架橋機在南水北調演馬莊公路橋箱梁架設中的應用

□趙志鵬（焦作水文水資源勘測局）

1 工程概況

焦作2段是南水北調中線工程黃羑段的第四設計單元，全長25.60 km，穿越煤礦區，地質條件復雜，最大填方段13 m，最深挖方段達40m。演馬莊公路橋就位于深挖方段，挖深近30m，如利用吊車進行箱梁架設，需要在已開挖成形的渠道內回填吊裝平臺，且需要兩臺吊車同時抬動箱梁，在加大投資的同時，增加了安全風險。為加強施工管理，化解安全風險，減少投資、提高效益，該橋采用架橋機進行預制箱梁的架設。

2 架橋機選用及基本構造

2.1 架橋機選用

演馬莊公路橋縱長215m，橋面凈寬15m，為7跨預應力箱梁結構。左右岸邊跨跨徑為20m，其余單跨跨徑為35m，箱梁共42片，橋梁軸線與總干渠夾角45°。為滿足箱梁設計需要，選用了邯鄲中鐵橋梁公司DJ40單導軌架橋機，該機屬單臂簡支型，機臂能上下升降、前后伸縮、左右移動，可實現全幅梁片1次落梁到位。

2.2 架橋機基本構造

DJ40架橋機架梁跨徑40m，額定起重量170t，架橋機總長73m，總高8m。主要由機臂、曲梁、橫移機構、立柱、吊梁小車以及液壓、電氣控制系統組成。

2.2.1 機臂

機臂為架橋機主梁，是主要承載結構，為箱形截面，下部設有齒條。通過改變機臂固定方式，可實現機臂前后移動以及立柱的移動。

2.2.2 曲梁及橫移機構

曲梁安裝于立柱橫梁上，為機臂的主要承載構件。橫移機構與曲梁和立柱連接，并通過橫移軌道實現全幅落梁作業。

2.2.3 立柱

該機共有4根立柱，通過改變立柱支撐組合，實現機臂、曲梁等不同部位的移動。

2.2.4 吊梁小車

吊梁小車通過滑輪組固定于機臂下方，吊運箱梁至安裝位置。

2.2.5 橫移軌道

橫移軌道支承主機吊梁傳遞荷載，配合吊梁小車的前后移動將箱梁運送至安裝位置。

3 預制箱梁架設

3.1 施工準備

包括測量放樣、架橋機拼裝及調試、架橋機橫移軌道的鋪設、支座安放等。架橋機組裝完成后，進行全面檢查，包括液壓系統壓力是否在允許范圍，各部件動作是否正常等。正式架梁前由測量人員放出梁端線、邊線及支座位置，在墩頂用墨線標示明確，等待橡膠支座安裝完成，試吊運轉正常后正式開始架梁。

3.2 喂梁

架橋機主機運行至指定位置后，等待喂梁。在箱梁預制場地利用2臺80t汽車吊起梁，利用吊帶固定箱梁，為加強成品保護并防止滑動，吊帶與箱梁接觸位置墊放硬雜木。檢查被吊的箱梁與周圍箱梁以及其它固定物無任何連接時吊起箱梁，運梁平板車進入吊起的梁板之下，將梁落在運梁平板車上。

運梁平板車將梁板送入架橋機主機尾部，用前吊梁小車吊起梁的前吊點，與運梁車配合將梁的后吊點運送至后吊梁小車起吊位置，后吊梁小車將箱梁吊起，完成喂梁。

3.3 架設箱梁

前、后吊梁小車通過機臂將箱縱向運送至相應跨度后，先落梁至墩臺上方100～200mm，再橫向移動至準確落梁位置。邊梁架設時，將箱梁運至相應跨度后，落梁至墩臺上方50～100 mm,利用曲梁上的橫移油缸推動曲梁精確對位，使箱梁準確落于支座墊石上。落梁嚴格按照外邊梁、外次邊梁、中梁順序進行。運送過程中應始終保持箱梁水平。

3.4 架橋機過孔

3.4.1 過孔工序

將1#柱與已架梁體用剛性拉桿固定，另用兩個10t鏈條葫蘆和鋼絲繩將1#柱與已架梁體連接，保證1#柱在過孔過程中始終垂直。2#柱固定，3#柱升起，利用吊梁小車將機臂和3#柱前移；然后2#柱升起，3#柱固定，利用后吊梁小車帶動2#柱前移。重復上述過程，將0、2、3#柱移至準確位置。用4個5t鏈條葫蘆和鋼絲繩將3#柱與已架梁體連接，并將0#柱墊平支穩，利用吊梁小車將1、2#柱移至準確位置后，準備進行下一跨箱梁架設。

3.4.2 注意事項

架橋機過孔是關鍵作業，如操作不慎可能造成安全事故。操作人員要參加培訓并取得相應資格證，嚴格按操作規程進行施工作業。注意檢查各運動元件是否可靠，特別是聯合作業時，如前后吊梁小車與曲梁、機臂配合運動時應保證同步，否則應立即停止作業。各運動元件定位銷的鎖定和撤除應及時準確。

4 總結及建議

南水北調焦作2段演馬莊公路橋于2011年8月12日開始箱梁架設施工，10月16日全部架設完成。箱梁架設過程平穩有序，安全受控。采用架橋機施工，避免了吊裝平臺回填和開挖，節約了投資，提高經濟效益，安全性明顯提高。但施工過程中也發生了1#柱固定不牢固而傾斜的意外。

4.1 注意事項

架橋機操作人員必須經培訓并持證上崗，嚴格按操作規程操作。曲梁與機臂、曲梁與行車任何時候都必須有銷連接，二者轉換時要先連接后解除。過孔時各支柱位置必須有專人操作和監護，1#柱、3#柱要嚴格按要求可靠固定，嚴禁提前解除固定。架梁、過孔工況時，必須用水平儀、水平尺、線垂等工具測量機臂、橫移軌道和立柱的水平、平行和垂直度。橫移軌道必須支撐在梁梗或橋臺的胸墻處，嚴禁支撐在無立肋的梁翼或擋土墻上。架設過程中和架設后應及時做好梁體支撐加固。架設過程中可采用梁體橫隔板和濕接縫預留鋼筋進行連接加固，架設后可先澆筑橫隔板和連接端混凝土，使整個橋面形成整體，便于其它上部結構施工。非工作狀態或停止架梁12h以上時，應用吊架將1、2#柱與橫移軌道鎖死，并將架橋機降至最低，做好防風防滑工作。

4.2 意見和建議

通過對施工過程的經驗教訓進行總結，提出以下意見和建議：一是結合工程實際和設備狀況編制作業指導書，并進行全面細致的技術交底；二是要研究分析施工過程中可能發生的意外事件，制定應急預案，并儲備搶險物資；三是施工過程中工程部門、技術部門、安全部門要密切配合，全程監控，確保質量、安全受控；四是優化架橋機液壓控制系統，降低各運動部位起動、停車時引入的沖擊，提高設備運行穩定性、安全性；五是在機臂上方安裝防護欄，保證施工人員過孔時的人身安全。