基于JSHB180架橋機(jī)的箱梁架設(shè)技術(shù)及施工工藝優(yōu)化

摘要：以G309富縣至任家臺(tái)二級(jí)公路改建工程中的洛河大橋?yàn)楸尘埃接懥嘶贘SHB180型架橋機(jī)的箱梁架設(shè)技術(shù)及施工工藝優(yōu)化。詳細(xì)分析了運(yùn)梁車作業(yè)、提升小車提梁及梁體橫移等關(guān)鍵環(huán)節(jié)，并針對現(xiàn)有施工工藝中存在的效率問題，提出了多項(xiàng)優(yōu)化措施。通過數(shù)據(jù)分析和對比可知，優(yōu)化后的工序整體時(shí)間縮短了約20%，有效提升了施工質(zhì)量和安全性，相關(guān)成果為類似橋梁架設(shè)技術(shù)優(yōu)化提供了參考。

關(guān)鍵詞：JSHB180型架橋機(jī)；箱梁架設(shè)；施工工藝優(yōu)化；橋梁施工安全；自動(dòng)化控制

0" "引言

隨著交通運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)的迅速發(fā)展，橋梁作為現(xiàn)代公路與鐵路建設(shè)的重要組成部分，其對施工質(zhì)量和效率要求日益提高[1-2]。在橋梁建設(shè)中，預(yù)制箱梁架設(shè)作為一項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)，直接關(guān)系到橋梁的整體結(jié)構(gòu)安全與使用壽命[3]。如何在保證施工質(zhì)量的前提下，進(jìn)一步優(yōu)化施工工藝、縮短工期、降低施工成本，已成為工程技術(shù)人員亟待解決的難題[4]。

近年來，JSHB180型架橋機(jī)憑借其卓越的技術(shù)性能，廣泛應(yīng)用于各類橋梁建設(shè)項(xiàng)目中，尤其在箱梁架設(shè)中表現(xiàn)出色。該設(shè)備通過自動(dòng)化提升、橫移和架設(shè)作業(yè)，顯著地提升了施工效率，并減少了傳統(tǒng)人工操作所帶來的安全隱患[5]。本文以洛河大橋第11至14跨箱梁架設(shè)為案例，詳細(xì)分析了JSHB180型架橋機(jī)的技術(shù)特點(diǎn)，并通過數(shù)據(jù)分析提出工藝優(yōu)化措施，以期為未來類似橋梁施工提供參考。

1" "工程概況

1.1" "項(xiàng)目背景與施工難點(diǎn)

洛河大橋是G309富縣至任家臺(tái)二級(jí)公路改建工程的重要節(jié)點(diǎn)，全橋共計(jì)18跨，總長544m。橋梁的上部結(jié)構(gòu)采用預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁，每跨的標(biāo)準(zhǔn)長度為30m。本文重點(diǎn)研究第11至14跨的箱梁架設(shè)，涉及跨越洛河和甘鐘鐵路的復(fù)雜施工環(huán)境。甘鐘鐵路為單線非電氣化鐵路，橋梁跨度為4m×16m，鐵路凈高為10.3m。工程項(xiàng)目平面示意如圖1所示。

施工環(huán)境中的主要難點(diǎn)在于跨鐵路施工。要求施工團(tuán)隊(duì)在既定的天窗時(shí)間內(nèi)完成架梁作業(yè)，并確保橋梁和鐵路設(shè)備的安全性。此外，施工過程還面臨地形復(fù)雜、作業(yè)空間有限等挑戰(zhàn)。為此，JSHB180架橋機(jī)的應(yīng)用顯得尤為重要，其高度的自動(dòng)化操作減少了人工操作風(fēng)險(xiǎn)，確保了施工的高效性和精確性。

1.2" "施工組織與設(shè)備配置

在箱梁架設(shè)施工中，施工團(tuán)隊(duì)需配備12名專業(yè)技術(shù)人員，負(fù)責(zé)箱梁架設(shè)的不同工序操作，并輔以26名工人進(jìn)行橋面系及附屬工程施工。主要施工機(jī)械設(shè)備包括1臺(tái)JSHB180型架橋機(jī)、2臺(tái)運(yùn)梁車、2臺(tái)80t提梁龍門式起重機(jī)以及其他配套設(shè)備。

