桥上桥装置在公路运输中的应用和研究

 桥上桥装置在公路运输中的应用和研究

吴廷森,汤延兴,张京涛

山东电力建设第三工程有限公司  山东青岛  266100

【摘 要】随着社会经济的快速发展,各项大工程项目的大件设备的需求日益增加,在各种环境的公路运输中如何保证此类大型设备高效、便捷、快速、经济就成了至关重要的问题。本文介绍了桥上桥装置在公路运输中的技术应用和研究，该装置原理是在原有桥梁或公路上架设新的可灵活组合的桥梁结构来承受荷载，模型类似两端支撑的简支梁，可实现14m-32m的跨度变化，跨度范围悬空，由端部承载段受力，大件设备运输车，从桥上桥装置通过，不对原有的桥面、涵洞、管网、道路产生压载破坏，解决了大件设备在承载力不足的公路桥梁、无法修复的涵洞、沟渠、地下管网、复杂路面上运输的难题，无需再对相关的难点进行加固、改造、更换、修缮等工作，降低了现场施工难度，减少了相关资源投入，打破了相关行业壁垒现象，提炼出大件设备在公路运输过程中的优化设计方向。

【关键词】桥上桥、大件运输、定子、承载点

1 引言

大件货物运输属于超重、超长、超高的特殊运输，在公路运输中，较大的运输难度使大件运输对运输装备水平以及工程技术能力等都提出来极高的要求，由于大件货物的重量或外形尺寸等通常会受到运输道路中桥梁、涵洞、地下管网、弯道半径、净空、净宽等障碍限制，有时需要对道路、桥梁、涵洞、地下管网等进行加固和改造以便大件运输相关轴线车辆能够顺利通过。大件设备运输作为电建EPC产业链的重要一环，如何安全、高效、准时、快速、便捷运达现场，满足工程需要是技术研究难题之一。而在印度、孟加拉、印度尼西亚等一些东南亚很多国家，基础设施较差，桥梁设计承载力小，桥梁、道路、涵洞、地下管网等老化严重，年久失修等问题，严重制约着大件设备的安全、有效运输。

本文以东南亚印尼区域某项目2*660MW燃煤电站机组大件设备发电机定子、变压器运输为实例，介绍桥上桥装置在公路运输中的技术应用和研究。

2.方案设计

该项目2*660MW燃煤电站机组共有300t发电机定子2件，164t变压器7件，160t高压缸2件，大件设备公路运输线路有一座铁路桥梁，结构型式为装配预应力混凝土I形梁，最大承载100t，跨度23m，宽度7.6m，高度7m，有上下坡度7°，桥梁下面是当地的铁路主动脉，任何施工不能影响铁路运行。通过现场勘探，混凝土桥墩两侧承载受力较好，同时原铁路桥两侧的引桥段地基也能承载25t/m²力，经过多方研究、探讨，传统的改造结构形式、补强等方案都将对铁路运行产生一定影响，同时考虑铁路桥实际情况、运输工程的经济、时间限制及行政审批需要，最终研究选用“桥上桥”跨越方式的相关方案技术。桥上桥技术原理是在原有桥梁或公路上加设新的桥梁结构来承受全部荷载，原有铁路桥桥面不承受任何荷载，不对原铁路桥造成破坏，模型类似两端支撑的简支梁。

3．桥上桥装置应用研究

3.1 桥上桥装置简介

桥上桥装置具有快速销轴组合式特点，可实现32m、30m、26m、20m、14m跨度灵活转变组合，组合单元长度6m，最重可达8t，不同跨度的选用，通过的运输设备重量不一样，可根据现场实际条件，选择组合的跨度。该装置共分2组，每组宽度1.8m，现场两组并起来使用即可，大件运输车辆轮胎均匀平分到两组装置上通过，可承载每轴25t的轴压荷载，该装置针对特殊条件的运输车可实现最大重量425t的货物通过。

根据现场铁路桥及相关资料收集，桥上桥装置可组成30m的跨度，在铁路桥两端引桥承载受力，中间跨度部位悬空，距离桥面有450mm净空，整个桥上桥装置的可简化为两端支撑的简支梁。

