步履式公路架橋機(jī)在復(fù)雜線形橋梁施工中的應(yīng)用

（中交第二航務(wù)工程局有限公司，湖北 武漢 430040）

某高速公路項(xiàng)目地形以森林區(qū)為主，地表植被旺盛，且地勢(shì)高差起伏較大，主線橋梁和匝道橋梁共計(jì)18座，線形設(shè)計(jì)復(fù)雜，以140m小半徑曲線、7%大縱坡、6%大橫坡和8.9m窄橋面等多種復(fù)雜條件組合，施工難度大。橋梁上部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)為預(yù)制U梁和長(zhǎng)度為18m～40m預(yù)制小箱梁。設(shè)計(jì)平面圖如圖1所示。

一、主要技術(shù)參數(shù)

JQ200-42A步履式公路架橋機(jī)滿足雙向架設(shè)功能。架橋機(jī)結(jié)構(gòu)主要包含主梁、前臨時(shí)支腿、前支腿、中支腿、臨時(shí)中支腿、尾支腿、前后上橫梁、2臺(tái)100t起重天車及吊具、電氣系統(tǒng)和其他零星構(gòu)件等，整機(jī)重量257t，具體結(jié)構(gòu)如圖2所示。

圖1 項(xiàng)目設(shè)計(jì)平面圖

圖2 JQ200-42A架橋機(jī)結(jié)構(gòu)圖

架橋機(jī)額定起重能力200t，架設(shè)跨徑42m，適用于I梁、T梁、小箱梁架設(shè)，有限起升高度橋面以上12.0m，天車起落速度0m/min～0.7m/min，吊梁橫移速度0m/min～3m/min，吊梁縱移速度0m/min/min～5m/min，整機(jī)縱移速度0m/min～3m/min，整機(jī)橫移速度0v～3m/min，前部油頂頂升能力2×150t，前部油頂有效行程3000mm，尾部油頂頂升能力4×40t，尾部油頂有效行程1000mm，適應(yīng)最大縱坡±7%，適應(yīng)最大橫坡±6%，適應(yīng)最小曲線半徑為140m。

二、關(guān)鍵結(jié)構(gòu)及特點(diǎn)

1.主梁結(jié)構(gòu)。主導(dǎo)梁主要承載受力，上弦桿頂部設(shè)有縱行臺(tái)車走行的軌道，下弦桿作為導(dǎo)梁縱移、支腿縱向移動(dòng)的軌道。導(dǎo)梁采用空間三角桁架結(jié)構(gòu)，各分段單元采用雙銷軸連接。主梁采用等強(qiáng)度設(shè)計(jì)原則，前端不設(shè)置引導(dǎo)梁，前部大車總成設(shè)置平、搖滾總成裝置，過(guò)孔時(shí)，導(dǎo)梁前部在前一跨蓋梁上方到位后，前部大車總成才通過(guò)搖滾裝置前移就位，克服了設(shè)置引導(dǎo)梁的步履式架橋機(jī)過(guò)孔時(shí)，潛在的因前移慣性或操作時(shí)間差產(chǎn)生前沖的危險(xiǎn)隱患。掉頭施工方便，沖垮可實(shí)現(xiàn)一步半沖垮，確保過(guò)孔時(shí)安全穩(wěn)定性。架橋機(jī)雙主梁間有足夠的凈空7m，可滿足在施工角度為45°轉(zhuǎn)角時(shí)，各種梁板的寬度可滿足3.2m，同時(shí)可滿足大于200m的彎道架設(shè)要求。

2.前臨時(shí)支腿。臨時(shí)支腿位于導(dǎo)梁最前端，為分節(jié)式管柱結(jié)構(gòu)，配以可調(diào)節(jié)400mm行程螺桿式伸縮千斤頂，以滿足過(guò)孔要求并方便調(diào)整導(dǎo)梁的水平度。柱身頂部通過(guò)平面法蘭與導(dǎo)梁底部連接。臨時(shí)支腿主要用于跨孔作業(yè)時(shí)臨時(shí)支撐架橋機(jī)前部。

