全液压轮式自行栈桥在高速公路隧道仰拱中的应用
1、工艺名称:全液压轮式自行栈桥在高速公路隧道仰拱中的应用 2、工艺简要说明
全液压轮式自行栈桥是一种自动化程度高、安全可靠、操作便捷的新型栈桥,可满足高速公路隧道施工标准化作业和机械化配套需求。
隧道V级围岩安全步距:仰拱距掌子面≤40m;二衬距掌子面不大于70m。本栈桥设计仰拱一次施工长度最长可达到18.5m,根据台车长度,每次施工仰拱18m(台车9米),栈桥总长度为30.8m。综合开挖进尺、安全步距要求、一次仰拱施工长度及养生时间要求,液压栈桥尺寸满足施工要求。
图1 全液压轮式自行栈桥图示
图2 全液压轮式自行栈桥拼装
3、全液压轮式自行栈桥组成
自行式移动栈桥是由前桥、后桥、主桥、自动走行装置、前支架、后横移机构、后走行机构、液压系统和电控系统等部件组成。
主桥 图3 全液压轮式自行栈桥主桥
(1)主桥组成:
主桥桥身是由钢箱梁和横梁通过高强度螺栓组装连接而成,桥身长19.5m,桥身由梁段拼接组成。
前支架
图4 全液压轮式自行栈桥前端组成
(2)自动走行装置和前支架组成:
自动走行装置是放置在主桥前端位置的临时支撑机构,用于栈桥的行走。此装置采用液压自动平衡支撑系统。自动走行装置设置四点支撑,液压自动平衡支撑系统能自动保持和调节四点的受力平衡,能适应地面局部高差0.5m的不平整地面。前支架顶升,自动走行装置脱离地面后,其上悬挂梁可在主桥前端往复走行。当作为栈桥纵向移动的临时支撑时,多功能自动走行装置承重,和主桥后走行机构同时驱动栈桥纵移。
前支架由液压油缸控制伸缩,每个支腿的设计升降量为0.5m且分别由液压系统的一路换向阀控制,实现单独升降,以适应地面支撑位置高低不同的工况。
后桥 后轮油缸 后横梁
后轮
图5 全液压轮式自行栈桥后端组成
(4)前后桥组成:
前、后桥由模板、横梁和油缸组成,与主桥通过铰销连接。前桥通过油缸控制前桥模板的起落,快速实现栈桥自身的走行与工作之间的转换。后桥则与主桥通过铰销连接。
电器系统 液压系统
图6 液压系统和电器系统
(5)液压系统
自动走行装置采用液压控制,液压系统采用二路控制阀实现油缸伸缩。一路
换向阀控制自动走行装置中液压马达的转动;一路换向阀控制走行架中四个支腿使其实现起升和降落。 (6)电器系统
电器系统分为主桥系统和自动走行装置系统,采用三相三线制供电。控制变压器采用二相380V,输出220V和36V,其中220V供电磁换向阀用,36V为控制回路所用。本电器系统有相序保护、断相、缺相过载保护等功能。
4、使用原理
(1)工作状态:主桥通过前支架支腿将载荷传递于地面,支腿前端支撑于开挖面,后端支撑于填充面上,自动走行装置悬挂于主桥前端。
图7 全液压轮式自行栈桥工作状态示意
(2)行走状态:通过前桥油缸提升前桥,升降机构收缩,使自动走行装置支撑于开挖面上,并将主桥顶起,前支架支腿脱离于开挖面,这时,主桥前端支撑于自动走行装置,后端走行轮支撑于地面。 这时自动走行装置驱动和后走行机辅助使主桥前移。在前移过程中,前支架、前桥和后桥始终脱离地面。
图8 全液压轮式自行栈桥行走状态示意
(3)恢复工作状态:自动走行装置前移并悬挂于主桥前端;调节主桥前后左右高度,使主桥前后左右刚性主支腿支撑于地面上,夹紧装置将支架横梁对称夹紧;放下前后桥,刚性主支腿将载荷传递于地面。
后横
后横梁液压油缸
图9 全液压轮式自行栈桥后横梁组成
前支架油缸
前桥油缸
图10 全液压轮式自行栈桥前端油缸
(4)横向移动:横向移动分主桥前端横移和栈桥后端横移两种状态。当自动走行装置接触开挖面上,主支腿脱离开挖面,将夹紧装置退到最大位置,通过油缸伸缩,栈桥主桥前、后端实现左右横向移动。
图11 全液压轮式自行栈桥横移装置示意
4、设备优越性
全液压轮式自行栈桥具有如特点:
(1)栈桥在主桥下进行仰拱混凝土施工,可让车辆通过栈桥,可实现隧道仰拱及仰拱填充全幅施作,满足隧道仰拱混凝土整幅浇筑一次成型和快速施工的需求,并减少掌子面开挖施工运输和仰拱施工之间的干扰,实现早封闭,早成环的施工要求。
(2)充分利用混泥土早期强度为栈桥自重及通行载荷提供支撑,配合专用轮组及自动走行轨道。接地压强为0.23MPa,当混凝土达到脱模强度要求后便可通行栈桥及在栈桥上过车。
(3)采用液压控制,具备前、后、左、右调整功能,行走采用电控液压系统,整个栈桥就位无需人工铺轨,1人即可操控,无需要装载机、挖掘机及卷扬机等外部动力设备的支持,自动化程度高。 5、编写单位及编写人
施工单位:中交路桥南方工程有限公司涞曲段项目经理部 编写人:单炳骥、赵国龙 监理单位:河北通达工程监理咨询有限公司 编写人:顾绍君 业主单位:太行山高速公路涞曲管理处 编写人:叶雄涛
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