3.2 桥上桥装置性能参数应用研究

大件货物基本都采用特殊轴线车运输，以该项目300t定子发电机为研究对象，轴线车采用20轴、车轴距1.5m，两纵列、每纵列1.5m的轴线车运输300t定子发电机。桥上桥装置30m跨度拼装后最大承载受力350t。

每个单桥可简化为两端简支梁形式的模型，按照自重荷载、活动荷载及轴线车的冲击荷载受力模型如下图2。

经过承载能力极限状态下计算，跨中最大弯矩9143KNm，端部最大剪力1184KN，按照承载能力极限状态，校核该装置跨中截面结构强度核算，结果表明承载能力极限状态下跨中截面应力小于强度设计指标值，强度和变形均满足设计研究要求。

3.4 桥上桥装置应用

3.4.1 桥上桥安装前准备

根据测量的原铁路桥梁的拱度、跨度、直线度，按照桥上桥装置结构需求，对原有铁路桥梁两侧引桥进行回填、垫实，提前对桥上桥装置的位置进行划线定位，在铁路桥两端引桥承载位置垫上路基板，确保桥上桥装置安装平齐，同时注意桥上桥引桥与后续连接路面斜度不超过7°，缓慢过渡连接。

3.4.2 桥上桥装置组装、运输

每组桥上桥装置组合名称，分别为引入段、承载段、爬升段、标准段、中间段，每段结构长度6m左右，最重为8t，每组段利用通用的销轴进行连接，销轴通过配备的千斤顶进行插拔安装，按照设计要求，组合成所需的跨度长度结构。

首先吊装就位好承载段一到预定位置，然后利用起重机吊装爬升段一，将爬升段一销轴孔与承载段一销轴孔对齐，将插拔销装置安装在承载段一上，通过插拔销装置将销轴穿入两构件对齐的销轴孔并轴端固定，用两个千斤顶把爬升段一悬空端顶起，即爬升段一安装完成，用同样的方式再安装其余标准段、中间段等结构件，。

待桥上桥装置主要部件组装成一体后，整体运往需要安装的位置，当然如果安装位置场地够宽阔也可以现场组装安装。

3.4.3 桥上桥装置现场安装

桥上桥装置整体运输到安装施工位置，利用汽车吊卸车到原铁路桥上的测量定位位置，。安装过程中注意在承载段下面铺垫了路基板，增大了承载受力面积，该位置的地面承载力不小于15t/m²即可。

最后安装桥上桥装置两端的引桥，不平整位置用沙袋或钢板垫平齐，与铁路桥两侧地面行车缓坡过渡，同时规划轴线车上下通行路线，做好相应准备。

桥上桥装置全部安装、检查完毕后，由两台牵引车牵引装大件定子的轴线车通过，桥上桥宽度为2*1.8m，两纵列18轴线车宽度3m，每纵列轴线车轮滚压每一侧桥上桥装置，轴线车顺利通过，整个铁路桥原桥面未受到任何压力，。

3.4.4桥上桥装置试验测量

桥上桥装置设备受力，是在有限元结构分析下全状态模拟设计计算，在安装使用之前，要进行实体试验，在实际试验过程中，使用电感装置设备进行测量，试验过程中，在桥上桥装置关键受力位置，放置相应的电感触点，测量相应的弯矩及应变，相应电感测点。

测试过程中共分为5个阶段，分为空载阶段、装有配重的轴线车，通过桥上桥装置跨度1/3，1/2，2/3，全部通过，在这五个阶段过程，测量结构关键位置的挠度、弯矩、应变等数值，经最终数据校核，实测数值在结构有限元分析范围内，确定桥上桥装置满足应用、研究要求，。

3 结束语

大件设备在公路运输中，出现的桥梁加固、涵洞加固、地下管网保护、道路修缮等工作，技术专业性较强，大部分由专业公司去做，处于行业垄断地位，加固周期较长、成本较高、行政审批时间长，该桥上桥装置的应用无需对原有桥梁、涵洞、地下管线等进行额外加固，对交通影响也较小，施工周期短，现场操作便捷，成功的将电站发电机定子、变压器等十几个大件运至施工现场，完成运输任务，进一步验证了该桥上桥装置技术上的可行性，该桥上桥装置在大件运输过程中是有效可行的办法，还可以循环使用，可广泛应用于国内外项目，大件运输加固工作，该技术的应用研究可在行业内推广应用，也将收到很好的效果和可观的经济、社会效益。