1.1 总体思路

我国高速铁路建设近些年来开始由平原地区向东南沿海、西部山区发展。这些地区多是山川、丘陵、湖泊。受地形条件的影响，这些地区桥梁的架设经常会遇到桥隧相连，隧道口架梁的工况。施工空间狭小，施工难度极大。传统施工作业方法体积庞大、操作复杂已经不适应这种架梁需要，大型高铁架桥机的研究迫在眉睫。团队查阅大量国内外资料，搜索国内丹东多山隧道等架桥成功的案例。对已有架桥机的原理和机械结构进行初步的研究。同时还对高铁桥梁的桥梁截面进行深入研究，发现在桥梁铺设中，为提高桥梁的安全性和稳定性，以及缩短工期，往往会采用箱梁。而现有架桥机仅适用于T型梁或工字型梁，如果是其它梁型就可能因其内净空的宽度不够而不能使用。该型高铁架桥机专门针对箱型梁的铺设而设计，有效的改变了现有架桥机的单调作业模式。然后研究设备的机械原理并设计机械结构。利用静力学，动力学，运用Matlab进行仿真，对设备的整体工作原理进行稳态分析。根据分析数据，确定设备尺寸，运用三维实体造型软件Solidworks建立设备的三维实体模型。将Solidworks导出的模型导入ADAMS软件中，定义刚体，添加约束、力、运动等，完成架桥机的机械系统模型建立。最后结合仿真和分析结果，进行近一步的设计和优化，例如在仿真过程中发现因搭建桥梁较大，桥梁离地较高，车辆体积庞大，在运输和架桥时存在大量死角。靠施工人员观察，危险性极大。沟通不便，效率低。肉眼无法对桥梁搭建质量进行判断，因此我们又增加了无人机监控系统，对桥梁搭建进行实时监控。

1.2技术性能指标

1.2.1主支腿三向定位系统
  主支腿位于架桥机前端，主要是由一个支柱脚、四个支条、一块底板、左右前端两个小脚、以及两个弯曲臂组成的稳定三角形结构。用于在架梁时对车身定位，保证在车辆重在行进时不发生过大前倾及左右晃动。
1.2.2辅助支腿的起落控制机构
  辅助支腿主要负责主支腿落脚前的承载和轻载下替换主支腿的功能。动力来源为支腿底部左右两个液压管。
1.2.3支腿电液平衡系统
（1）支腿液压同步系统工作原理
  主支腿液压动力系统内部泵站为4 个球铰油缸、4 个长行程提升油缸和两个顶升油缸提供动力油源。主支腿泵站主要控制主支腿油缸的伸缩。辅助支腿泵站为后支腿两个翻转油缸和两个顶升油缸提供动力油源。后支腿泵站主要控制辅助支腿的翻转油缸和顶升油缸的伸缩动作。
（2）电液比例技术
  阀内电气-机械转换装置根据输入的电压信号产生相应动作，使工作阀阀芯产生位移，阀口尺寸发生改变并以此完成与输入电压成比例的压力、流量输出。阀芯位移可以以机械、液压或电的形式进行反馈。由于电液比例阀一般都具有压力补偿性能，所以它的输出压力和流量可以不受负载变化的影响。电液比例阀的主阀体部分仍是普通的流量控制阀。
  （3）电液比例技术在架桥机主梁前后支腿液压同步系统上的应用
在架桥机在转运、过隧时，要求前后支腿油缸在伸缩过程中保持同步。由于主，辅支腿是两个相互独立 的泵站，在这里我们采用电液比例技术实行远距离的同步控制。架桥机在安装调试时，要求主机通过两支腿上的油缸调整整机高度。
1.2.4驱动系统及整体掉头技术
（1）驱动与制动
  驱动由前后十几组主动轮组成。主动轮由驱动电机驱动，经变速齿轮箱传至车轴。同时主动轮内配有液压悬挂，可在运输及架桥时调节高度。制动由多组制动轮实现。制动轮采用鼓刹，加以气动辅助，价格便宜，可靠性高，制动力强大。
（2）回转机构系统的设计
  回转机构系统是整个调头装置的核心部位，它由上层的桥机支撑平台结构、中间的三排滚柱式回转轴承及下层的回转支撑底座组成。回转动力由 2台功率为 7.5 kW 的 YZPEE160L－8 型变频调速制动电机提供，电机通过连接法兰盘竖直安装在支撑平台结构上的固定位置。
1.2.5创新设计（无人机监控系统）
  桥梁离地较高，车辆体积庞大，在运输和架桥时存在大量死角。靠施工人员观察，危险性极大。沟通不便，效率低。因此增加无人机监控系统，实时监控施工过程。无人机铝合金机身、碳纤维机臂，质量轻盈。最大水平速度13m/s。两轴装有FPV摄影镜头，云台相机快拆接口，具有聚焦功能，可稳定跟拍。视频图像传至控制室屏幕，遥控范围2000m，2.4GHz。操作人员可以直观地看到实际情况，并做出相应地操作，在运梁、架梁过程中可极大地缩短时间，提高效率。同时，有无人机进行监控，便可减少进行观察的工作人员。保障人员安全。
额定起重量      900吨
适应梁型       32m 24m 20m
爬坡能力        30‰
架梁适应最大纵度  20‰
走行最小转弯半径  150m

1.3 作品的实用性

1.我国高速铁路建设近些年来开始由平原地区向东南沿海、西部山区发展。这些地区多是山川、丘陵、湖泊。受地形条件的影响，这些地区桥梁的架设经常会遇到桥隧相连，隧道口架梁的工况。施工空间狭小，施工难度极大。
  2.提高桥梁的安全性和稳定性，以及缩短工期，往往会采用箱梁。该型高铁架桥机专门针对箱型梁的铺设而设计，有效的改变了现有架桥机的单调作业模式。
  3.研究设备的机械原理并设计机械结构。利用静力学，动力学，运用Matlab进行仿真，对设备的整体工作原理进行稳态分析。根据分析数据，确定设备尺寸，运用三维实体造型软件Solidworks建立设备的三维实体模型。将Solidworks导出的模型导入ADAMS软件中，定义刚体，添加约束、力、运动等，完成架桥机的机械系统模型建立。最后结合仿真和分析结果，进行近一步的设计和优化。
  4.靠施工人员观察，危险性极大。沟通不便，效率低。肉眼无法对桥梁搭建质量进行判断，因此我们又增加了无人机监控系统，对桥梁搭建进行实时监控。
  5. 对于一些需要架桥铺设的特殊路段，这类铺设方式的难度相当高，效率低下，并且其安全性有待提高。高速铁路桥梁由于需要满足行车安全，乘坐舒适，以及达到设计最高时速的要求，承受动力影响较大，因此必须要有足够的强度、稳定性、刚性和耐久性。
  6. 桥梁施工方式的多样化,要求架桥机的种类要全,且有良好的适应性。由于桥梁形式多样,架桥设备施工速度不同,开天窗作业频繁,可能出现铺轨和架梁同时进行与先架梁后铺轨施工模式并存的现象。