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1工程概況

新建張呼鐵路懷安站特大橋位于張家口市懷安縣北部，橋長7094．71m。跨越西洋河及既有京包鐵路、城市道路(北外環路、丹拉連接線、文苑路)等。懷安高架站區間采用4股道布置，并為張大客運專線預留接入條件。道岔布置較復雜，導致本橋站場區間橋跨布置方式較復雜。不僅有常見的簡支梁、單線梁還設有站臺梁、等寬及變寬道岔連續梁。道岔范圍內分別布置6×32．7m等寬道岔連續梁、4×32．7m變寬道岔連續梁、5×32．7m變寬道岔連續梁、7×32．7m變寬道岔連續梁、6×32．7m變寬道岔連續梁、連續梁之間布置1孔簡支梁。由于橋梁結構多樣，常用的振動梁、三輥軸、提漿整平機在現場施工中不足以滿足現場的施工精度及進度需求。

2橋面混凝土保護層激光自動整平設備研究

2．1橋面混凝土保護層激光自動整平機總體設計。橋面混凝土保護層激光自動整平機主要由激光發射器、激光接收器、控制箱、液壓控制機構以及整平機等部分構成，普通混凝土整平機設計如圖1所示，橋面混凝土保護層激光自動整平機設計如圖2所示。2．1．1自動調節激光發射器設計。自動調節激光發射器設備采用具有自動安平功能的激光掃平儀，掃平直徑為800m，精度為10″，激光器的自動安平功能具有安裝方便和工作中受震動或碰撞發生偏移時能自動停止激光發射并報警，具有獨特的重新自動安平功能。使用時，提前將設備在橋面電纜槽內架設安裝，并將線路基礎數據輸入，作為絕對高程使用。2．1．2自動調節激光接收器設計。自動調節激光接收器接收器采用一種360°全方位激光接收器，安裝在整平機橫梁上方，當檢測到激光基準面后，通過信號電纜將信號傳送到控制箱。2．1．3智能化自動控制箱。智能化自動控制箱用于接收和處理信號，控制箱安裝在整平機橫梁頂部，通過技術人員操作控制可實現手動、自動的轉換。控制箱要設定在自動狀態時手動控制優先。2．1．4自動整平機振搗桁架設計。自動整平機振搗桁架是在整平機部分增加了額外裝置，將原先角鋼桁架重新合理設計為組合方鋼桁架形式，設有1m和2m單節，可根據工程需要而定，節與節之間采用高強螺栓連接，可適合不同的施工要求。設備動力采用電動機帶動偏心塊高速旋轉，帶動機架對混凝土進行振搗。機架兩端裝有離合式絞輪，可以極其輕松地掌握工作行走速度。2．1．5橋面標高自動控制液壓系統設計。橋面標高自動控制液壓系統是為了全面實現整平機智能化、機械化的軀干。是將全方位激光接收器安放在整平機上方的伸縮桿上，從激光平面到滾軸之間固定距離即為標高測量基準，激光接收器接到激光信號后不停地給控制箱發送高程信息，如果激光掃射在接收器上部，說明滾軸處于設計高程的下方，一個提高滾軸的修正信號發送給液壓閥。反之，一個降低滾軸的修正信號發送給液壓閥。修正后的電信號控制液壓控制閥，以改變液壓油輸向油缸的流向與流量，液壓閥控制整平機的液壓升降臂，提高或降低滾軸以維持正確的標高。2．1．6自動行走輔助設備改良設計。1)行走軌道設計以往的整平機設備行走在槽鋼或工字鋼軌道中，設備行走輪較窄，在曲線半徑較小、設備行走偏移時，整平機掉軌事件時有發生。因此，將軌道設計為雙方鋼組合軌道，并將行走輪設計加寬，同時還在桁架梁端增加定向輪設計，極大的提高了設備的行走穩定性與施工作業的安全性。由于設備的高程控制由液壓升降臂進行調整控制，因此行走軌道不需要進行調整，只需簡單循環倒運安裝即可，大大減少了人員作業工作。2)輔助整平輪設計為防止設備行走過程中，滾輪與擋砟墻發生碰撞，滾輪設計寬度小于橋面寬度，本次設計新增加了輔助整平輪進行保護層邊緣混凝土整平施工。2．2橋面混凝土保護層激光自動整平技術創新及工藝特點。1)為了解決振動梁、三輥軸、提漿整平機施工中的缺陷，最終達到精密平整混凝土的目標，應用橋面混凝土保護層激光自動整平機技術來代替傳統的整平技術，由傳統的人工控制高程改進為激光自動控制，實現了混凝土保護層的縱向高程精密控制。2)由于設備高程控制改進為液壓升降臂進行調整控制，在軌道鋪設方面與傳統設備相比，橋面混凝土保護層激光自動整平機行走軌道不需要進行調整，只需簡單循環倒運安裝。而且設備不僅可以在擋砟墻上和擋砟墻內側行走還可以在梁面、擋水臺上設置軌道行走，操作方式簡單、組合方式靈活、適用范圍更廣。3)橋面混凝土保護層激光自動整平機機器組合形式采用組合方鋼桁架形式，節與節之間采用高強螺栓連接，可根據橋面漸變寬度和橋梁結構的不同，靈活調節。與傳統的施工設備相比，橋面混凝土保護層激光自動整平機靈活性更強，適用范圍更廣。

