵向移动的驱动平稳。

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图62号柱结构

1.6 3号柱

3号柱（见图7）是架桥机在架梁和悬臂过孔时的主要承重构件，3号柱主要由上横梁、铰座、加长节、外导向套、内导柱、液压油缸等组成。当架桥机处于喂梁状态时，3号柱通过垂直油缸实现上下收缩，通过旋转油缸实现尾侧旋转升起；当架桥机后跨吊重小车提升箱梁时，旋转3号柱，可通过垂直升降油缸对自身高度控制。

图73号柱结构

1.7动力系统

该架桥机的主要能源均由该动力系统提供。其主要由发电机组、动力托架等组成。 1.8横移机构

横移机构为整机横移的主要动力机构。主要通过横移油缸来推动吊挂，实现机臂在柱体横梁上左右横移，最大横移行程左右各0.5m。 1.9动力系统及电气系统

液压系统共3套，分别是用来控制1、2、3#柱顶升及横移液压系统，该液压系统均由电动机驱动、油泵作为动力元件，由电磁换向阀控制的执行油缸和各控制元件等组成。其中，油泵为轴向柱塞泵。整机液压系统呈独立分散布置，分别位于1号柱、2号柱、3号柱及卷扬机位置。各部液压系统互为独立，每套系

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统的工作压力、油温、液位和回滤压力都采用集中数字显示，并带有灯光或声音报警功能。

2.架桥机的主要技术参数

表1JQD32M/500T 架桥机主要参数表

序号 项目名称 额定起重量 主机总重量 架设梁型 架设梁片适宜纵坡 架设梁片最大外形尺寸（宽×高） 左右横移量 吊梁纵移速度 吊梁起落速度 机臂纵移速度 架梁曲线半径 单位 t t m ‰ m mm m/min m/min m/min m 参数值 500 310 32m、24m ±2.6 7.2×2.628 ±500 0~5 0~0.5 0~2 ≥2000 3．架桥机架梁、过孔及运梁车驮运架桥机作业 3.1 架桥

机架梁

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 图8

12 液压系统工作压力 Mpa 18～25 所示为架

工作状态（长×宽×高） m 85.4×8.85×11.6 桥机架梁13 外型尺寸 转运状态（长×宽×高） m 85.4×8.5×5.4 过程。整个

架梁过程14 配备发动机组 kw 200 分为五个

过程。第一步架桥机进入待架梁状态，此时3#柱通过垂直油缸实现上下收缩，通过旋转油缸实现尾侧旋转升起与机臂平行，此时运梁车移动到机臂尾部运梁车待喂梁（图a）。第二步，运梁车喂梁进入2#柱与3#柱之间，将3#柱支起（图b）。第三步，前后吊梁行车开至2#柱与3#柱之间，即机臂尾部吊起箱梁，同时运梁车返回梁场运梁（图c）。第四步，前后吊梁行车吊起箱梁向前移动至待架梁跨（图d）。第五步，两台吊梁行车同步落梁，将梁片到位（图e）。

（a）

（b）

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（b）

（d）

（e）

图8架桥机架梁过程

3.2过孔（以32米为例）

a) 32m梁架设完毕，收起吊梁行车开至桥机前部，架桥机准备过孔；

b) 收起3号柱，驱动1、2号柱曲梁纵移机构，机臂前移32.7m，两吊梁行车同时开至2号柱附近做配重；

c) 落下并支好3号柱，同时将2号柱收起并移动至前方32.7m处；

d) 落下并支好2号柱，同时将1号柱收起并向前移动32.7m处。

e) 将两吊梁小车开至前部做配重，收起3号柱并向后翘起，等待喂梁。

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图9架桥机过孔过程

3.3架桥机的转场及过隧道

架桥机转场及过隧道工况分为两种情况：第一，在通过长度稍短一点的隧道时，可通过架桥机下降高度自身步履来实现；第二，长距离转移或者调头时，通过运梁车驮运架桥机来实现。

在长距离转移时，将1号柱收起使其超过梁面，1号柱和3号柱支撑，将2号柱前移至1号柱并支起2号柱，收起支撑中的3号柱并将标准节折叠收起，将运梁车及其转运托架开至桥机腹腔内适当位置，收起3号柱、2号柱使机臂落于运梁车的转运托架上，而后捆绑架桥机与运梁车，并通过吊挂将2号柱水平旋转65°并使其与机臂锁定，即可实现运梁车驮运架桥机整体转场或运至另一条线路进行架设。

图10运梁车驮运架桥机转场

图11运梁车驮运架桥机过隧道

4.关键技术及创新

（1）单臂箱梁架桥机的吊挂由于横梁能够绕立柱转动，没有障碍阻挡，支腿可以转动65°与机臂4锁定，运梁车即可驮运架桥机整体转场或运至另一条线路进行架设，使得支腿能够通过单线隧道，具有结构简单、操作简便的特点。

（2）单臂箱梁架桥机的支腿利用垂直升降油缸支起支腿，不用加宽支腿，而是把支腿向上旋转成水平进行喂梁，等喂梁到位后再把支腿旋转成垂直支撑上，

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来解决喂梁过程中支腿的问题，具有结构简单、重量轻、操作简便及自动化程序高的特点。 5.结束语

该架桥机整机穿越隧道时不用拆装，且可实现在隧道内提梁和进出隧道梁口架梁，工作准备效率在以往架桥机的基础上有了很大提高；并可架设铁路单线、双线桥；功能多、技术先进，创新点突出，该架桥机的应用将改变以往的桥梁设计施工思想，在施工中将代替桥梁现场浇注的工艺流程，以预制梁代替现浇梁，减少对环境的污染、减少噪声的危害，可节约使用单位的投资成本，缩短项目工期，提高工程项目作业的效率为工程施工提供了一套新型可观的装备。尤其为架桥机在过隧道问题的解决提供了一定的参考。 参考文献

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