关键词：铁路桥梁 连续梁 节段拼装 造桥机
1[] 前言
目前我国的造桥机满足不了大跨度简支梁及连续梁的架设施工要求，铁路节段拼装连续梁造桥机架设在国内没有应用先例[1]，随着大跨梁段拼装梁在客货共线及客专桥梁中广泛应用，为加快铁路桥梁建设技术进步步伐，缩短桥梁施工工期，设计研制铁路节段拼装连续箱梁造桥机已迫在眉睫。本文结合铁总课题，设计研发的TPZ80/2500型节段拼装造桥机可同时架设铁路64m简支箱梁及80m跨连续箱梁，满足了国内铁路节段拼装箱梁的架设需求[2]。
2[] 造桥机介绍
2.1 承重梁
承重梁为整体等高三角桁架结构，总长169.39m，由主梁、前导梁和尾梁组成，28个拼接节间，桁宽11m、高6.95m，实现了天车吊运梁段贯通行走并保证造桥机过孔的稳定性[3]。
2.2 支承系统
整套支承系统由四条腿组成，各支腿均设有竖向可伸缩结构，通过液压系统调节高度，可适应线路纵坡30‰[4]。
2.3 悬吊装置
梁段通过悬吊装置悬挂于造桥机上，梁段在横向、纵向及竖向均可精准调位[5]。
2.4 主要性能参数
造桥机杆件材质为Q460C，其性能参数见表1所示[6]。
3 造桥机计算
3.1 造桥机架设64m简支梁计算
3.1.1 荷载
（1）造桥机自重712.2吨
（2）天车重50吨，施加在跨中
（3）前支腿重16吨
（4）64m简支梁总重2700吨，减掉两个1#段，按2500吨施加在桥机上计。
（5）风荷载影响很小，计算可略[7]。
3.1.2 工况
工况一：架梁状态=造桥机自重+天车重+前支腿+箱梁重量
工况二：拖拉状态=造桥机自重+天车重+前支腿
3.1.3 结果分析
（1）工况一
①位移
最大位移134mm，134mm/68m=1/507<1/400，满足规范要求。
②应力
应力最大值270.5MPa，满足规范要求。
（2）工况二
拖拉过程中，下弦杆受力最大值：，满足规范要求。
3.2 造桥机架设48m+80m+48m连续梁计算
3.2.1 荷载
（1）造桥机自重712.2吨
（2）天车重50吨，施加在跨中
（3）前支腿重16吨
（4）每联梁重7815.3吨，对称悬拼1个梁段，线荷载26t/m，按8m计。
（5）造桥机尾部配重140吨（满足造桥机过孔最大悬臂状态下，纵向稳定系数）。
（6）风荷载影响很小，计算可略。
3.2.2 工况
工况一=自重+天车重+右跨梁重+配重
工况二=自重+天车重+左跨梁重+配重
工况三=自重+天车重+前支腿
3.2.3 结果分析
计算结果见表2[8]
由上表得出，各工况位移及应力均满足规范要求。
3.3 杆件计算
3.3.1 主桁梁梁段设计（梁段1#-11#）
（1）1#：
③斜杆
桁架节间距4.0m，α=57.59°，断面三角β=78.78°，则
3.4.3 抗风倾覆稳定性计算
以最大生存风速30m/s为依据:
q计=ckhq=ckh×0.613v2=1.4×1.47×0.613×302=1135.4N/m2=0.116t/m2
以单片桁架为计算单元(因双片桁架之间的横向联结很薄弱)
则风荷载的倾覆力矩及造桥机自重的稳定力矩分别为:
M倾=0.116×171.0×6.30×3.150.4=157.46t·m
M稳=(750.0+100.0)××2.50=531.25t·m
K横=M稳/M倾=531.25/157.46=3.37>1.15
3.5 局部计算
3.5.1 上弦杆接头
从整体计算可知主梁上弦杆接头构造相似，造桥机架设48m+80m+48m过孔最大悬臂状态时，6#梁段承受弯矩载荷最大，以此进行计算[10]。
（1）M80双头螺柱计算
M80双头螺柱,10.9级，梯形螺纹，螺距6，则其拉力设计值：
造桥机过孔最大悬臂状态时，主桁梁上弦杆拉力最大，其值为：(无箱梁荷载，仅造桥机重量，可不乘以1.3的偏载系数)。
所需螺柱：，采用6根。并且梁段之间设有抗剪定位销、40cr，满足要求。
（2）焊缝连接
当焊缝按与母材等强度设计，焊缝面积
抗剪强度[τ] =141.1 Mpa，承剪能力＝1870t＞载荷1072.6t。
3.5.2下弦杆接头
从整体计算可知主梁下弦杆接头构造相似，造桥机架设64m简支梁满挂状态时，3#梁段承受弯矩载荷最大，以此进行计算[12]。
（1）M80双头螺柱计算
M80双头螺柱,10.9级，梯形螺纹，螺距6，安全系数1.3，则其拉力设计值[11]：
主桁梁下弦杆最大拉力为：
抗剪强度[τ] =141.1 Mpa，承剪能力＝1210t＞载荷1049.1t。
6 结束语
本课题研发设计的一套可同时适用于简支梁和连续梁梁段拼装的新型造桥机——TPZ80/2500型梁段拼装造桥机，其施工技术填补了国内铁路大跨度简支梁及连续梁架设施工技术的空白，达到国内领先国际先进水平。大力推广了节段预制节段拼装桥梁建造技术，促进了传统产业的转型升级，形成了我国自有知识产权的大跨度节段预制拼装桥梁建造成套技术。本造桥机的设计计算研究，为今后类似设计积累了经验，具有借鉴意义。
参考文献
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[4] 李磊.TPZ80-2500型节段拼装造桥机的设计及应用[J]. 国防交通与技术,2018（3）：66-70.
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[6] 李华.（40+56+40）m铁路连续梁节段胶接拼装造桥机研究[J].铁道建筑技术,2017（6）：31-36.
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[9] 李华.铁路胶拼箱梁施工中易忽视问题的研究[J].铁道建筑技术,2017增刊（1）：123-126.
[10] 程斌.杆端缩尺钢桁架桥梁结构静力计算与优化分析[J].中国铁道科学,2015（5）：19-25.
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[12] 中华人民共和国建设部.钢结构设计规范：GB50017—2017[S]. 北京:中国计划出版社,2017：67-70.
论文作者:张宁辉
论文发表刊物:《工程管理前沿》2019年第21期
论文发表时间:2019/12/16
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