轮式过孔型架桥机的配重系统是保障整机稳定性与抗倾覆能力的核心装置,其设计通过固定配重与移动配重的协同作用,实现对主梁重心的动态调节。该系统由配重块、驱动机构及智能控制系统组成,采用模块化集成设计,适应 ±3° 墩台高差、R5500m 曲线半径等复杂工况。
核心结构与调节机制
配重系统通常由固定配重与移动配重构成。固定配重采用铸铁或混凝土块,通过螺栓与主梁尾部刚性连接,例如某 900 吨级架桥机在主梁尾部配置 200 吨固定配重,形成基础平衡力矩。移动配重通过液压油缸或电动驱动系统沿主梁轨道前后滑动,调整范围 ±10 米,可动态补偿吊装过程中产生的重心偏移。例如,在吊装 790 吨箱梁时,移动配重通过液压油缸驱动前移 3.4 米,使整机重心偏差控制在 ±150mm 以内。
协同控制与动态平衡
配重系统需与支腿、吊具系统深度联动:①过孔时,移动配重后移至主梁尾部,与后支腿驱动轮组形成力矩平衡,确保整机在 20‰纵坡上的稳定性;②吊装时,PLC 系统根据称重传感器实时数据,自动调整移动配重位置,例如在 R6000m 曲线架梁时,移动配重横移 1.2 米配合前支腿回转 12°,使箱梁轴线偏差≤±20mm。液压悬挂系统与配重协同,在松软地基上架梁时,将轮组接地比压控制在 0.6MPa 以内,轮胎下陷量≤30mm。
安全冗余与制造工艺
系统集成三级防护体系:①机械锁定销轴与液压锁形成双重保险,可承受 1.5 倍额定载荷;②倾角传感器实时监测主梁水平度,超限时自动触发配重调整;③应急制动系统通过硬线直连液压锁,0.2 秒内锁定所有运动部件。制造工艺方面,配重块采用 Q345qD 低合金高强度钢焊接,关键焊缝探伤合格率 100%,模块化设计使单部件运输重量≤35 吨,现场拼装仅需 8 小时。例如,某项目通过分节运输的 35 吨配重块,在 24 小时内完成 900 吨级架桥机的配重系统安装。
典型应用与实际效果
在成都新津西新路上跨高速大桥施工中,国内首例体外索配重技术成功应用:通过在承台预埋 4 束钢绞线作为体外索,张拉预应力形成等效配重,解决了挂篮悬臂浇筑时的倾覆风险,箱梁轴线偏差控制在 ±15mm 以内。太重新品配重通过有限元分析优化分布,在六级强风环境下,使架桥机晃动幅度降低 40%,轮组同步精度提升至 ±2mm。这种 “固定 + 移动” 配重体系,在 ±20‰纵坡、R400m 小曲线半径等极端条件下,仍能保持 66 米跨度箱梁 ±20mm 的架设精度,为高速铁路桥梁建设提供了可靠的安全屏障。