【摘 要】從我國1992年首臺JQG80型架橋機研發成功以來,各式各樣的架橋機也隨著我國公路橋梁的快速發展而相應產生。進入21世紀后,公路建設愈發頻繁,尤其是我國的西部地區,施工環境惡劣,急需大量高配置和性能系列化、高質量、高生產率的新型道路建設施工設備,以加速西部的開發建設。本文闡述了架橋機的基本結構和原理,對架橋機的分類進行了簡單的介紹,并對架橋機在實際工程中的運用進行了分析,簡單的分析了架橋機的未來發展趨勢。
【關鍵詞】架橋機;項目施工;應用
1 架橋機的原理與結構
架橋機的工作原理:把架橋機的下導梁用作運梁通道,一般用雙軌三角剛架結構作為架橋機的主梁,一般長度是架橋機可架設最大跨度的2倍。架梁機前支腿和后支腿承載,中支腿展翼,在承載梁上固定前支腿,它帶有能夠橫向移動的驅動機構,靠它在架橋機過跨就位后支撐;把梁用運梁車運送到架梁機的腹腔中,中支腿收翼,等中、前腿承載后,后支腿進行卸載,從運梁車上用起重車把梁提離出來,將下導梁用縱移移位騰出待架梁體空間,架梁機直接把梁落放在墩頂上然后安裝。梁體和中支腿之間能夠相對移動,主要由中支撐來實現架橋機過跨,在架橋機過跨時后支腿起支撐作用。
架橋機主要由安全裝置、電氣系統、液壓系統、后支腿、中支腿、前支腿、運梁車、梁上小車以及主梁等組成。
2 架橋機的分類與具體應用
國內當前的公路架橋機的主要區別是架橋機的過孔方式和縱導梁形式,而在結構形式上相差不多。根據過孔形式分成步履式架橋機和輪軌式架橋機,此兩種縱移方式的公路架橋機分別存在一定的不足和問題,同時也具有各自的優點。按照縱導梁形式分成雙導梁式架橋機和單導梁式架橋機,此兩種架橋機架梁的實現是配置了部分移動機具和起重裝置,承重移動支架采用的是拼裝而成的導梁。隨著高速公路橋梁架橋施工的發展,步履式架橋機正逐步取代輪軌式架橋機。所以,步履式雙導梁架橋機和步履式單導梁架橋機是中國目前通常采用的公路用架橋機。
2.1 步履式架橋機
步履式架橋機主要由步行器、吊車、前端支架、主梁、后端支架等組成。架橋機的支撐結構是整機的四個支腿,使用跨步行進,步履縱移是通過相互間的有序換步來實現的,所以不必在橋面鋪設縱移軌。施工載荷對梁片橋型無特殊要求,只作用在已架裸梁端頭。但是架梁時支腿反力較大,整機重量大,主梁截面大,外形尺寸大。步履式架橋機的穩定性能好,在曲線橋、斜橋、直橋的簡支梁(板梁、箱梁、T梁)架設上被廣泛應用,能實現全斷面機械化落梁和移梁,攜邊梁一次橫移到位。
2.2 雙導粱式架橋機
雙導粱式架橋機由司機室、吊梁小車、行走裝置、前后液壓支柱和主桁梁等構成,能一次架設兩片梁片。一般采用箱形方架、貝雷片拼裝和三角桁架等形式作為主桁梁的結構形式。
箱形方架主梁抗扭剛度大,安全可靠,加工方便,構造簡單。箱形方架架橋的空間結構機由角鋼型腹桿、兩個工字型下弦桿和主梁由箱型上弦桿構成,此結構能夠減輕結構件重量,充分利用材料。
貝雷片拼裝架橋機主梁主要由連接螺栓、支撐架、貝雷銷、加強弦桿、貝雷桁架等構成,不受橋下條件的限制,在鐵路、跨越公路和樁墩較高的橋梁架設中被廣泛應用,具有容易組裝、互換性強、快速輕巧、組合結構系統性好、結構簡單、適應性強等優點。
三角桁架架橋機主梁側向剛度大,非彈性變形小,使用高強螺栓聯接,經濟性好、加工簡單、基本桿件輕。另外可在加強弦桿及疊層后拼裝具有較大承載能力的導梁,能對較大跨度預制梁的架設適應,但架設多跨梁片時不夠經濟,且抗扭性能差。
2.3 單導梁式架橋機
單導梁式架橋機是單支臂,主要由電控系統、起重吊車、走行機構、主梁等部分構成,為了減輕自重,通常采用空腹箱型做導梁的主承力構件,導梁能夠左右橫移,前后伸縮,上下升降,能夠連續架設曲線、斜線和直線等種類不同的公路橋梁。新型單導梁式架橋機設置了慢速橫移機構,安裝在吊梁小車上,落梁和移梁調整的實現假如只憑借整機橫移機構,那么落梁時需多次反復調整才可就位,想要一次落梁到位就得設置慢速橫移機構。
3 架橋機的施工技術
3.1 架梁作業準備
應在架橋機每班架梁作業前進行各項檢查,將日賞保養計劃表填好,合格后架梁作業方可進行。
3.2 架橋機橋頭對位
