自平衡公路架桥机在小曲线和过隧道中的性能与应用

自平衡公路架桥机在小曲线和过隧道中的性能与应用

肖顺

  中铁五局集团第六工程有限责任公司  重庆市渝北区401120

摘要：本文详细阐述了自平衡公路架桥机在小曲线和过隧道工况下的性能特点、技术难点以及实际应用情况。通过对其结构设计、平衡原理、操作控制等方面的分析，探讨了如何克服小曲线半径带来的挑战以及在隧道环境中的适应性，展示了自平衡公路架桥机在复杂施工条件下的优势和应用前景，为桥梁建设工程提供了有益的参考和借鉴。

关键词：自平衡公路架桥机；小曲线；过隧道；性能；应用

前言：随着公路交通网络的不断发展和完善，桥梁建设在山区、丘陵等复杂地形中的需求日益增长。在这些地区，常常会遇到小曲线桥梁和隧道与桥梁相连的情况，传统的架桥机在面对此类工况时存在诸多局限性。自平衡公路架桥机的出现，为解决这些难题提供了新的途径。它通过独特的设计和先进的技术，能够在小曲线半径和隧道等复杂环境下高效、安全地完成架桥任务，对于提高桥梁建设的效率和质量具有重要意义。

1自平衡公路架桥机的结构与工作原理

1.1结构特点

自平衡公路架桥机通常由主梁、前支腿、中支腿、后支腿、起重小车、平衡系统等部分组成。主梁采用高强度钢材制造，具有足够的刚度和强度，以承载桥梁梁片的重量。前支腿、中支腿和后支腿可根据施工需要进行伸缩和调整，以适应不同的地形和桥梁跨度。起重小车负责梁片的起吊和横向移动，其运行轨道安装在主梁上。

1.2工作原理

在架桥过程中，自平衡公路架桥机依靠自身的平衡系统来保持稳定。当起重小车吊起梁片并横向移动时，平衡系统会自动调整各支腿的受力，使架桥机整体处于平衡状态。例如，通过在中支腿和后支腿上设置液压油缸，根据起重小车的位置和起吊重量，实时调整油缸的伸缩量，从而实现架桥机的自平衡。这种平衡原理使得架桥机在小曲线半径上作业时，能够有效减少因梁片重心偏移而产生的倾覆力矩，保证施工的安全进行。

2自平衡公路架桥机在小曲线中的性能分析

2.1小曲线半径对架桥机的挑战

小曲线半径桥梁的架设存在诸多难点。首先，由于曲线半径小，梁片在运输和架设过程中需要进行较大角度的横向偏移，这对架桥机的横向移动能力和精度提出了很高的要求。其次，架桥机在小曲线半径上行走时，各支腿的受力不均匀，容易导致架桥机的结构变形和失稳。此外，小曲线半径还会影响架桥机的转向灵活性，增加了操作的难度。

2.2自平衡公路架桥机的应对措施

优化结构设计。为了适应小曲线半径的要求，自平衡公路架桥机的主梁采用了可伸缩或拼接的设计，能够根据曲线半径的大小调整主梁的长度和形状，从而减小梁片在横向移动时的偏移量。同时，支腿的结构也进行了加强和优化，提高了其承载能力和稳定性，以应对不均匀的受力情况。

精确的操作控制系统。自平衡公路架桥机配备了先进的操作控制系统，采用了高精度的传感器和自动化控制技术，能够实时监测架桥机的位置、姿态、受力情况等参数，并根据这些参数自动调整各部件的动作。例如，在横向移动梁片时，控制系统能够精确控制起重小车的速度和位置，使其按照预定的轨迹移动，保证梁片的准确就位，误差控制在毫米级范围内。

特殊的转向机构。针对小曲线半径的转向问题，架桥机设计了特殊的转向机构，如采用轮式转向或液压转向系统，能够实现架桥机在小半径曲线上的灵活转向，减少了对施工现场场地的要求，提高了施工效率。

