鐵路建設(shè)發(fā)展,鐵路架橋機(jī)使用日益頻繁,架橋機(jī)傾覆事故時(shí)有發(fā)生。架橋機(jī)脫軌、傾覆,往往造成機(jī)毀人亡重大后果。一旦發(fā)生事故,起復(fù)、修復(fù)架橋機(jī)需花費(fèi)較長(zhǎng)時(shí)間和大量資金,還會(huì)嚴(yán)重影響橋梁架設(shè)及鐵路建設(shè)進(jìn)度。特別是我國(guó)發(fā)展高速鐵路進(jìn)程逐漸加快,架橋機(jī)高速鐵路建設(shè)中使用將會(huì)更加頻繁,發(fā)生傾覆事故造成傷亡和損失將會(huì)更大。說鐵路架橋一直是施工中安全重點(diǎn),現(xiàn)就常用DJK140型架橋機(jī)來分析一下鐵路架橋安全控制。
DJK140型架橋機(jī)屬于單梁簡(jiǎn)支式,鐵路架橋中應(yīng)用很普遍。其架橋過程動(dòng)態(tài)階段與安全控制狀態(tài)從總體上可分三種不同階段。首先架橋機(jī)以半懸臂狀態(tài)進(jìn)入橋頭,其次以全懸臂狀態(tài)跨上前方墩,最后以簡(jiǎn)支狀態(tài)開始架梁。這是其主要三種狀態(tài)。
1 半懸臂狀態(tài)
DJK140架橋機(jī)大臂可1#與2#龍門柱支承下前后伸縮。當(dāng)大臂向后縮回13m至鋪軌位置(0#柱折起懸空)時(shí),稱為半懸臂狀態(tài)。這種狀態(tài)下,架橋機(jī)既可以鋪設(shè)橋面軌排,又可以新線上短途走行。當(dāng)要架橋時(shí),架橋機(jī)系首先以此種狀態(tài)慢慢駛?cè)霕蝾^,對(duì)準(zhǔn)輪位,剎車并加鐵靴,然后再繼續(xù)伸臂以使0#柱能夠支立前方墩上。橋頭多系填方,當(dāng)初次接納架橋機(jī)重大輪壓時(shí),容易發(fā)生沉陷或偏沉,需特別留心以免釀成翻機(jī)事故,判斷好橋頭線路初次接納重載時(shí)可靠性。說,架橋機(jī)半懸臂狀態(tài)是架橋過程第一安全控制狀態(tài)。
路基和線路質(zhì)量差是導(dǎo)致架橋機(jī)傾覆主要原因。新線和既有線上都或多或少存路基隱患,如墓穴、弧石坑、局部回填、拋填大石塊或凍土塊、積水浸泡、有暗流從路基滲流到另等情況。其中每一種情況都曾發(fā)生一次至兩次架橋機(jī)傾覆事故。特別是橋臺(tái)與橋頭填土之間常有夯填不實(shí)情況,往往是事故多發(fā)段。鋪架單位一定要對(duì)線下工程施工單位提供資料進(jìn)行認(rèn)真分析,嚴(yán)格執(zhí)行有關(guān)壓道規(guī)定。路基施工單位要有監(jiān)理對(duì)工程師參與或場(chǎng)情況下進(jìn)行路基檢驗(yàn)達(dá)到質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。這樣,才能確保路基施工質(zhì)量,消除路基隱患;也才能使線下工程施工單位提供資料真實(shí)可信。
2 全懸臂狀態(tài)
當(dāng)DJK140架橋機(jī)大臂向前伸出至最大位置時(shí),即0#柱已達(dá)到前墩上方,但尚未支承于墩頂上時(shí),此種狀態(tài)稱為全懸臂狀態(tài)。此時(shí)主機(jī)臺(tái)車前輪組軸重可能達(dá)到最大值,是架橋機(jī)架橋過程中最不利一種狀態(tài),盡管橋頭線路第一種狀態(tài)初步壓實(shí)作用而有所改善。,全懸臂狀態(tài)最大軸重為多少,整機(jī)縱向穩(wěn)定性如何,大臂前梢撓度為多少。(以確認(rèn)0#柱是否能夠順利跨上前墩)是設(shè)計(jì)中必須明確重要參數(shù)。說,全懸臂狀態(tài)是DJK140架橋機(jī)架橋過程第二安全控制狀態(tài)。