該架橋機(jī)能夠處理跨度不超過40m的橋梁架設(shè)任務(wù)，額定荷載為180t，完全適用于此次箱梁架設(shè)任務(wù)。此外，該架橋機(jī)具備較高的靈活性，能夠在地形復(fù)雜的環(huán)境下精準(zhǔn)操作，特別是在鐵路上方的跨線施工中，其自動(dòng)化的操作能力大幅減少了人工干預(yù)，有效提高了施工安全性。

2" "箱梁架設(shè)技術(shù)分析

2.1" "JSHB180型架橋機(jī)工作原理

JSHB180型架橋機(jī)是一種雙導(dǎo)梁架橋機(jī)，通過主梁和導(dǎo)梁的協(xié)同作用，利用前、后支腿支撐和移動(dòng)，配合提升小車完成預(yù)制箱梁的吊裝、提升、橫移和精準(zhǔn)定位。其配備了液壓系統(tǒng)和電氣系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)高度自動(dòng)化操作。根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際情況，操作人員可通過遙控設(shè)備控制架橋機(jī)，使梁體平穩(wěn)、安全地移動(dòng)至指定位置。

2.2" " 施工流程詳細(xì)分析

箱梁架設(shè)施工流程包括梁運(yùn)輸準(zhǔn)備、運(yùn)梁車作業(yè)、提升小車提梁、橫移梁體、梁體定位與加固以及架橋機(jī)復(fù)位。每個(gè)工序的順利進(jìn)行直接影響整個(gè)施工周期和質(zhì)量，因此對各個(gè)工序的深入分析是施工優(yōu)化的基礎(chǔ)。

2.2.1" "梁運(yùn)輸準(zhǔn)備

該工序是將預(yù)制箱梁從梁場安全、高效地運(yùn)送至施工現(xiàn)場，為后續(xù)的架設(shè)作為做準(zhǔn)備。需要根據(jù)現(xiàn)場環(huán)境，事先規(guī)劃運(yùn)梁車的行駛路徑，確保運(yùn)輸通道的暢通和安全，避免梁體運(yùn)輸過程中受到外部干擾。

2.2.2" "運(yùn)梁車作業(yè)

該工序是運(yùn)梁車將箱梁從預(yù)制場運(yùn)至架橋機(jī)的作業(yè)范圍內(nèi)。由于箱梁較重，運(yùn)梁車操作需要格外小心，避免運(yùn)輸過程中的振動(dòng)和梁體移位。根據(jù)現(xiàn)有施工工藝，每次運(yùn)送一片梁體至架橋機(jī)尾部，為下一步的提升作業(yè)做準(zhǔn)備。

2.2.3" "提升小車提梁

架橋機(jī)的提升小車通過液壓系統(tǒng)將梁體提升至預(yù)定高度，并確保梁體安全的懸掛在提升小車上。由于梁體的質(zhì)量較大，該環(huán)節(jié)操作過程中需要確保設(shè)備的平穩(wěn)性，避免梁體的晃動(dòng)或傾斜。

2.2.4" "橫移梁體

通過架橋機(jī)的橫移系統(tǒng)，將梁體從架橋機(jī)尾部橫向移動(dòng)至施工位置。此過程需要與支座安裝同步進(jìn)行，以確保梁體精準(zhǔn)定位。

2.2.5" "梁體定位與加固

當(dāng)梁體移動(dòng)至目標(biāo)位置后，施工人員需要進(jìn)行精準(zhǔn)定位，確保梁體與支座的完美契合。定位完成后，立即進(jìn)行加固操作，確保梁體的穩(wěn)定性。

2.2.6" "架橋機(jī)復(fù)位

完成梁體安裝后，架橋機(jī)復(fù)位至初始位置，準(zhǔn)備下一片梁體的架設(shè)。架橋機(jī)的前、后支腿和提升小車復(fù)位至初始狀態(tài)，同時(shí)檢查設(shè)備狀態(tài)，確保其能夠繼續(xù)進(jìn)行下一輪作業(yè)。

