盛小勇+湯葉帥

摘 要：安徽省望東長(zhǎng)江公路大橋?yàn)榇罂缍蠕摶旖M合梁斜拉橋，鋼梁與混凝土橋面板在工廠疊合成整體，組合梁在橋位處采用液壓式提升吊機(jī)對(duì)稱起吊安裝。本文依據(jù)主梁結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，介紹國(guó)產(chǎn)大型液壓提升式橋面吊機(jī)設(shè)計(jì)及應(yīng)用技術(shù)。

關(guān)鍵詞：斜拉橋；組合梁；橋面吊機(jī)

中圖分類號(hào)：U448.27 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1006—7973（2017）03-0038-03

安徽省望東長(zhǎng)江公路大橋主橋?yàn)槲蹇邕B續(xù)組合梁、雙塔雙索面半漂浮斜拉橋，跨徑布置為78m﹢228m﹢638m﹢228m﹢78m=1250m。主梁采用PK型分離雙箱組合梁型式，組合梁全寬35.2m，梁高3.5m，箱梁標(biāo)準(zhǔn)橫斷面見(jiàn)下圖1。主梁標(biāo)準(zhǔn)梁段長(zhǎng)度10.8m，橫隔板間距3.6m，布置四組吊耳點(diǎn)，單組吊點(diǎn)間距1.2m，梁段重量395.4t，單片梁段采用2臺(tái)橋面吊機(jī)同步起吊，標(biāo)準(zhǔn)梁段平面布置見(jiàn)下圖。

1 橋面吊機(jī)設(shè)計(jì)關(guān)鍵技術(shù)

1.1 橋面吊機(jī)設(shè)計(jì)工況

受橋梁結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及主梁安裝過(guò)程中受力特性要求，主梁設(shè)計(jì)時(shí)對(duì)吊裝設(shè)備做了如下要求。

（1）主梁標(biāo)準(zhǔn)段和合龍段采用橋面吊機(jī)起吊，采用兩臺(tái)吊機(jī)同時(shí)起吊。

（2）單臺(tái)吊機(jī)前后支點(diǎn)距離為18m，前支點(diǎn)橫向間距為5m，兩臺(tái)吊機(jī)橫向中心間距22m。

（3）單臺(tái)吊機(jī)重量不超過(guò)75t，邊跨與中跨側(cè)吊機(jī)重量差不超過(guò)5%，起吊速度不小于20m/h。

（4）吊機(jī)具備梁段狀態(tài)調(diào)整功能，其順橋向可調(diào)整范圍±800mm、橫橋向?yàn)椤?00mm，并能調(diào)整梁段縱向坡度。

1.2 關(guān)鍵技術(shù)及解決思路

（1）為解決橋面吊機(jī)行走安全及方便等問(wèn)題，將橋面吊機(jī)重心設(shè)置在前支點(diǎn)與后錨點(diǎn)之間，后錨點(diǎn)配重，并設(shè)置滾動(dòng)輪。

（2）因組合梁混凝土面板厚度存在誤差，主梁吊耳中心相對(duì)橋面板高度參差不齊，為確保吊耳均勻受力，吊具與吊耳之間采用鋼絲繩軟連接，后錨點(diǎn)采用絲桿與吊耳連接。

（3）國(guó)內(nèi)較多引進(jìn)挪威威勝利及英國(guó)多門朗橋面吊機(jī)，設(shè)備維修與保養(yǎng)長(zhǎng)期依靠國(guó)外配件，不但費(fèi)用昂貴，且供貨周期長(zhǎng)，開(kāi)發(fā)國(guó)產(chǎn)連續(xù)千斤頂及液壓控制系統(tǒng)，配套國(guó)產(chǎn)錨具、鋼絞線、夾片，提高國(guó)產(chǎn)裝備制造能力。

2 橋面吊機(jī)設(shè)計(jì)

2.1 總體設(shè)計(jì)

橋面吊機(jī)采用國(guó)產(chǎn)QMD-225型橋面吊機(jī)，主要包括鋼桁架結(jié)構(gòu)、支撐與錨固結(jié)構(gòu)、縱移結(jié)構(gòu)、液壓提升結(jié)構(gòu)及吊具等，其整體結(jié)構(gòu)見(jiàn)下圖。