由運梁車馱運架橋機行駛到橋頭,線路中線和架橋機軸心線要重合,一號柱應鋪墊20mm厚的防滑橡膠墊在墩臺墊石和下橫梁之間,一號柱中心應處在橋臺中心線前方600mm處。
3.3 鋪、移軌作業
在橋頭將架將橋機就位,待運梁車從架橋機退出后,通過卷揚機把提前運至橋頭的80專用起重軌移動到架橋機的3號柱和2號柱,使其從行輪下行走,按照軌距鋪設鋼軌,要準確鋪放,縱向要和梁端或橋臺平齊,按照1號柱偏心尺寸和曲線矢距確定中心位置。三號柱走行輪組外側走行軌道和二號柱共用兩條軌,軌距是7300mm,二號柱走行輪組內側的走行軌道軌距為1300mm。應控制軌道中心誤差和軌距誤差在10mm以內。
3.4 架橋機縱移過孔作業
架橋機縱移走行軌道要向前移動一個梁長位置,后退起重小車;將三號柱支腿油缸收縮,下降走行輪組到軌道上,后退前后起重小車到機臂尾部;將一號柱伸縮柱收縮,使支撐的墊石和其下橫梁分離;將二號支腿油缸收縮,讓二號柱由架梁支撐變為輪軌走行狀態,架橋機開始過孔縱移行走;縱移架橋機到位,把二號柱支腿油缸支撐至梁面,把二號柱支腿螺旋頂高度位置調整好,將支腿油缸收縮,均勻的將螺栓支撐支撐在梁面上;向前運行起重小車,直到取梁位置,使三號柱走行輪組變換為走行過孔狀態。完成縱移過孔作業后,架橋機應處于待架梁狀態。
3.5 喂梁作業
箱梁由運梁車運送至架橋機,由三號柱至二號柱后方。運梁車要靠近架橋機時要低速行走,運梁速度為 0.3km/h-4.0km/h,停車時架橋機二號柱支腿側面和運梁車前端面相距0.34m。將運梁車前后支腿支撐好,將架橋機和運梁車的電源接口連接好。
3.6 取梁、吊梁運行作業
使用運梁車將梁運送到位后,使前起重小車的吊具下降,在箱梁前端吊孔內插入吊桿,將墊塊安裝好,把吊桿螺母擰緊。將箱梁前端用前起重小車吊起,協同運梁車拖梁小車作業,讓箱梁呈半支撐半懸掛狀態運行前進。待箱梁尾部至后起重小車取梁處時,后起重小車取梁,兩臺起重小車吊梁要同時運行前進,運梁車退出架橋機,返回梁場裝梁。
3.7 箱梁就位到千斤頂臨時支座
下降吊裝箱梁至安裝位置后,將箱梁支座錨栓安裝好,繼續使箱梁下降,對箱梁位置作精細調整,通過起重小車橫向和縱向微調,使其與相關安裝箱梁的技術要求相符合;箱梁要落在臨時支撐千斤頂上,對梁體位置通過千斤頂調整到標高要求,各千斤頂的反力不得超過平均值的5%,同時將吊具拆除。
3.8 支座灌漿、錨固
采用重力灌漿方式灌漿,對錨栓孔處及支座下部空隙進行灌注,一次灌滿。要從支座中心部位向四周注漿,直到支座和鋼模底板周邊間隙的灌漿材料全部灌滿為止。
3.9 箱梁就位
砂漿強度達到20MPa后,將鋼模板拆除,看看有沒有漏漿處,必要時補漿,將下支座底板錨栓擰緊,將各支座上、下連接螺栓及鋼板拆除,將臨時千斤頂拆除,箱梁就位,最后把防落梁擋塊安裝好。
4 架橋機的應用發展趨勢
中國公路橋梁的架設量逐漸加大,尤其是在一些交通困難、地形復雜的地帶架橋,原來的架梁設備已難以滿足架橋的施工需求,常發生大型架橋機械無法進入施工現場的現象。公路架橋機的應用發展趨勢表現在:
①綠色環保,造價低廉。②綜合能力強,機身重量減輕。③便于運輸、拆裝,結構合理、新穎。④使用壽命長,穩定、可靠、安全,集液、電、機為一體。⑤在保證安全的條件下提高架設速度,自動化程度高,配置電子編程控制系統。⑥具有雙向架橋及全幅、半幅、變梁、重梁梁片的鋪設功能,可適用在錯位橋、曲線橋、斜交橋的架設中。⑦為滿足不同規格橋梁的需要,架橋機將向小型化與大型化方向發展。
5 結束語
隨著當今中國公路建設的飛速發展,公路橋梁結構形式也呈多元化的趨勢,公路的橋梁架設量也逐步增大。為了滿足市場以及不同規格橋梁的要求,公路架橋機將會向小型化和大型化的方向發展。同時,它的發展也必須環保而且造價低廉;提高運作速度,加強自動化控制;方便運輸,便于拆裝,結構合理;必須提高利用系數,降低它的自重;必須滿足曲線、橫坡和縱坡上的架梁要求。這些都是對架橋機可靠性、先進性、實用性等性能提出的要求。
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