重庆轻轨PC轨道梁的运架施工技术

摘　要:介绍采用自行研制的jq60型架桥机和yl60型运梁车架设安装重庆轻轨较新线pc轨道梁。重点阐述了架梁方案比选以及小半径曲线pc轨道梁的运架、大横坡段梁片的运架、长大纵坡段梁片的运架等关键技术。为国内外的pc轨道梁的架设提供了新的模式和参考。

关键词:轻轨;pc轨道梁;安装;架设

1 工程概况

重庆市轻轨较新线是我国第一条跨座式单轨道交通系统,总长17.41m,线路最大纵坡60‰、最大横坡12%。其上部结构为预制pc轨道梁,梁长10～22.5m,梁最小曲线半径100m,最大自重62t。重庆轻轨较新线穿越繁华商业区、城市主干道、山地公园、隧道等,地理环境比较复杂,地面交通繁忙。轨道梁顶面距地面高度一般在9m以上,平均约为14m。在架梁施工中,既要保证轨道梁安全架设,又要不影响交通而且要兼顾到车辆和行人的安全。选择适宜的架梁模式,显得至关重要。

2 pc轨道梁的运架方案

国外的跨座式单轨道交通系统pc轨道梁的架设,采用汽车吊装方式。而重庆地理环境复杂,不全适合汽车吊架设。如悬崖地带,汽车吊及运梁汽车不能到达;交通繁忙地段,会因架设施工阻碍交通。

2.1 方案确定的原则

重庆轻轨单轨pc轨道梁施工方案确定的原则是:

(1)能满足重庆轻轨较新线全线所有pc轨道梁的架设;

(2)不影响或尽可能减少对交通主干道的影响;

(3)架设施工时保证交通主干道和商业区的车辆、行人安全;

(4)保证架运设备、施工人员的安全。

2.2 架运方案的比选

通过调查研究,采用专用的运梁车和架桥机,在架设好的pc轨道梁上运输和架设下一片梁,按此顺序依次往前推进(类似于铁路架梁),可解决地面交通问题,同时也不受地面场地影响,是满足此原则的最优方案,此方案又有两种架设顺序。

顺序一:采用单机单架。即架桥机和运梁车沿左线或右线架设,架设一定区段后,换到另一条线上架设。

顺序二:采用单机双架。即架桥机和运梁车沿左线往前架设梁片,通过人工墩顶移梁,将该梁片先横移到右线位,再架设架桥机所在线的梁片。

采用单机单架或单机双架,各有优缺点。单机单架:架运单线速度快,但需换线;单机双架:虽然减少了架运设备的换线次数,但是左、右线分墩,以及小曲线段左右梁长不等,无法横移,也需单线架设,同时受墩顶空间限制增加危险性。

根据实际情况和工期要求,经专家组多次论证,选择采取单机单架的施工技术。

3 jq60运架设备简介

由于重庆市轻轨是我国第一条跨座式单轨道交通系统,而其轨道梁施工采用了不同于国外的施工方案。目前国内外都没有现成的专用运架设备,施工和科研单位联合研制了jq60型架桥机和yl60型运梁车,并通过了技术鉴定与试验段试车(目前,重庆轻轨较新线已架设完毕开通运营)。

pc轨道梁架运设备采用符合工程特点、合理可行的跨座式走行、尾部喂梁、简支架梁的作业方式。全液压驱动,在转向架与车体之间采用工业计算机自动调平技术,运行时可根据线路的横坡情况自动调平车体,保证了曲线段行走、作业的安全性,在各种极端工况下(长大纵坡、小半径曲线、大横坡等)均能保证施工安全。

yl60型运梁车的主要技术参数:额定载质量65000kg、最大运梁长度22m、通过最小曲线半径75m、适应最大纵坡60‰、负载最大速度2km/h、车体左右调平量±7°、自重31000kg。

jq60型架桥机的主要技术参数:额定起重量65000kg、架设pc梁跨度22m、架设pc梁最小曲线半径100m、架梁作业最大纵坡60‰、架梁作业最大横坡12%、架桥机自行速度0～2km/h、自重7600kg。

