1、塔柱式桥面吊机应用技术兰志博（中铁港航局集团第二工程有限公司）摘要：随着国内经济的快速发展，公路、铁路等基础设施也随之突飞猛进的建设，各种交通线路四通八达，交错重叠，这就使道路施工过程中遇到了很多问题增加了很大难度。本文选取了贵广南广铁路广州枢纽工程跨穗盐路斜拉桥钢箱梁架设作为研究对象，通过采用QMDT250t 塔柱式桥面吊机悬臂旋转定位的应用，来实地研究钢梁拼装、拖运、提升及架设等各个关键工序的施工工艺和技术控制措施。关键词：钢箱梁 桥面吊机 施工工艺 控制技术 悬拼 1 工程概况跨穗盐路斜拉桥墩位（45#49#）起讫里程为：GDK815+050.83GDK815+466.83,为两孔对称独
2、塔曲线斜拉桥，其平面曲线半径为 1147.8m，跨 穗 盐 路 斜 拉 桥 主 梁 采 用 钢 箱 梁 结 构 ，其形式为单箱八室，呈鱼腹型，梁体高 3.5m，宽 24m。钢箱梁桥面设三面坡，分别为0%、2%、0% ，梁底水平。钢箱梁通过钢混结合段与主塔进行固结，并在与边跨现浇梁连接处亦设置有钢混结合段。钢箱梁节段划分如下：钢箱梁共分二十六节，以塔柱中心线为基准，两侧各布置十三片梁，分别为 AM，A M ，其中标准梁段梁长均为 12m，在与钢混结合段连接处设置非标准梁段，分别为 A（A ） 、M（M ） ，M（M ）段梁长11m，A（A ）梁长 9m，最重梁段为 250T，桥式如图 1 图 1
3、斜拉桥墩位处于广州西环高速和穗盐东路交叉口，人、车流量非常大，斜拉桥跨越西环高速后沿武广高铁与西环高速的夹心地带向前延伸，受多条既有线路影响，施工环境极其复杂。2 本桥钢箱梁架设特点2.1 由于受既有建筑及桥梁阻碍，空间狭小，钢箱梁的架设为确保不影响既有公路的交通运营，钢箱梁无法在地面上直接起吊架设，因此架设方案通过施工工艺、经济性、工期等方面的综合对比，采取支架法与悬拼法结合的方案，充分利用既有空间，完成钢箱梁的架设。2.2 钢箱梁运输到指定位置起吊架设，要求每段钢箱梁要在钢梁加工厂加工成块件后上桥组装，结合现场运输条件及场地情况，每段钢梁横桥向分为三个块件在钢梁加工厂加工，块件运送到桥塔一
4、侧钢混结合段处临时支架上组拼，组拼钢箱梁初始三个节段后形成一个施工平台。该平台为剩余钢箱梁组拼、架梁设备提供施工空间。2.3 整节段的钢箱梁标准断面宽为 24 米、长 12 米，钢箱梁宽度超过斜拉索横向间距，因此需要钢箱梁长度方向通过斜拉索运送到架设位置。架设时在通过架梁设备旋转 90后与梁面平行。3 钢箱梁架设起重设备的研究及选定根据上述钢箱梁架设特点，专家组通过对设备自重、设备性能、操作、造价和今后设备再利用等五个方面比较，选定了后部进梁起升、前端悬臂旋转的 QMDT250t 塔柱式桥面吊机。QMDT250t 塔柱式桥面吊机是后部起吊，起重天车前移变幅，吊具旋转转向，通过吊具上调平油缸调整