3.前支腿。前支腿由反滾輪體系、支腿行程1000mm液壓伸縮立柱、上橫梁結(jié)構(gòu)、下橫梁結(jié)構(gòu)、連接轉(zhuǎn)盤和整機(jī)橫移機(jī)構(gòu)等組成。反滾輪體系支撐主梁、縱行桁車、起重小車和混凝土梁片的重量，其驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)是主梁前后縱移與支腿自身沿主梁縱向移動(dòng)。伸縮立柱通過(guò)液壓缸頂升立柱柱芯在柱套內(nèi)滑動(dòng)實(shí)現(xiàn)高度調(diào)整，調(diào)整到位后插上銷軸固定柱芯與柱套，使液壓缸不再承受載荷。前支腿上、下層橫梁之間設(shè)有連接轉(zhuǎn)盤，使上、下橫梁相互轉(zhuǎn)動(dòng)以實(shí)現(xiàn)架設(shè)斜橋斜架。上、下橫梁結(jié)構(gòu)是承載構(gòu)件，上層橫梁兩端安裝反滾輪體系，下層橫梁連接臺(tái)車，上、下層橫梁中心位置設(shè)有定心軸，上下橫梁可相互旋轉(zhuǎn)5°。在架梁作業(yè)時(shí)前支腿與導(dǎo)梁通過(guò)壓板鎖定。前支腿用于架梁作業(yè)是支撐主機(jī)與載荷，同時(shí)在跨孔作業(yè)時(shí)為整機(jī)提供兩個(gè)可移動(dòng)的支點(diǎn)。前部大車及起吊小車上設(shè)有轉(zhuǎn)換平臺(tái)，并標(biāo)有刻度可方便地實(shí)現(xiàn)斜交調(diào)整。

4.中支腿。中支腿由反滾輪體系、上橫梁結(jié)構(gòu)、下橫梁結(jié)構(gòu)、連接轉(zhuǎn)盤和整機(jī)橫移機(jī)構(gòu)等組成。反滾輪體系支撐主梁、縱行桁車、起重小車和混凝土梁片的重量，其驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)是主梁前后縱移與支腿自身沿主梁縱向移動(dòng)。中支腿上下橫梁設(shè)計(jì)為凹型，降低了喂梁高度方便喂梁。中支腿上、下層橫梁之間設(shè)有連接轉(zhuǎn)盤，使上、下橫梁相互轉(zhuǎn)動(dòng)以實(shí)現(xiàn)架設(shè)斜橋斜架。上、下橫梁結(jié)構(gòu)是承載構(gòu)件，上層橫梁兩端安裝反滾輪體系，下層橫梁連接臺(tái)車，上、下層橫梁中心位置設(shè)有定心軸，上下橫梁可相互旋轉(zhuǎn)5°。曲線架梁作業(yè)時(shí)中支腿反滾輪體系與主梁之間固定壓板拆除，當(dāng)前、中支腿錯(cuò)位移動(dòng)時(shí)，使中支腿反滾輪自由滑動(dòng)或電動(dòng)微調(diào)其在主梁縱向長(zhǎng)度距離，確保前、中支腿中心距保持不變。中支腿支撐主機(jī)與載荷，同時(shí)在跨孔作業(yè)時(shí)為整機(jī)提供兩個(gè)可移動(dòng)的支點(diǎn)。中部大車及起吊小車上設(shè)有轉(zhuǎn)換平臺(tái)，并標(biāo)有刻度可方便斜交調(diào)整。過(guò)孔時(shí)，中部液壓總成與前部平搖滾總成設(shè)計(jì)有兩道剛性連接機(jī)構(gòu)，導(dǎo)梁下部加強(qiáng)，與其余幾道上部加強(qiáng)機(jī)構(gòu)共同作用，更進(jìn)一步提高架橋機(jī)過(guò)孔的整體性。

5.尾支腿。尾支腿位于導(dǎo)梁尾部，使用縱移機(jī)構(gòu)行走至所需位置時(shí)，通過(guò)壓板與導(dǎo)梁尾部下平面連接。尾支腿設(shè)有可伸縮的柱芯柱套結(jié)構(gòu)，通過(guò)行程1000mm液壓缸頂升柱芯調(diào)整高度，是架橋機(jī)喂梁時(shí)的一個(gè)重要支點(diǎn)，同時(shí)也是跨孔作業(yè)時(shí)的一個(gè)臨時(shí)支點(diǎn)。

