橋面吊機(jī)設(shè)計(jì)與施工工藝探討

王興闊 王化劼 王殿學(xué)

【摘 要】隨著我國(guó)橋梁建設(shè)的高速發(fā)展，橋面吊機(jī)作為大型跨江、跨河鋼橋架設(shè)的關(guān)鍵設(shè)備，得得了越來(lái)越普遍的應(yīng)用[1]，本文以平陰黃河大橋QMDJ150懸臂式橋面吊機(jī)為研究對(duì)象，結(jié)合實(shí)際工作經(jīng)驗(yàn)對(duì)其主體結(jié)構(gòu)形式及現(xiàn)場(chǎng)施工工藝進(jìn)行分析和探討，為同類(lèi)工程的施工提供參考。

【關(guān)鍵詞】橋面吊機(jī)；主體結(jié)構(gòu)；施工工藝；探討

一、工程概況

青蘭線(xiàn)黃河公路大橋主橋?yàn)殡p塔雙索面鋼箱梁斜拉橋，跨徑布置為180+430+180m，鋼主梁由頂板、底板、橫隔板及挑梁通過(guò)焊接形成鋼構(gòu)架，其上架設(shè)預(yù)制橋面板，現(xiàn)澆混凝土濕接縫，與鋼梁頂板上的剪力釘形成整體，組成鋼—混組合箱型梁，箱梁采用單箱三室斷面，全寬35.5m，懸臂長(zhǎng)4.75m，截面中心梁高4.0m。

全橋鋼梁總長(zhǎng)789.0m，為方便制造和運(yùn)輸，全橋共劃分了101個(gè)梁段，分為近塔區(qū)梁段（A、B梁段）、標(biāo)準(zhǔn)梁段（C梁段）、共用墩梁段（D～H梁段）和中跨跨中段（I梁段），各梁段之間采用工地現(xiàn)場(chǎng)焊接形成整體。其中標(biāo)準(zhǔn)梁段重量為101.72t，最大吊裝重量為跨中I梁段134.80t。

二、設(shè)計(jì)方案

（一）設(shè)計(jì)要求

針對(duì)平陰黃河大橋的橋梁特點(diǎn)和性能要求，橋面吊機(jī)應(yīng)滿(mǎn)足以下設(shè)計(jì)要求：

1）起吊重量根據(jù)跨中合攏段I段確定為134.8t；

2）平陰黃河大橋?yàn)殡p塔單索面斜拉橋，為防止吊機(jī)縱移施工與斜拉索干涉，吊機(jī)橫連設(shè)計(jì)為可拆卸式絲桿連接；

3）吊機(jī)前支點(diǎn)和后錨點(diǎn)位置需要縱向支撐在鋼箱梁橫隔板上，位置按鋼箱梁的設(shè)計(jì)確定；

4）吊具需要滿(mǎn)足將箱梁整體旋轉(zhuǎn)90°后提升；

5）吊架需滿(mǎn)足不同長(zhǎng)度和重心的標(biāo)準(zhǔn)段及合攏段箱梁提升；

6）吊機(jī)需滿(mǎn)足提升過(guò)程中縱向位置可調(diào)；

7）吊機(jī)控制系統(tǒng)需精確控制調(diào)位精度；

8）吊機(jī)結(jié)構(gòu)自重盡可能輕巧；

9）吊機(jī)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和穩(wěn)定性需滿(mǎn)足規(guī)范要求安全系數(shù)和抗傾覆穩(wěn)定性系數(shù)大于1.5。

（二）組成概述

如下圖所示，橋面吊機(jī)主要由主桁系統(tǒng)、提升系統(tǒng)、行走系統(tǒng)三部分組成。其中主桁系統(tǒng)為菱形桁架結(jié)構(gòu)；提升系統(tǒng)包括卷?yè)P(yáng)機(jī)、回轉(zhuǎn)吊具、吊架和箱梁縱、橫向調(diào)整機(jī)構(gòu)；行走系統(tǒng)包括行走軌道、反壓機(jī)構(gòu)、頂推機(jī)構(gòu)。

（三）構(gòu)件介紹

1.主桁系統(tǒng)

主桁系統(tǒng)由桁架、橫梁聯(lián)系桿、滑座、斜撐桿和后錨組成。其中單片主桁架桿件之間通過(guò)銷(xiāo)軸和高強(qiáng)螺栓連接成整體；兩片主桁架之間通過(guò)聯(lián)系桿連接，整機(jī)縱移過(guò)程中可快速拆卸；底部滑座安裝在行走軌道上；斜撐桿底部與鋼箱梁錨固在一起用于提高桁架整體穩(wěn)定性；后錨通過(guò)銷(xiāo)軸與鋼箱梁上的耳板連接在一起用于提供提升工況的后支點(diǎn)反力。

2.提升系統(tǒng)