5、定位的步履式行走起重设备。见设备效果图 2图 2其主要技术特点：3.1 该桥面吊机采用箱型主梁，主梁立塔前端悬臂，主梁、立塔、拉索形成形成一个承载能力很强的三角形结构，从而改变受力结构而控制悬臂下绕度，地盘支座靠前支点与后锚点来固定，靠主梁上的纵移起重天车完成钢箱梁的起吊前移变幅。3.2 起重天车起升系统为一台 16T 卷扬机提供动力，制动则有块式及盘式制动器来完成制动，确保钢箱梁焊接过程中制动系统的安全稳定可靠，卷扬机由变频电机驱动，实现对提升速度的无极调速，通过钢丝绳倍率的转换满足最大起升重量。同时起重天车上装有横移机构，由两只横移油缸拉推，使得滑轮组、滑轮安装架、回转吊耳、吊具及钢箱梁能
6、一起沿起重天车中心在+500mm-500mm 的范围内移动对钢箱梁进行横向调整 。3.3 桥面吊机配有一组液压调整的专用吊具，可以适应该桥所有梁段的调装。通过操纵吊具上的油缸伸缩，可以调整横向纵向的梁段坡度（横向3%、纵向3%的调整范围满足钢箱梁坡度要求） ，同时专用吊具的回转吊耳作为梁块的旋转调节装置，该装置由两台变频电机共同作用，双重启动、制动，能够可靠、稳定的完成重载在空中 360 旋转，本桥只需完成梁段的90转向，从而完成梁段的对位及满足桥梁线形的要求。3.4 桥面吊机的纵移采用步履式行走，液压驱动。通过纵移油缸的伸缩配合整机的起落来完成整机前移，完成一次步进距离最大为 3M，不需人工
7、完全依靠设备自身的能力实现起重机前移。在纵移滑道的两端各配置了两套步履式横移装置，每套装置重约 80KG，方便搬运拆装，通过横移装置来调整横向距离，实现弧度行走。3.5 高度集中的控制设计，方便了操作。起重机在吊梁工况下除了必要的信号和安全观察人员，只需司机一人操作。4 钢箱梁架设的施工工艺及桥面吊机的技术控制4.1 搭建施工平台钢箱梁在预拼场地组拼成三大块体后，用 100t 运梁小车通过运梁通道运输至提升站处。运梁通道及场地布置可参见图 3钢箱梁预拼场布置图 。图 3提升站将钢箱梁节段提起后，通过横移滑道将起始节段 M、 K、 L、 M在 主 塔 两 侧 的 墩旁 支 架 上 安 装 ， 形
8、 成 施 工 平 台 。 剩 余 节 段 L A、 J A用 两 台 QMDT250t 塔柱式桥面吊机悬拼架设。4.2 组拼钢箱梁节段将钢箱梁节段块件在桥面施工平台上用 100T 龙门吊上拼装并放置在胎架上，胎架上设四个150T 油顶，节段拼装好后油顶起升将节段放置桥面运梁小车上，准备运至起吊位置。如图4图 44.3 桥面吊机就位桥面吊机通过自身的步履式行走装置行走到指定位置，通过横向调整装置调整横向位置，从而完成桥面吊机后锚点对位，在行走就位过程中需注意以下事项；4.3.1 行走之前需将起重天车移至桥面吊机立柱后方 8 至 10 米处驻车，并与主梁锚固连接，确保桥面吊机的纵向稳定性防止倾覆。
9、4.3.2 桥面吊机就位后，需进行形位尺寸检查、结构连接检查、机构检查等，检查无误后，将按桥面 2%横坡高度设计好的两个垫块放入前支点作为前支点支撑垫块，若特殊情况需增加钢垫板，应在两侧前支点增加同等厚度，以保证桥面吊机前支撑平衡梁和斜撑系统无初始内应力。4.3.3 桥面吊机通过前支点反力及后锚点拉力将钢箱梁的重力传送到桥面分解，桥面吊机的前支撑是否牢固及后锚点锚固的好坏关系到整个桥面吊机的使用安全的关键，因此在前支点放入支撑垫块时一定要与桥面坡度相对应的顺序放入，并对好孔位防止垫块滑移。后锚点锚固时，为确保各螺杆均匀受力，锚固螺母在拧紧过程中，应按照交替拧，每次拧紧量不宜过多，循序渐进的原则
