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)場施工工藝進(jìn)行分析和探討，為同類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4.75m，截面中心梁高4.0m。

全橋鋼梁總長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）吊具需要滿足將箱梁整體旋轉(zhuǎn)90°后提升；

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

6）吊機(jī)需滿足提升過程中縱向位置可調(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)包括卷揚(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銷軸和高強(qiáng)螺栓連接成整體；兩片主桁架之間通過聯(lián)系桿連接，整機(jī)縱移過程中可快速拆卸；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；后錨通過銷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)由卷揚(yáng)機(jī)、回轉(zhuǎn)吊具、吊架及液壓系統(tǒng)組成。其中卷揚(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)算過程見橋面吊機(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)位及滿足橋梁線性要求；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)長約8m，兩節(jié)中間通過銷軸連接；鋼箱梁上焊接軌道錨固耳板，通過錨固銷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)行走過程中向前傾覆；縱移油缸與滑座通過銷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)梁平車將塔區(qū)0～1#梁段從梁場運(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，在前方通過銷軸接長軌道，并通過錨固銷軸對(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)銷軸，整機(jī)開始縱移，此時(shí)后懸掛點(diǎn)通過反壓輪反扣軌道（縱移過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，頂部卷揚(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

隨著我國大型基礎(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）