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成灌高铁450吨小曲线架桥机技术总结
发表时间:2011-10-31   |  来源于:  |  编辑:  |  点击数:2387 
成灌高铁450吨小曲线架桥机技术总结
 

1、简述:
    由于全国高速铁路建设规模的不断发展,中国水电建设集团企业在大力发展非水电产业的战略思想引导下,各子企业不失时机地抓住了机会,适时进入铁路行业。集团企业中标承建的京沪高铁的部分标段以高起点、高质量、高速度的施工水平获得了铁道部的肯定。
    由武汉中铁机械设计研究院主持设计,夹江水工机械有限责任企业参与设计并制造的成都到都江堰(灌县)的高速铁路450吨架桥机就是在以上背景下实现的。因受地理条件限制,成灌高速铁路的施工架桥机采用了小曲线的结构型式。如图示。
     作为四川省灾后恢复重建的重大项目,制造工期紧迫,技术难度大。该架桥机共制作2台。主要由机臂、下导梁、起重小车、前支腿、后支腿、辅助支腿、起重小车、附件、液压系统、电气控制系统等组成。可承担20米、24米、32米梁的架设任务。
    2、产品开发研制
    成灌高铁作为四川省灾后恢复重建的重大项目,各方高度重视,要确保2010年5月12日前如期通车,制造工期紧迫,且因受地理条件限制,常规的架桥机型式不能采用,只能采用小曲线的结构型式。中铁院也属首次设计,澳门金沙游戏平台更是首次进入铁路行业,要保证质量按期交货有一定难度。为此企业高度重视,采取了非常措施,举全企业之力全力保证了该产品的制造质量和如期交货。
    2.1调研收集资料
    由于澳门金沙游戏平台首次制造铁路架桥机,对铁路行业规范、关键质量控制点、工艺方案的可行性等均不清楚。在澳门金沙游戏平台与中铁研究院签定分包合同后,企业通过各种渠道收集有关架桥机方面的技术资料,计有:TB10212-1998《铁路钢桥制造规范》、JB/5943-91《工程机械.焊接通用技术条件》、JB/5945-91《工程机械.装配通用技术条件》并组织有关人员学习,同时请中铁院的技术人员来企业讲解架桥机的原理,架梁过程,关键质量控制点,及其他单位制造架桥机的成功经验等,使企业有关人员对架桥机有了一个感性认识,对干好架桥机奠定了一定的基础。
    2.2积极参与方案设计与工艺论证
    为保证架桥机的交货期和掌握架桥机制造的关键技术,企业选派了6名有设计经验的工程技术人员到武汉中铁研究院全程参与该架桥机的设计工作。企业技术部门组织了多次技术交底,认真讨论了制造工艺,不断对工艺进行完善。对制作过程中出现的一些技术问题,及时和中铁院取得联系,在最短的时间内得到了解决,保证了质量和工期。
    450吨架桥机主要控制技术难点如下:
    2.2.1、机臂(主梁)部分:机臂为双腹板箱型梁,共分为七个节段,全长71570mm.,梁高2300 mm,梁宽1000 mm。左右机臂节段六、七在自由状态需上翘150 mm.。机臂各节段采用高强螺栓联接。左右机臂与后平台、中横联、悬臂横梁、平台栏杆、前支腿、后支腿、辅助支腿在工厂需整体试拼验证各几何尺寸的符合性。其控制难点主要有机臂轨道淬火后机臂梁的变形控制、机臂节段间错位控制、上翘值控制、高强螺栓联接面过孔率控制等。为此企业采取了一系列工艺措施:联接板采用数控钻孔、分组大拼、机臂梁节头处预留500 mm先不焊以便大拼时调整节间错位;制作工装对梁体外侧焊缝采用埋弧自动焊接,以保证焊接质量和成型美观;制作专用的仿形喷淬加热器对轨道进行表淬,控制淬火方式及参数,更好的对梁体变形进行控制,下发专门的钻孔工艺来保证机臂的过孔率等,较好地保证了各关键控制点的质量。
    2.2.1.1机臂单件制作技术要求如下:
    1)、梁高允许偏差为±3mm;
    2)、腹板中心距允许偏差为±2mm;
    3)、端部拼接处梁高允许偏差±0.5mm,腹板中心距允许偏差为±0.3mm,梁端部平面对梁盖板的垂直度不大于1.0mm;
    4)、节段一、节段二、节段三、节段四、节段五、悬臂横梁焊后不得产生下挠。
    2.2.1.2机臂大拼方案:   
    一、第一组大拼:先将每侧的节段一、节段二、节段三、节段四、节段五大拼。配节间连接板螺孔,在配孔之前,先铰联接板四个角的孔,并在铰制孔穿上定位销后再配钻其余联接孔。划线和技术要求如下:
    1)、在每件节段、悬臂横梁两侧腹板上距轨道上平面500mm 划出主梁水平等高线。在上翼板上划出纵向中心线;