10、预紧到所需力矩 300NM（拧紧方式可参照发动机缸盖拧紧方法） ，大约可以折算为一个成人用 1.5 米加力杆手工拧紧。4.4 桥面吊机尾部起吊根据现场施工条件，尾部起梁位置以立塔之后 5 至 8 米范围内为宜。在开始起升前，应对起重天车做一次巡检，并作空车所有动作，检查各限位开关。钢箱梁完全脱离运梁车后，观察钢箱梁坡度，坡度较大时，需按预设方案使用正确的吊装孔，必要时添加配重；坡度比较小时，则可以使用吊具上调平油缸进行调平。调整好钢箱梁坡度时对起制动器做起升、下降、停止等检查，过程不少于三次。4.5 起重天车带载前行起重天车带载前行时，务必将钢箱梁底面与桥面距离保持在 0.1 米左右，四周应有
11、人员观察，以防刮擦碰撞。前行过程中，桥面吊机倾覆力矩逐渐增大，前支点反力逐渐增大，后锚点逐渐由支撑力变为拉锚力，这时应有人员观察前后支点有无异常变化。由于拉索弹性伸长，立塔由后仰逐渐变为前倾，应测量桥面吊机塔头水平位移，同时主梁悬臂处下绕较大，应测量绕度确保起重天车行走安全，行走过程中观察起重天车有无啃轨、打滑、不同步等也同样重要。4.6 钢箱梁旋转对位起重天车行走到超出桥面吊机前支点 12 米幅度处停止准备旋转，由于钢箱梁惯性大，旋转滞后，动滑轮箱会先反向逆转，在钢丝绳上储存扭转势能，钢箱梁开始转动后，这些势能就会释放出来，使得钢箱梁扭摆。停止时，钢箱梁动能又转化为钢丝绳扭转势能，是扭摆加剧
12、，为了改善这种不利的扭摆，可采用间歇法启动法：启动时，长按点动旋转，钢箱梁欲开始旋转时停，钢箱梁开始扭摆，当扭摆方向与所需旋转方向一致且速度即将为零欲开始反向回摆时，再次长安点动旋转按钮旋转，变可消除钢丝绳旋转势能；到达所需转角时，采用同样原理，将钢箱梁停稳，小范围调整则采用微微点动方式。4.7 钢箱梁对位调整钢箱梁旋转 90后，起重天车后行，钢箱梁断面与桥面断面接口对齐并留有一定的施工间隙时起重天车停止，吊钩下行直至钢箱梁上顶面与桥面平行时停止，点动旋转装置调整钢箱梁角度保证桥面线形及微调起重天车前后位置从而调节两断面之间的距离达到规定焊接宽度后点动吊具上调平油缸，调整好钢箱梁的横坡纵坡，复
13、测无误后在接口两端的顶面上各焊接两对定位锚板，打入定位销将钢箱梁定位，关闭桥面吊机电源锁死起升机构防止溜车，进行焊接工作。5 利用桥面吊机悬拼法架设的效果及结语根据上述施工方案及对桥面吊机的应用技术，顺利的完成整座桥的钢箱梁架设，最快速度达到每月架设 6 片钢箱梁节段，合拢段架设见图 5：图 5结语：随着桥梁建设的日新月异，桥梁的架设方法也随着桥梁施工的具体实际情况而不断创新，本桥所选用的桥面吊机就是根据桥梁施工的具体情况而定，针对城市桥梁，施工空间小场地有限而采用的一种新型施工技术，但该桥面吊机可归为一种通用型架梁起重设备，在其它桥梁中可继续使用，如条件许可可从桥底直接起吊施工更加快捷方便，从而使这类大型特种设备重复再利用，以提高资源利用率节约施工成本。本文所述的钢箱梁架设方案和架梁起重机对今后类似桥梁施工及城市内桥梁施工将会起到一定的借鉴作用。