3" "施工工藝優(yōu)化

在箱梁架設(shè)施工過程中，各關(guān)鍵環(huán)節(jié)的施工效率和安全性直接影響著整體工程的進(jìn)度和質(zhì)量。由于現(xiàn)場施工環(huán)境復(fù)雜、多變，傳統(tǒng)施工工藝往往面臨諸多挑戰(zhàn)，如設(shè)備空轉(zhuǎn)、重心不穩(wěn)、操作不精確等問題，極易導(dǎo)致工期延誤和安全隱患。因此對施工流程進(jìn)行科學(xué)的優(yōu)化，提升操作效率、降低施工風(fēng)險(xiǎn)、確保質(zhì)量達(dá)標(biāo)，成為了工程管理中的重要課題。

結(jié)合實(shí)際施工中的常見問題，本文通過數(shù)據(jù)分析與案例研究，提出了多項(xiàng)針對性的優(yōu)化建議，為橋梁施工提供了有效的改進(jìn)思路。

3.1" "運(yùn)梁車作業(yè)優(yōu)化

運(yùn)梁車作業(yè)是箱梁架設(shè)的第一關(guān)鍵環(huán)節(jié)。現(xiàn)有的施工流程中，運(yùn)梁車需多次往返于梁場與施工現(xiàn)場，單車作業(yè)容易導(dǎo)致設(shè)備空轉(zhuǎn)，增加了無效施工時(shí)間。通過分析施工數(shù)據(jù)，本文提出以下兩點(diǎn)優(yōu)化措施：一是雙運(yùn)梁車采用交替作業(yè)。為減少設(shè)備空轉(zhuǎn)時(shí)間，建議采用雙臺(tái)運(yùn)梁車交替作業(yè)，即一臺(tái)車在進(jìn)行梁體運(yùn)輸?shù)耐瑫r(shí)，另一臺(tái)車已返回梁場準(zhǔn)備下一片梁體的運(yùn)輸任務(wù)。該措施將大幅縮短設(shè)備等待時(shí)間，提高了整體效率。二是路線優(yōu)化。根據(jù)現(xiàn)場的地形特點(diǎn)，適當(dāng)調(diào)整運(yùn)梁車的運(yùn)輸路線，并在部分不平坦地形鋪設(shè)鋼板路，確保運(yùn)輸路徑的平穩(wěn)性，減少運(yùn)輸過程中的速度波動(dòng)和延誤。

運(yùn)梁車作業(yè)優(yōu)化前后的時(shí)間對比如表1所示。從表1可以看出，雙臺(tái)運(yùn)梁車交替作業(yè)和路線優(yōu)化后，整體運(yùn)梁車作業(yè)耗時(shí)減少了20%，施工效率顯著提升。

3.2" "優(yōu)化小車操作

提升小車提梁是架橋機(jī)操作的關(guān)鍵步驟之一。由于箱梁質(zhì)量較大且質(zhì)心不穩(wěn)定，傳統(tǒng)的人工調(diào)整方式耗時(shí)較長，且操作風(fēng)險(xiǎn)較大。為了提高提梁效率并減少安全隱患，本文提出兩點(diǎn)優(yōu)化措施：

一是引入智能重心監(jiān)控和調(diào)整系統(tǒng)。實(shí)時(shí)監(jiān)控梁體的質(zhì)心位置，自動(dòng)調(diào)整小車提升角度，確保梁體平穩(wěn)提起，減少人工操作對提梁過程的干擾。二是優(yōu)化提升小車的高度控制系統(tǒng)。通過提前預(yù)設(shè)提升高度，避免在提升過程中反復(fù)調(diào)整，確保梁體能夠快速且精準(zhǔn)地達(dá)到指定高度。

小車提梁工序優(yōu)化前后的時(shí)間對比如表2所示。從表2可以看出，提升小車操作經(jīng)過優(yōu)化后，整體提梁作業(yè)耗時(shí)減少了25%，操作的穩(wěn)定性和安全性得到顯著提高。