2.2 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

（1）鋼桁架設(shè)計(jì)。吊機(jī)為菱形式桁架結(jié)構(gòu)，由Q345B型桿件聯(lián)接成型。上桁架平面安裝起重系統(tǒng)，下桁架平面支撐和錨固在橋面上，中部通過(guò)斜撐、立柱、后拉桿及平聯(lián)系，各桿件直徑采用螺栓聯(lián)接或者銷軸聯(lián)接連接在一起。鋼桁架結(jié)構(gòu)見(jiàn)下圖4。上桁架平面中心間距2m，長(zhǎng)8.78m，起重系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)吊幅7.2m，設(shè)置有4.8m長(zhǎng)縱移調(diào)節(jié)滑動(dòng)軌道，起重系統(tǒng)車架能沿軌道±0.8m調(diào)節(jié)。下桁架平面根據(jù)吊點(diǎn)分布要求進(jìn)行設(shè)計(jì)，下桁架平面成三角形布置，前后支點(diǎn)距離為18m，前節(jié)點(diǎn)橫向間距5m安裝支撐機(jī)構(gòu)，后節(jié)點(diǎn)橫向間距2m，中間間距1.2m處安裝錨固機(jī)構(gòu)。

（2）前支撐機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)。支撐機(jī)構(gòu)包括支撐座和支撐墊塊。單機(jī)支點(diǎn)間距按照設(shè)計(jì)要求的5m進(jìn)行布置，支撐座焊接在金屬結(jié)構(gòu)前節(jié)點(diǎn)下方。支撐座后側(cè)焊接縱移油缸耳板，作為整機(jī)縱移的頂推點(diǎn)；下底面安裝一塊MGA滑板，作為整機(jī)縱移的滑動(dòng)介質(zhì)。支撐墊塊與縱移滑軌道梁設(shè)計(jì)成一體。前支撐機(jī)構(gòu)見(jiàn)圖5。

（3）后錨機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)。錨固機(jī)構(gòu)包括拉桿、耳板、螺母及銷軸。拉桿及耳板與橋面上的吊耳連接，提供橋面吊機(jī)錨拉力。兩組錨點(diǎn)之間利用支撐油缸設(shè)計(jì)一處輔助支撐，用來(lái)支撐后部自重。后錨結(jié)構(gòu)見(jiàn)下圖6。

（4）縱移機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)。整機(jī)縱移機(jī)構(gòu)采用液壓頂推步履式，左右各一組縱移驅(qū)動(dòng)油缸，后部設(shè)置滑移輪胎。前支撐滑座前方設(shè)計(jì)一處輔助支座，與滑道梁留出10mm間隙，起防傾覆安全保護(hù)作用。步履走行循環(huán)距離為3.6m，吊機(jī)行走完一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)梁段需要3次步履走行循環(huán)。縱移機(jī)構(gòu)見(jiàn)圖7。

（5）吊具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。吊具由主梁、小橫梁、吊裝繩、縱移調(diào)節(jié)系統(tǒng)組成，吊具具備重心調(diào)節(jié)功能。在梁段吊耳內(nèi)安裝吊耳滑輪，吊裝繩繞過(guò)吊耳換輪并與小橫梁之間采用卸扣連接。吊具機(jī)構(gòu)見(jiàn)下圖8。

（6）提升系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。提升系統(tǒng)主要包括液壓系統(tǒng)、電控系統(tǒng)、千斤頂、鋼絞線組成。千斤頂主缸額定提升能力為260噸，配國(guó)產(chǎn)19-17.8鋼絞線，設(shè)計(jì)提升速度為25m/h，千斤頂配主動(dòng)加緊的錨具。控制系統(tǒng)由主控柜、位移傳感器和油壓傳感器等組成。主控柜通過(guò)PID算法實(shí)現(xiàn)提升油缸同步運(yùn)行和停止；位移傳感器采集提升油缸位移；油壓傳感器實(shí)時(shí)顯示提升油缸載荷。控制系統(tǒng)可單機(jī)操作。提升油缸見(jiàn)下圖9。

2.3 橋面吊機(jī)技術(shù)參數(shù)

設(shè)計(jì)完的橋面吊機(jī)技術(shù)參數(shù)見(jiàn)下表1。

3 橋面吊機(jī)應(yīng)用

3.1 橋面吊機(jī)荷載試驗(yàn)

橋面吊機(jī)荷載試驗(yàn)包括工廠靜載試驗(yàn)與工地試驗(yàn)。

工廠靜載試驗(yàn)主要檢驗(yàn)鋼結(jié)構(gòu)的變形及荷載承受能力，以及液壓提升系統(tǒng)的承受能力。工廠試驗(yàn)采用兩臺(tái)吊機(jī)側(cè)躺，支撐對(duì)頂，按照試驗(yàn)載荷大小進(jìn)行模擬載荷試驗(yàn)。靜載荷試驗(yàn)按照0.8PQ、1.0PQ、1.25PQ進(jìn)行加載。工廠試驗(yàn)見(jiàn)下圖10。