這種情況下,當(dāng)計(jì)入自重和恒載作用后,大臂產(chǎn)生最大應(yīng)力會(huì)達(dá)到145MPa、大臂前梢產(chǎn)生最大撓度會(huì)達(dá)到55cm、大臂根部(1#龍門柱中心)反力會(huì)達(dá)到1440kN,架橋機(jī)總體縱向產(chǎn)生不穩(wěn)定性、這些都是施工中應(yīng)該重點(diǎn)關(guān)注方,架橋機(jī)這些部位一旦出現(xiàn)問題,就是發(fā)生重大事故根源。
2006年10月21日京廣線信陽至陳家河段楊家寨車站東南側(cè)(廣水市境內(nèi))鋪架橋梁時(shí),吊梁扁擔(dān)體焊縫連接處突然斷裂,吊梁鋼絲繩脫落,帶動(dòng)架橋機(jī)發(fā)生側(cè)翻,造成施工人員傷亡事故。平時(shí)檢修中各個(gè)受力部位仔細(xì)檢查定期維護(hù)就不會(huì)有此類事故發(fā)生了。
3 簡(jiǎn)支狀態(tài)
當(dāng)DJK140架橋機(jī)0#柱前方墩上已經(jīng)支立好,而2#龍門柱對(duì)大臂豎向約束已經(jīng)放松時(shí)狀態(tài),稱為簡(jiǎn)支狀態(tài)。此時(shí)可正式進(jìn)行架梁作業(yè)。當(dāng)混凝土梁被橫移到位(一般需偏離中線90cm)開始下落時(shí),架橋機(jī)總體結(jié)構(gòu)各部分均將承受巨大偏心扭矩,加之與此時(shí)扭矩同向橫向水平風(fēng)力作用、吊重動(dòng)力作用等因素,將導(dǎo)致0#柱及臺(tái)車輪組產(chǎn)生很大偏壓力,大臂也要抵抗相當(dāng)大扭矩并產(chǎn)生一定扭轉(zhuǎn)變形。尤其是偏心荷載及其導(dǎo)致路基偏沉對(duì)整機(jī)橫向穩(wěn)定性影響,將直接關(guān)系到架橋過程總體安全性。說,簡(jiǎn)支狀態(tài)是DJK140架橋機(jī)架橋過程第三安全控制狀態(tài)。
落梁工況下,架橋機(jī)總體結(jié)構(gòu)處于巨大偏心受力狀態(tài)。混凝土梁所產(chǎn)生偏心扭矩大部分都傳給了0# 柱。0#柱支承基礎(chǔ)是剛性(橋墩),而1#、2#龍門柱支承基礎(chǔ)是彈性(臺(tái)車)。當(dāng)橋頭路基不可避免下沉?xí)r,0#柱要承擔(dān)更大比例偏心吊重所產(chǎn)生扭矩。施工中我們應(yīng)該特別注意0#柱日常保養(yǎng)和受力狀態(tài)下變化情況,做好觀察記錄,時(shí)刻掌握其情況。做好保護(hù)工作。
落梁過程中,對(duì)位需要,天車起升系統(tǒng)難免反復(fù)制動(dòng)和啟動(dòng),其慣性力將引起架橋機(jī)總體結(jié)構(gòu)空間彎扭矩振動(dòng)。這樣動(dòng)力作用顯然對(duì)鋼箱梁大臂不利,但更重要是其對(duì)臺(tái)車前后車輪組偏載影響。這是事關(guān)架橋機(jī)整體安全關(guān)鍵所。天車起升系統(tǒng)制動(dòng)和啟動(dòng)過程中一定要小心謹(jǐn)慎操作,這是對(duì)大臂和臺(tái)車前后車輪組考驗(yàn)。大臂和臺(tái)車前后車輪組也是平時(shí)檢查、維修保養(yǎng)重點(diǎn)。
鐵路架橋發(fā)生重大事故多發(fā)生此過程,這個(gè)施工環(huán)節(jié)應(yīng)當(dāng)特別小心謹(jǐn)慎,確保萬無一失。
總之,架橋機(jī)動(dòng)態(tài)階段應(yīng)該做好觀察,關(guān)鍵過程進(jìn)行安全控制,應(yīng)針對(duì)架橋機(jī)建立一套完善維護(hù)保養(yǎng)制度。使架橋機(jī)始終處于良好技術(shù)狀況。另外,應(yīng)對(duì)架橋機(jī)加強(qiáng)狀態(tài)監(jiān)測(cè)和故障診斷,確保架橋機(jī)安全運(yùn)作。