3動整平設備改良后的效益分析

3．1效益分析。與以往采用振動梁、三輥軸、提漿整平機施工方式相比，設備中激光發射器可覆蓋范圍為600m調整一次測量設備，且設備僅需配置單節4m軌道，4組循環鋪設，避免了傳統施工的多次高程采集和軌道調整，這樣不僅縮短了各個工序的銜接時間，而且在節約了周轉軌道倒運量的同時又減少了勞動力的需要量，大大提高了工效，節約了施工成本。3．2橋面混凝土保護層激光自動整平設備應用實例。張呼客運專線懷安站特大橋橋面保護層使用該工法施工，經過現場施工檢驗，橋面系施工效率可達到7孔/d，較普通整平機提高了5孔/d，設備省去大量的軌道高程調整工作，橋面保護層可省略木抹子收面工序，保護層成品高程精確度提高了50%～80%，其提漿整平效果好，保護層裂紋產生較少，混凝土外觀質量和結構物整體性能得到了提高，達到了預期的效果，提高了施工進度和施工質量的同時，取得了良好社會經濟效益。橋面混凝土保護層施工已在張呼鐵路懷安站特大橋實施完成，橋面混凝土保護層激光自動整平機設備系統安裝簡單、使用方便，控制范圍大，可同時控制多臺機械作業，具有整平精度高、自動化程度高和性能穩定、價格適中等特點，它的應用在提高施工進度、減少人力成本、增加企業效益和標準化創譽方面有著顯著的效果。可推廣應用于鐵路、公路橋梁橋面系混凝土保護層施工。

4結語

本項工藝以提漿整平機為設備原型研發了國內首臺橋面混凝土保護層激光自動整平機，將高程控制改進為激光信號調整液壓升降。在擋砟墻頂部或梁面行走，由激光掃平儀發出信號，設備上安裝的激光接收器檢測到信號后，液壓控制閥調整液壓伸縮臂升降，控制整平機滾軸高程，實現混凝土保護層的精密控制。通過整平機滾軸橫坡調整螺栓，調整橋面雙向橫坡及曲線橫坡。本工藝適用于鐵路橋梁橋面系混凝土保護層施工。尤其在坡度變化多、橋面寬度變化復雜的橋梁使用。在其他類似設計的鐵路、公路橋梁橋面系混凝土保護層施工時可以借鑒，具有較高的推廣實用價值。

參考文獻:

［1］國家鐵路局．高速鐵路預制后張法預應力混凝土簡支梁:TB/T3432—2016［S］．2016．

［2］鄭桂蘭，馬慶雷，潘秀華．舊水泥混凝土路面瀝青加鋪層結構設計方法研究［J］．山東大學學報(工學版)，2007(4):93-97．

［3］吳茂林，秦冰．攤鋪機行駛控制技術的應用［J］．筑路機械與施工機械化，2005(8):15-17．

［4］田國富，張大衛，閆維佳．攤鋪機工作裝置的作業狀況分析［J］．沈陽工業大學學報，2007(1):1-4．

［5］張忠岐．應力吸收層瀝青混合料攤鋪與碾壓的施工控制方法［J］．國外建材科技，2007(3):80-82．

［6］梁杰，程德剛．攤鋪機自動找平控制系統的非線性計算機仿真［J］．濟南交通高等專科學校學報．1999(4):1-5．

［7］王宏波．筑路攤鋪機行駛控制技術的應用與發展方向［J］．交通科技與經濟，2006(4):59-60．

作者:任亮 單位:蒙冀鐵路有限責任公司