6.臨時(shí)中支腿。臨時(shí)中支腿由尾部拔線器、搖滾、滑移擺架及其他焊接件組成，臨時(shí)中支腿可以在任意調(diào)換位置，可以靈活調(diào)整各支腿支撐跨度及位置，打破架橋機(jī)自身長(zhǎng)度過(guò)長(zhǎng)對(duì)于曲線轉(zhuǎn)彎半徑的限制，可以滿足架橋機(jī)滿足140m小曲線半徑橋面行走施工，同時(shí)避免曲線施工中架橋機(jī)輔助支架的搭設(shè)。

7.天車總成、橫梁縱車總成。天車、橫梁縱車機(jī)架底座及橫梁立柱全部采用箱型梁結(jié)構(gòu)，強(qiáng)度高、剛性好、外形美觀，吊梁小車主起升機(jī)構(gòu)采用特制JM8卷?yè)P(yáng)機(jī)經(jīng)12倍力，滿足額定起吊100t，在繩筒設(shè)計(jì)時(shí)采用單卷筒多層纏繞，只要滿足動(dòng)滑輪組在最高點(diǎn)時(shí)卷筒鋼絲繩與動(dòng)滑輪的導(dǎo)入偏角≤2°即可保證不亂繩。天車橫移及橫梁縱車縱移通過(guò)變頻行走，實(shí)現(xiàn)送梁及架設(shè)任何一片梁的平穩(wěn)、快速、精確。

8.液壓系統(tǒng)。液壓總成油缸設(shè)計(jì)采用4個(gè)電子閥控制，4個(gè)油缸既可獨(dú)立工作又可同時(shí)工作，由電控系統(tǒng)集中控制，支腿下部的萬(wàn)向調(diào)節(jié)塊適應(yīng)了各種不平整路面要求。

9.其他結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。架橋機(jī)起升高度距離橋面12m，起升小車縱移臺(tái)車采用全驅(qū)設(shè)計(jì)，以滿足坡度喂梁要求，起升鋼絲繩尾繩固定采取特殊設(shè)計(jì)，滿足低凈空要求，確保起吊高度，可滿足±7%坡度喂梁施工要求。架橋機(jī)中間、前部大車采用單軌設(shè)計(jì)，其優(yōu)點(diǎn)是可實(shí)現(xiàn)首跨在橋墩上進(jìn)行架設(shè)，采用側(cè)喂梁或下喂梁的方式。架橋機(jī)中、前部大車其承載梁采用懸梁設(shè)計(jì)，可實(shí)現(xiàn)邊梁架設(shè)一次到位，在吊邊梁時(shí)天車、預(yù)制梁及大車重心重合，可保證架橋機(jī)重心永遠(yuǎn)在已經(jīng)架設(shè)好的橋面內(nèi)，不存在傾覆風(fēng)險(xiǎn)。走行機(jī)構(gòu)采用變頻技術(shù)，特別增加了邊梁架設(shè)的就位、過(guò)孔時(shí)前部大車總成就位等，對(duì)操作有高精度要求核心動(dòng)作的安全度與精確度，使設(shè)備工作更安全、更精確、更高效。

三、注意事項(xiàng)

架梁作業(yè)時(shí)插好立柱保險(xiǎn)銷，鎖定前支腿反滾輪壓板螺栓；架設(shè)斜交橋時(shí)，先調(diào)整整機(jī)角度，再調(diào)整縱移桁車角度，使兩者的斜交角度相同并與橋梁斜交角一致；在吊梁工況時(shí)，將軌道調(diào)水平，水平度誤差須≤0.5%；在橫移軌道兩端設(shè)置限位擋塊，并保證限位裝置有效；軌道下平面與橋面或橋臺(tái)頂面之間用硬木支墊或鋼支墩，支撐距離須＜1m；軌道的支撐點(diǎn)不得設(shè)于梁體翼緣板上或梁體縱縫上，以防止損壞梁體。

四、結(jié)語(yǔ)

相比傳統(tǒng)施工技術(shù)，優(yōu)化與改進(jìn)后的架橋機(jī)可滿足各種復(fù)雜條件下的小箱梁架設(shè)施工，安全性能穩(wěn)定，經(jīng)濟(jì)成本低，工程的經(jīng)濟(jì)效益高；使用范圍的拓展，可降低橋梁上部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)選型的復(fù)雜性；在小曲線橋梁區(qū)域的施工能力拓展，摒棄了傳統(tǒng)地面機(jī)械吊裝施工或者滿堂支架施工的工藝，減少了山區(qū)橋梁施工的難度，同時(shí)也減少了施工對(duì)地面環(huán)境的破壞。