3.3" "橫移梁體工序優(yōu)化

橫移梁體是架橋機(jī)操作的另一個(gè)重要環(huán)節(jié)。傳統(tǒng)操作方式受限于設(shè)備的橫移速度，且需要人工頻繁監(jiān)控梁體的平穩(wěn)性。針對這些問題，本文提出以下兩點(diǎn)優(yōu)化措施：一是科學(xué)規(guī)劃軌道預(yù)鋪與路徑。在橫移梁體前，提前鋪設(shè)軌道并規(guī)劃梁體橫移路徑，確保梁體在移動(dòng)過程中軌道無需頻繁調(diào)整，減少橫移過程中不必要的時(shí)間浪費(fèi)。二是引入自動(dòng)化控制系統(tǒng)。通過該系統(tǒng)對梁體移動(dòng)進(jìn)行全程監(jiān)控，并結(jié)合橫移軌道的精確預(yù)設(shè)，確保梁體在移動(dòng)過程中的平穩(wěn)性和安全性。

橫移梁體工序的優(yōu)化前后時(shí)間對比如表3所示。從表3可以看出，通過軌道預(yù)鋪和自動(dòng)化控制系統(tǒng)，橫移梁體工序的效率提升了18.2%。

3.4" "濕接縫施工優(yōu)化

濕接縫施工是確保箱梁整體結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的關(guān)鍵工序。在現(xiàn)有的濕接縫工藝中，由于模板的固定和拼裝不夠嚴(yán)密，常常導(dǎo)致漏漿和接縫強(qiáng)度不足。為提高濕接縫的施工質(zhì)量，本文提出了兩點(diǎn)優(yōu)化措施：一是加固高強(qiáng)度模板。使用高強(qiáng)度拉桿對模板進(jìn)行加固，確保模板在混凝土澆筑過程中不變形，從而避免因模板松動(dòng)引發(fā)的漏漿問題。二是引入精準(zhǔn)拼裝設(shè)備。通過精準(zhǔn)拼裝設(shè)備，可以減少人工拼裝中的誤差，確保模板之間的接縫精度，進(jìn)一步提高濕接縫的質(zhì)量。

優(yōu)化施工流程后效果如表4所示。從表4可以看到，優(yōu)化后的濕接縫工序在保證施工質(zhì)量的同時(shí)，整體耗時(shí)減少了15%。

3.5" "安全防護(hù)優(yōu)化

跨鐵路施工的安全性至關(guān)重要，尤其在梁體架設(shè)時(shí)，任何失誤都可能對鐵路運(yùn)營和施工人員造成嚴(yán)重后果。為此，安全防護(hù)優(yōu)化的主要措施包括：

一是引入實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)。實(shí)時(shí)計(jì)算梁體受力和運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，確保在發(fā)生異常時(shí)能夠及時(shí)采取應(yīng)急措施。二是加強(qiáng)現(xiàn)場安全監(jiān)督。在關(guān)鍵施工環(huán)節(jié)，增加專職安全員進(jìn)行全程監(jiān)督，特別是在跨鐵路施工時(shí)，確保安全措施得到嚴(yán)格執(zhí)行。

質(zhì)量監(jiān)督系統(tǒng)應(yīng)用效果如表5所示。從表5可以看出，通過引入監(jiān)控系統(tǒng)和加強(qiáng)現(xiàn)場安全監(jiān)督，梁體晃動(dòng)次數(shù)減少了66.7%，設(shè)備故障率下降了70%，顯著提升了施工安全性。

綜上所述，各項(xiàng)優(yōu)化措施不僅顯著提升了施工效率，縮短了施工時(shí)間，還有效降低了施工過程中的安全風(fēng)險(xiǎn)，確保了箱梁架設(shè)施工的順利推進(jìn)。

4" "結(jié)束語

本文針對JSHB180型架橋機(jī)在箱梁架設(shè)施工中的應(yīng)用展開了詳細(xì)分析，結(jié)合洛河大橋的實(shí)際施工情況，提出了一系列優(yōu)化措施。通過對運(yùn)梁車作業(yè)、提升小車提梁、橫移梁體、濕接縫施工及安全防護(hù)的優(yōu)化改進(jìn)，不僅提高了施工效率，縮短了工期，還顯著降低了施工過程中的安全隱患。

數(shù)據(jù)分析表明，優(yōu)化后的工序整體時(shí)間減少了約20%，施工質(zhì)量和安全性得到了有效提升。本研究為類似橋梁工程提供了可借鑒的優(yōu)化方案，并為未來施工工藝的進(jìn)一步改進(jìn)提供了理論和實(shí)踐依據(jù)。

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