工地試驗(yàn)在吊機(jī)安裝完成后進(jìn)行，配重物為箱梁+水箱，模擬試驗(yàn)載荷。靜載荷試驗(yàn)F=1.25PQ，動(dòng)載荷試驗(yàn)F=1.1PQ。工地試驗(yàn)見(jiàn)下圖11。

3.2 橋面吊機(jī)安裝

索塔區(qū)梁段第一對(duì)斜拉索安裝完成后安裝橋面吊機(jī)。橋面吊機(jī)桁架拼裝成整體后采用浮吊進(jìn)行安裝，其它構(gòu)件利用塔吊進(jìn)行組裝，其安裝順序?yàn)椋褐渭靶凶邫C(jī)構(gòu)底座安裝→鋼桁架安裝→液壓提升系統(tǒng)安裝→電控系統(tǒng)安裝→吊具安裝→附屬設(shè)施安裝。

3.3 標(biāo)準(zhǔn)梁段吊裝施工

3.3.1 標(biāo)準(zhǔn)梁段吊裝流程

標(biāo)準(zhǔn)梁段對(duì)稱吊裝流程為：運(yùn)梁船拋錨定位→橋面吊機(jī)扁擔(dān)梁與梁段連接→梁段起吊→梁段臨時(shí)匹配→梁段精確定位→梁段栓焊連接→斜拉索安裝→橋面板濕接縫澆筑→前移橋面吊機(jī)就位→吊裝下一梁段。標(biāo)準(zhǔn)梁段吊裝見(jiàn)下圖12。

3.3.2 梁段姿態(tài)調(diào)整

梁段坡度調(diào)整：利用扁擔(dān)梁上設(shè)置的水平千斤頂調(diào)整梁段的縱向坡度。

梁段縱橫向位移調(diào)整：利用設(shè)在提升系統(tǒng)作業(yè)機(jī)架處的千斤頂驅(qū)使機(jī)架縱橫向移動(dòng)，實(shí)現(xiàn)梁段縱橫向位移調(diào)整。

梁段標(biāo)高調(diào)整：利用提升千斤頂調(diào)整。

3.3.3 吊機(jī)行走

解除組合梁與扁擔(dān)梁間的連接，提升扁擔(dān)梁，解除吊機(jī)后錨點(diǎn)約束，按照“頂升橋面吊機(jī)→前移行走軌道→落放橋面吊機(jī)→頂推前移橋面吊機(jī)”的順序完成橋面吊機(jī)前移作業(yè)。

3.4 中跨合攏梁段吊裝施工

中跨合攏段長(zhǎng)度均為9.8m，利用四臺(tái)橋面吊機(jī)起吊，并更換專用吊具。按照標(biāo)準(zhǔn)梁段施工程序正常起吊合龍段，當(dāng)?shù)跎辆嘁咽┕ね炅憾蔚?m左右時(shí)停止起吊，此時(shí)調(diào)整合攏梁段的水平度及水平位置，以便梁段能夠順利通過(guò)合龍口，并吊裝就位。中跨合攏段吊裝見(jiàn)下圖13。

4 結(jié)語(yǔ)

望東長(zhǎng)江公路大橋主梁QMD-225型橋面吊機(jī)委托中交二航局裝備分公司負(fù)責(zé)研制，其液壓提升系統(tǒng)及控制系統(tǒng)由上海同新機(jī)電控制技術(shù)有限公司協(xié)助開(kāi)發(fā)，此橋面吊機(jī)借鑒了蘇通大橋橋面吊機(jī)（由英國(guó)多門朗公司設(shè)計(jì)制造）。

主梁QMD-225型橋面吊機(jī)采用國(guó)產(chǎn)提升設(shè)備及控制系統(tǒng)，在實(shí)際使用過(guò)程中總體運(yùn)行正常，處于受控狀態(tài)。中跨側(cè)橋面吊機(jī)共計(jì)吊梁29片，每吊裝3片梁段進(jìn)行了一次夾片清洗，全過(guò)程未更換鋼絞線。

需改進(jìn)的方面。其一，后行走系統(tǒng)為實(shí)心輪胎，因承受的荷載過(guò)大容易損壞，使用過(guò)程中更換為滾軸小車；其二，提升千斤頂裸露在室外，受雨水影響后其傳感器容易失去信號(hào)，需增加防雨保護(hù)設(shè)施。