    2)、划出前后支腿35625mm跨度线,中心线。划出架设24米梁前支腿中心线,划出架设20米梁前支腿中心线;
    3)、各耳梁及上下轨道板应平滑,其波浪度不得超3mm/m;
    4)、小车轨道接头高低差不超过1.0mm,侧向错位不超过1.0mm,间隙不超过2.0mm。并应平缓过渡;
    5)、各节段大拼后应作工地对位标识;
    6)、悬臂梁上翘度不小于150mm;(实际工作状态)
    二、第二组大拼:在第一组大拼完成后,节段五、辅助支腿中的前横梁、节段六、节段七、悬臂横梁大拼。大拼时要求悬臂梁为自由状态,不允许加辅助支撑。故在大拼时应注意防止悬臂梁倾翻,采取在节段五上加配重的方法,平衡悬臂梁和悬臂横梁的重量(节段六和节段七加悬臂横梁共重约25t,而节段五共重17t,辅助支腿前横梁重11t)。组装完成后,配焊辅助支腿中的前横梁法兰板,配焊悬臂横梁法兰板。焊后校正焊接变形,用铆枪充分释放焊接应力,再配钻辅助支腿中的前横梁、节段六、节段七节间连接孔,在配孔之前,先铰联接板四个角的孔,并在铰制孔穿上定位销后再配钻其余联接孔。划线和技术要求同第一组大拼
    三、第三组大拼:将后支腿、左右节段二、中横联大拼。组装状态为中横联在下、后支腿朝上,并以左右节段二为基准找正。组装完成后,结构配焊后支腿上的法兰板,配焊中横联中联系梁一的法兰板。技术要求如下:
    1)、左右节段二跨度10000±2mm;;
    2)、在节段二的下盖板的纵向划出确定框架四处十字中心线,将10000mm跨度线延到后支腿的腹板上,同时将后支腿纵向中心线延到中横联和后支腿翼板上。所有划线用样冲敲出、并作出明显标记。  
    2.2.2、下导梁部分:下导梁为双腹板箱型梁,主要控制梁体上拱度40 mm(两端支点自由状态),与前、后支腿接合面平面度控制在0.5 mm内。导梁拼焊时在上盖板上放出隔板样线,焊接隔板与上翼板的焊缝,焊后按节段上拱度值垫出上盖板的上拱度,在主梁腹板上划出隔板和筋板的位置线,拼装腹板,注意隔板要与腹板上隔板线对齐,拼装筋板、下盖板等。箱形梁焊后不得产生下挠,上拱按40mm(0~+3mm),其余按《铁路钢桥制造规范(TB10212-98)》表4.8.1-1和表4.8.1-2要求实行。          
    2.2.3、起重小车部分:本部件的制造、组装、验收按JB/T5945-91《工程机械.装配通用技术条件》规范实行,每台架桥机有两台起重小车,从架桥机前进方向起分别为1号小车和2号小车,1号小车的左右吊点独立,2号小车的左右吊点均衡;1号小车的纵移使用外侧的两根链条,纵移驱动中心距为10240mm;2号小车的纵移使用内侧的两根链条,纵移驱动中心距为9760mm;两个起重小车的纵移驱动装置面朝面。每套起重小车包括横移小车、横移油缸总成、卷扬总成、大车总成、吊具总成、走行驱动总成及进口Diepa Φ24(160m)钢丝绳等。主要制造难点在横移小车小车架及吊具总成的加工上,滑轮支撑板9件一组要保证孔的同轴度及两组孔的平行度,各板的间距102mm公差要求高。企业在生产时加了等高块,采用整体镗孔来保证。
    2.2.4、辅助支腿部分:主要制造难点在内、外柱的配合上。内外柱的配合间隙只有2 mm,要求内柱在升降油缸工作时能同时伸、缩,受力均衡,不得有卡滞现象。为此,企业采取了加工定位板拼焊内柱,保证其外形尺寸及直线度。在地面和外柱试拼时将内外柱之间的间隙用薄板垫实,严格控制对角线公差,再划线整体加工孔,保证左右内柱孔位一致,并在厂内利用桥机起降外柱及滑动横联,并同时穿销检测油缸锁锭及滑动有无卡滞现象。
    2.2.5、后支腿部分:主要制造组装难点在走行与转向机构的动作一致性上,体现在各组车轮组的支撑拐臂孔距(对称)与连杆总成中的孔距制造一致,达到转动灵活、动作一致、无卡滞现象。企业首先在连杆加工时,三孔同次装夹加工成,保证各孔位一致,在组装时配做连接架与门架孔成,并在组装时适时调整相关液压系统,确保工作一致性。
     3、结论
   450吨小曲线架桥机是武汉中铁机械设计研究院首次设计,在成都至都江堰(灌县)高速铁路上首次使用。5.1正式通车运行。在实际架梁过程中对设计和制造质量都得到了验证,产品合格。450吨小曲线架桥机在成灌高铁的成功应用,为以后的铁路施工机械积累了宝贵的经验,其应用的前景必将十分广阔。

 
本文编辑:潘光清  马世昶  徐红刚  江浩涌  张 莉
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