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1、1 高铁（客专）机械化施工关键技术研究与应用高铁（客专）机械化施工关键技术研究与应用 研研 究究 成成 果果 报报 告告 中国水利水电第七工程局有限公司中国水利水电第七工程局有限公司 二一五年十一月二一五年十一月 PDF 文件使用 “pdfFactory Pro“ 试用版本创建 高铁（客专）机械化施工关键技术研究与应用技术报告 2 目 录 1 概述 1 1.1 立项背景和意义 1 1.1.1 立项背景 1 1.1.2 依托工程概况与机械化施工难题 1 1.2 国内外研究现状 6 1.2.1 中国高速铁路发展 6 1.2.2 我国机械化施工装备的基本情况 8 1.3 项目研究内容和技术指标 8
2、 1.3.1 项目研究内容 8 1.3.2 技术指标 . 10 1.4 主要研究成果及创新点 . 12 1.4.1 项目研究成果 . 12 1.4.2 发表论文情况 . 14 1.4.3 发明专利 . 14 1.4.4 工法 . 14 1.4.5 主要技术创新点 . 14 2 900t 提梁机变跨技术研究. 16 2.1 提梁机变跨改造 17 2.1.1 可升降走行滚轮结构 . 18 2.1.2 牵引动力改造装置 20 2.1.3 提梁机变跨改造应用 . 22 2.2 小结 . 25 3 900t 架桥机防护栏设计与应用 . 26 3.1 架桥机防护栏制作 . 26 3.2 架桥机安全护栏应用
3、 . 27 3.3 小结 . 28 4 可移动栈桥研制与应用 . 29 4.1 总体设计方案 . 29 4.2 可移动栈桥结构设计 . 31 4.2.1 结构形式 31 4.2.2 荷载布置 32 4.2.3 上部结构内力计算 33 4.2.4 上部结构内力手工校核 36 4.2.5 结论 39 4.3 可移动栈桥使用操作规程与注意事项 . 39 4.3.1 使用操作规程. 39 4.3.2 使用注意事项 41 4.4 可移动栈桥应用说明 . 41 4.5 小结 . 42 5 高铁（客专）铺板工程施工专用门机研制与应用 . 43 5.1 总体设计方案 . 45 PDF 文件使用 “pdfFac
4、tory Pro“ 试用版本创建 高铁（客专）机械化施工关键技术研究与应用技术报告 3 5.2 主要内容和技术指标 . 46 5.2.1 整机性能与技术参数 . 47 5.2.2 主要结构技术说明 . 48 5.3 铺板门机应用 . 52 5.4 小结 . 53 6 900t 运梁车低位改造技术研究 . 54 6.1 运梁车过城际隧道架梁技术研究 . 54 6.1.1 降低运梁车整体高度思路 . 58 6.1.2 前后承梁台设计 . 59 6.1.3 同步顶升装置设计 . 64 6.1.4 驮梁小车复位 . 67 6.1.5 运梁车低位改造应用 . 68 6.2 小结 . 73 7 运架成套
5、设备 3%大坡度技术改造与应用研究 . 74 7.1 架桥机适应 3%大坡度架设改造 74 7.2 运梁车适应 3%坡度架梁改造 . 79 7.2.1 优化改进内容及施工说明 . 80 7.2.2 应用安全技术措施 . 84 7.3 小结 . 92 8 艰险山区运架一体机优化改进与应用研究 . 93 8.1 运架一体机隧道进出口架梁改造 . 94 8.1.1 导梁改造 . 95 8.1.2 自动过孔拖动装置改造 96 8.1.3 导梁后支腿改造 96 8.1.4 滚轮支腿的改造 97 8.1.5 电气、液压系统改造 98 8.1.6 改造效果 . 99 8.1.7 艰险山区桥隧相连工况运架一体