提升系統(tǒng)由卷?yè)P(yáng)機(jī)、回轉(zhuǎn)吊具、吊架及液壓系統(tǒng)組成。其中卷?yè)P(yáng)機(jī)型號(hào)為JM10t，鋼絲繩型號(hào)為6×37+1-26，具體選型計(jì)算過(guò)程見(jiàn)橋面吊機(jī)計(jì)算報(bào)告；回轉(zhuǎn)吊具為機(jī)械式自動(dòng)旋轉(zhuǎn)，該裝置由兩臺(tái)變頻電機(jī)共同作用，雙重啟動(dòng)、制動(dòng)，能夠可靠、穩(wěn)定的完成重載在空中360°旋轉(zhuǎn)，本橋只需完成梁段的±90°轉(zhuǎn)向，從而完成梁段的對(duì)位及滿(mǎn)足橋梁線(xiàn)性要求；吊架為焊接鋼箱梁結(jié)構(gòu)；液壓油缸用于縱向調(diào)節(jié)鋼箱梁位置，保證提升過(guò)程鋼箱梁具有足夠的安裝間隙，液壓油缸使鋼箱梁重心始終位于回轉(zhuǎn)吊具正下方，保證提升過(guò)程的穩(wěn)定性。

3.行走系統(tǒng)

行走系統(tǒng)由行走軌道、剪力釘墊塊、反壓機(jī)構(gòu)和縱移油缸組成。其中行走軌道為焊接箱型結(jié)構(gòu)，其上表面焊接3mm不銹鋼板，軌道縱向分兩節(jié)，每節(jié)長(zhǎng)約8m，兩節(jié)中間通過(guò)銷(xiāo)軸連接；鋼箱梁上焊接軌道錨固耳板，通過(guò)錨固銷(xiāo)軸將軌道錨固在鋼箱梁上；剪力釘墊塊為π形結(jié)構(gòu)用于支撐行走軌道，防止行走軌道破壞鋼箱梁表面剪力釘；反壓機(jī)構(gòu)反扣在行走軌道上翼緣板外側(cè)，防止整機(jī)行走過(guò)程中向前傾覆；縱移油缸與滑座通過(guò)銷(xiāo)軸連接用于提供整機(jī)縱移的推動(dòng)力。

三、施工方案

步驟一：運(yùn)梁平車(chē)將塔區(qū)0～1#梁段從梁場(chǎng)運(yùn)至橋位下，采用履帶吊安鋼箱梁；

步驟二：在已吊裝鋼箱梁上安裝軌道——橋面吊機(jī)在地面拼裝好后利用履帶吊整體提升至施工位置并進(jìn)行提升施工前調(diào)試；

步驟三：橋面吊機(jī)調(diào)試完畢后吊裝2#梁段；

步驟四：2#梁段吊裝就位后，解除吊架鋼絲繩，向前移動(dòng)滑梁讓開(kāi)空間后張拉2#梁段斜拉索；

步驟五：頂升中支點(diǎn)千斤頂，在前方通過(guò)銷(xiāo)軸接長(zhǎng)軌道，并通過(guò)錨固銷(xiāo)軸對(duì)軌道進(jìn)行錨固；

步驟六：收縮中支點(diǎn)千斤頂并解除后錨點(diǎn)銷(xiāo)軸，整機(jī)開(kāi)始縱移，此時(shí)后懸掛點(diǎn)通過(guò)反壓輪反扣軌道（縱移過(guò)程中需拆除與斜拉索沖突的橫向聯(lián)系桿，為保證吊機(jī)整體穩(wěn)定性，聯(lián)系桿不與斜拉索干涉后應(yīng)及時(shí)安裝）；

步驟七：吊機(jī)縱移就位后安裝后錨機(jī)構(gòu)，準(zhǔn)備提升3#梁段；

步驟八：3#梁段提升就位后，張拉斜拉索，重復(fù)步驟三～六依次吊裝剩余節(jié)段（中跨鋼箱梁需通過(guò)吊具將鋼箱梁旋轉(zhuǎn)90度后安裝就位）；

步驟九：進(jìn)行中跨合攏，如圖所示吊架底部橫梁安裝在外側(cè)法蘭上，頂部卷?yè)P(yáng)機(jī)隨滑梁移動(dòng)到合適位置后下放吊架提升箱梁合攏段。

步驟十：跨中合攏段安裝完畢后在橋面拆除橋面吊機(jī)。

四、結(jié)束語(yǔ)

隨著我國(guó)大型基礎(chǔ)設(shè)置建設(shè)工程的不斷增多，大型公路和鐵路橋梁的設(shè)計(jì)和建設(shè)水平迅猛提升，橋面吊機(jī)設(shè)計(jì)及施工工藝具備了廣闊的應(yīng)用前景[2]，是一種全新的值得推廣的施工工藝，本項(xiàng)目的工程實(shí)踐及成果具有重要的參考價(jià)值。

【參考文獻(xiàn)】

[1]梁磊磊.橋面吊機(jī)設(shè)計(jì)與施工[J].《公路交通科技（應(yīng)用技術(shù)版）》，2018（06）

[2]柳鑫星，賈兵團(tuán)，周林，高權(quán).之江大橋橋面吊機(jī)設(shè)計(jì)[J].《公路》，2014（06）