3自平衡公路架桥机过隧道的技术难点与解决方案

3.1技术难点

3.1.1隧道内空间有限

隧道内部空间相对狭窄，这给架桥机的通过和作业带来了很大的限制。架桥机的尺寸需要进行严格控制，以确保其能够顺利通过隧道。同时，在隧道内进行架桥作业时，操作空间狭小，不利于人员的操作和设备的展开。

3.1.2通风与照明条件差

隧道内通风和照明条件通常不如室外，这对施工人员的身体健康和施工安全构成了威胁。在架桥机作业过程中，需要配备足够的通风设备和照明设施，以保证隧道内的空气质量和能见度，确保施工的顺利进行。

3.1.3与隧道衬砌的安全距离

架桥机在隧道内作业时，需要与隧道衬砌保持一定的安全距离，以防止对衬砌结构造成损坏。这就要求架桥机在设计和操作过程中，精确控制各部件的运动范围和位置，避免与隧道衬砌发生碰撞。

3.2解决方案

3.2.1采用模块化设计

因隧道空间受限，架桥机采用模块化设计。被设计成多个可拆卸模块，进隧道前，施工团队依其尺寸部分拆解，缩小整机规模以顺利通过。出隧道后，专业人员在规划位置依标准流程重新组装调试，为架桥作业充分准备，确保施工连贯高效，有效应对隧道空间难题。

3.2.2加强通风与照明系统

鉴于隧道通风差、光线暗，架桥机配备大功率通风机和高亮度照明灯具。通风机可引入新风、排出浊气，防缺氧与有害气体积聚，照明灯具保障光线充足，助操作人员辨物。同时，设立严格巡检制度，专人全面检查、维护通风与照明设备，及时排除故障，使其稳定运行，为施工顺利推进筑牢保障基础，确保隧道内作业环境安全可靠。

3.2.3安装防撞装置和精确的定位系统

为避免架桥机在隧道内与衬砌结构碰撞，在其支腿、主梁边缘等关键部位安装橡胶缓冲垫、防撞栏杆等防护设施，可吸收缓冲碰撞能量，护衬砌结构完整。同时，运用激光定位、超声波测距技术构建定位导航系统，能实时精确确定架桥机位置与姿态，依安全距离参数精准控制其移动操作，让架桥机与衬砌保持安全距离，防止因误操作或定位不准引发碰撞，有效提升施工安全性与可靠性。

4自平衡公路架桥机的实际应用案例分析

4.1工程概况

该工程项目地区地形复杂，有多座小曲线桥梁和隧道与桥梁相连的路段。其中，某座桥梁的曲线半径仅为200米，且需要穿越一条长度为500米的隧道，施工难度极大。

4.2自平衡公路架桥机的应用情况

在该工程中，采用了适当型号自平衡公路架桥机进行桥梁架设。在小曲线段施工时，通过优化后的结构设计和精确的操作控制系统，成功地完成了梁片的架设任务，梁片的就位精度达到了设计要求，施工效率比传统架桥机提高了20%。在过隧道施工中，利用模块化设计的架桥机顺利通过隧道，并在隧道内安全、高效地完成了架桥作业，整个过程中未发生任何安全事故，确保了工程的顺利进行。

4.3应用效果评价

自平衡公路架桥机在该工程中的应用取得了显著的效果。不仅提高了桥梁建设的效率和质量，还减少了施工对周边环境的影响。同时，由于其在小曲线和过隧道施工中的出色表现，为后续类似工程的建设提供了宝贵的经验和参考，得到了业主、施工单位和监理单位的高度评价。

结束语：

概而言之，自平衡公路架桥机在小曲线和过隧道工况中性能优越、价值显著，经优化改进能胜任复杂施工，有力支撑公路桥梁建设。展望未来，随着科技与需求的发展，它将在三方面突破：操作控制系统更智能，迈向自动化与远程监控；适应性和通用性更强；协同作业能力提升，进而提高桥梁工程效率与质量，在桥梁建设领域前景广阔，助推公路交通蓬勃发展。

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