6、机优化改进与施工应用 100 8.2 运架一体机跨线上桥和小半径架设改造 104 8.2.1 总体改造方案 104 8.2.2 喂梁方式 108 8.2.3 小曲线操作步骤及注意事项 110 8.2.4 运架一体机小半径桥梁段架设改造应用 114 8.2.5 应用安全技术 116 8.3 小结 123 8.3.1 艰险山区桥隧相连工况运架一体机优化改进与施工应用 123 8.3.2 运架一体机跨线上桥和小半径架设改造 123 9 成果应用情况和效益分析 125 9.1 成果应用情况 125 9.1.1 900t 提梁机变跨技术研究 125 9.1.2 900t 架桥机防护栏设计与应用 125
7、9.1.3 可移动栈桥研制与应用 125 9.1.4 高铁（客专）铺板工程施工专用门机研制与应用 126 9.1.5 900t 运梁车低位改造技术研究 126 PDF 文件使用 “pdfFactory Pro“ 试用版本创建 高铁（客专）机械化施工关键技术研究与应用技术报告 4 9.1.6 运架成套设备 3%大坡度技术改造与应用研究 126 9.1.7 运架一体机优化改进与应用研究 127 9.2 效益分析 127 9.2.1 900t 提梁机变跨技术研究 127 9.2.2 900t 架桥机防护栏设计与应用 128 9.2.3 可移动栈桥研制与应用 128 9.2.4 高铁（客专）铺板工程
8、施工专用门机研制与应用 128 9.2.5 900t 运梁车低位改造技术研究 129 9.2.6 运架成套设备 3%大坡度技术改造与应用研究 130 9.2.7 运架一体机优化改进与应用研究 130 9.3 推广前景 131 10 主要结论 . 134 11 参考文献 . 136 PDF 文件使用 “pdfFactory Pro“ 试用版本创建 1 1 概述概述 1.1 立项背景和意义立项背景和意义 1.1.1 立项背景立项背景 2004 年以来，根据国家“引进先进技术，联合设计生产，打造中国品牌” 的指导方针，我国大力推进了原始创新、集成创新以及引进吸收后再创新的高铁 技术研发工作， 攻克
9、了多项核心技术， 不断总结创新成果并形成了自主知识产权， 使中国高铁设计、建设施工以及装备制造技术不断进步。 2004 年中长期铁路网规划提出，到 2020 年，全国铁路营业里程达到 10 万公里，主要繁忙干线实现客货分线，建设高速铁路 1.2 万公里以上。2008 年 修订的中长期铁路网规划（2008 年调整） 确定到 2020 年，全国铁路营业里 程达到 12 万公里以上，建设高速铁路 1.6 万公里以上。 我国国土面积大，地质地貌条件复杂，随着高铁项目不断上马实施，在建设 实施过程中，遇到了很多难题。特别是在机械化施工技术方面，我们按照引进的 技术制造了大量的施工设备，但拥有完全自主知识
10、产权的核心技术不多，因而在 建设实施过程中遇到了施工效率低、 安全保证度不足甚至是施工工况无法完成等 问题。 为了确保高铁项目建设施工进度，依托建设实施的高铁项目开展“高铁（客 专）机械化施工关键技术研究与应用”项目研究，不断提高建设机械化施工安全 性与施工效率，推进高铁建设机械化施工技术发展，对我国高铁建设施工技术进 步具有较大价值，可为后续项目建设、技术推广等提供参考。 1.1.2 依托工程概况与机械化施工难题依托工程概况与机械化施工难题 （1）京沪高铁三标段项目 1）箱梁架设工程 工程情况 京沪高铁三标段长清制梁场箱梁架设工程，共 799 孔预制简支箱梁，其中 736 孔 32m，1 孔
11、 28m，62 孔 24m，箱梁图纸为通桥（2008）2322A 和通桥（2008） 2323A；包含 14 座桥梁和 2 座隧道，跨既有线施工 1 处，下穿国道 1 处，连续梁 2 处，刚构连续梁 2 处，高速铁路使用的无砟轨道后张法预应力钢筋混凝土双线 整孔简支箱梁，是高速铁路桥梁上部结构主要采用的结构形式，而简支箱梁体积 PDF 文件使用 “pdfFactory Pro“ 试用版本创建 高铁（客专）机械化施工关键技术研究与应用技术报告 2 大，梁体重，受既有铁路运输条件限制，采用现场预制、运架设备架设的施工方 法，该方法生产效率高，质量容易控制，单孔造价较经济。为适应中国高速铁路 的建