4pc轨道梁架设的关键技术

应用运梁车、架桥机架设pc轨道梁的工艺流程为:运梁车、架桥机就位架桥机拖梁取梁出梁落梁对位微调锁定架桥机前移、运梁车后退至梁场运梁。其关键技术是小半径曲线pc轨道梁运架技术、大横坡段梁片的运架、长大纵坡段梁片的运架、反s曲线pc轨道梁运架技术、隧道内pc轨道梁运架施工技术等。

4.1小半径曲线pc轨道梁运架技术

重庆轻轨线路设计的pc轨道梁最小曲线半径为r=100m,梁片跨度为20m。曲线梁在运输过程中,必须保证梁片重心与运梁车车体中线重合,否则,运梁车就可能倾覆。采用jq60型运梁车架运施工时,在安放曲线梁前,先根据梁片参数计算梁片重心位置,并在梁片上标注。安放时,派两人用尼龙线拉出运梁车的中心线,使得梁片理论计算重心与尼龙线重合,重合误差要求控制在10mm以内。同时通过车体旁承油缸的压力数据显示进行控制,通过托梁小车的横移丝杆来调整梁片,使得油缸的压力显示数据相同,即可保证梁片重心与运梁车车体中线重合。

4.1.1曲线梁片在运梁车上的安全位置

运梁车取梁时,梁片的安放位置先要通过理论计算来确定,其位置计算如下(见图1)。

梁片的弦宽b1=r+b0/2-(r-b0/2)×cos(θ/2),θ=l/r。当曲线半径r=100m,l=20m时,b1=1347m。

4.1.2 曲线梁片的重心理论计算

计算梁片的重心时,理论上把梁片当成均质梁,其重心位置就是梁片顶面截面的形心位置。此时,车体净空宽度为1730mm,运梁车运梁过曲线段时为了减少对线路梁片产生的扭矩,被运送梁片重心必须要与车体中心线重合,梁片重心计算公式如下:

δg=(r1+r2)/2-4×(r13-r23)×sin(θ/2)/[3×(r12-r22)×θ]

θ=l/r

当曲线半径r=100m,l=20m,δg=166m。

梁片重心距该横截面一侧的距离为850/2+166=591mm,梁片重心与车体中心线重合时梁片横截面边缘距离车体边1730/2-(1347-591)=109mm。因而曲线半径r=100m,l=20m时,曲线梁能安放在运梁车上并且能保证梁片重心和车体中心线重合。

4.2大横坡段梁片的运架

为了更安全的架设和通过12%的横坡,梁片的横坡值调整采取逐渐调整的方法,从12%横坡值的附近8榀梁开始调整,每榀梁只调整0.5%,最大累计调整4%,则可把12%变为8%,保证架设安全。由于每榀梁只调整0.5%,保证了梁片整体的圆顺。

4.3 大纵坡段梁片的运架技术

大坡道架梁时根据线路坡度和桥梁跨度,应保持机臂水平。但架设坡道为60‰时,为保证架桥机高度不超过建筑限界,机臂不能完全调平,存在2%的斜度。为了保证机臂在2%的斜度上,吊梁小车能安全可靠地进行吊梁前行,设计时吊梁小车的驱动方式采用拖拉机构,利用链轮和链条实现吊梁小车的纵向走行。吊梁前行时有充分的牵引力和可靠的制动性,从而保证架梁安全。

隧道内pc轨道梁运架施工技术、反s曲线pc轨道梁运架技术是采用一些辅助装置,协助架桥机架梁,在此不作详述。

5 结束语

重庆轻轨工程是国内第一条跨座式单轨系统,也是中国西部大开发十大重点工程之一,采用特制的架桥机和运梁车架设pc梁,借鉴了铁路桥梁架设中的架运技术,为国内外的pc轨道梁的架设提供了新的成功模式。随着我国城市建设步伐的加快,各个城市都在加强道路建设,其中许多城市即将建设轻轨工程,因此本项技术有着广阔的应用前景。