12、设和发展，目前市场上的提运架设备是按照中国时速 350km/h、250 km/h、 200km/h 铁路客运专线 20m、24m、28m、32m 双线整孔简支箱梁要求专门进行设 计和生产的。施工配置设备: MEHZ（450+450）-41.5 A3 轮轨式提梁机 1 台、 ME900/41.5 轮轨式提梁机 1 台、TLC900 C1 运梁车 2 台、TLJ900 架桥机 2 台， 分两个方向架设。 机械化施工难题 A、长清制梁场轮轨式提梁机存在变跨效率低的基本情况：提梁机原有变跨 方式为步进式变跨设计，采用液压油缸顶推变跨天车在滑道上移动实现变跨，一 个步进周期包括：固定油缸活动端座油缸顶推
13、拆除油缸活动端座油缸回 收。该方法变跨作业周期长，劳动强度大，工作效率低，变跨需要 6 人4 小时 /次。为了加快提梁进度，降低成本，需要将变跨循环时间压缩，为此提出了提 梁机变跨改造的研究课题。 B、架桥机在架设箱梁施工过程中，墩顶无安全防护装置禁止施工，设置临 时防护结构成本高，安拆施工效率低；因此需要设置一种便捷的防护装置，完善 设备安全功能，保证墩顶作业人员安全。 2）CRTS无砟轨道板铺设 工程情况 根据工程条件与运营要求，京沪高铁工程采用高架桥梁方案，CRTS无砟轨 道系统， CRTS无砟轨道板是轨道系统最重要的承传载结构与最关键的精度保障 结构，工艺要求高、工程总量大（水电七局承
14、接京沪高铁 DK428+741.84 DK459+045.10 区段约 30.3km 线路长度，共需铺设 CRTS无砟轨道板 9325 块） 。 机械化施工难题 铺板工程在高铁土建工程施工中极其重要， 在工程越来越高的工期要求的背 景下 （水电七局 CRTSII 型无砟轨道板铺、灌施工期为 2010 年 5 月中旬至 9 月上 旬，铺板高峰强度 200 块/天，平均强度 90 块/天，较京津城际平均强度约 60 块/天大大提高） ， 实现铺板快速机械化施工， 对整个工程高效优质完建意义重大。 3）隧道施工 工程情况 PDF 文件使用 “pdfFactory Pro“ 试用版本创建 高铁（客专
15、）机械化施工关键技术研究与应用技术报告 3 中国水电集团公司承建的JHTJ-3标段， 隧道施工比率占京沪高铁全线的83% （全线共计隧道 12 座，三标段 10 座） ，其中西渴玛 1 号隧道长 2812m，为全线 最长隧道，并且洞口覆盖厚度普遍较薄，地质条件复杂。隧道施工作为铁路土建 施工的重要内容，其施工工艺对施工质量及施工工期起决定性作用。 机械化施工难题 仰拱混凝土施工对掘进的干扰较大一直是国内隧道钻爆法施工作业中未能 很好解决的一大难题。 传统施工一般采用半侧施工或者制作简易栈桥的方法进行 仰拱施工，虽然基本能够形成平行施工，但是由于适应性、灵活性差，不但仰拱 衬砌质量难以控制，而且
16、局部干扰仍然存在，为了协调不得不经常动用施工机械 和人员进行调整，劳动强度高、安全事故频发、施工效率低下。 （2）南广铁路 NGZQ-5 项目 1）工程情况 南广铁路 NGZQ-5 项目有藤县西制梁场和平南制梁场两个梁场，其中的藤县 西制梁场箱梁运架共 251 孔，箱梁图纸为通桥(2008)2221A；施工总长度约 28.8km，最远距离约 14.4km。其中，含隧道 10 座、桥梁 36 座。该地段施工工 况属路基、隧道密集且有桥隧相连的架梁工况。 因该标段属于典型的隧道密集型区域，有 3 个隧道出隧道口路基小于 60 米 （尖峰 1 号隧洞出口路基 23 米；霞岭隧道出口路基 15 米；富吉 1 号隧道出口路 基 7 米） ，采用原运架一体机无法架设该 3 榀箱梁。 跨容藤公路中桥位于北流河以西，富吉 1 号隧道和富吉 2 号隧道之间（见图 3.
