李 瑛

(中鐵一局集團(tuán)天津建設(shè)工程有限公司,天津 300250)

1 工程概況

由我公司承建的天津集疏港公路二期中段工程泰達(dá)大街互通立交和疏港一線互通立交工程為海濱大道的一部分,是環(huán)渤海地區(qū)沿海高速公路的重要組成部分,也是濱海新區(qū)港城分離路網(wǎng)規(guī)劃的“三縱一橫”集疏港骨架路網(wǎng)的重要組成部分。工程總造價(jià)為11.909 2億元,全長(zhǎng)5 189.85 m。橋梁面積共計(jì)257 754 m2。主線全部為高架橋,高架橋雙向8車道,總寬43 m,地面輔道雙向6車道；上部結(jié)構(gòu)共142聯(lián),其中預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁96聯(lián),先簡(jiǎn)支后連續(xù)預(yù)應(yīng)力小箱梁46聯(lián),預(yù)制小箱梁共1 056片,預(yù)制梁跨距30 m,梁高1.8 m。該項(xiàng)目合同工期為22個(gè)月。

按工程施工組織技術(shù)要求,橋梁上部結(jié)構(gòu)采用30 m預(yù)制箱梁,共1 056片需200 t以上架橋機(jī)鋪設(shè)完成。為配合施工需要,我公司于2008年底購(gòu)置了南京登峰起重設(shè)備制造有限公司制造的型號(hào)為NF200-50A3三角桁架雙導(dǎo)梁架橋機(jī)1臺(tái),本機(jī)全長(zhǎng)88 m,自身質(zhì)量約270 t,采用三角桁架作主要承載受力構(gòu)件,構(gòu)件單元間采用銷軸連接,配置自力走行及起重裝置,全部采用電控操作、機(jī)械運(yùn)動(dòng),完成吊梁起重、吊梁運(yùn)行、整機(jī)吊梁橫移以及整機(jī)空載縱移等運(yùn)動(dòng),結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜。

2 架橋機(jī)調(diào)頭創(chuàng)新

2.1 現(xiàn)行的調(diào)頭方法及弊端

由于項(xiàng)目現(xiàn)場(chǎng)施工預(yù)制梁架設(shè)過程中架橋機(jī)需要多次實(shí)施調(diào)頭作業(yè),本工程工期要求較緊,架設(shè)預(yù)制梁數(shù)量大,且雙導(dǎo)梁架橋機(jī)工作系統(tǒng)復(fù)雜、自重大,在現(xiàn)場(chǎng)施工中現(xiàn)行調(diào)頭方法大都需進(jìn)行拆解、調(diào)頭、拼裝過程,完成這一過程需22 d。工期長(zhǎng)、經(jīng)濟(jì)投入大且存在過多安全隱患,因此“調(diào)頭”問題成為影響工期及工程成本的“瓶頸”問題。目前建筑行業(yè)中,此類架橋機(jī)尚缺少一種較為成熟的高效、安全、低耗調(diào)頭技術(shù)與經(jīng)驗(yàn)可供參考,因此尋求一種高效、安全、低耗的NF系列雙導(dǎo)梁架橋機(jī)調(diào)頭創(chuàng)新方案將會(huì)對(duì)工程進(jìn)度與成本、安全生產(chǎn)產(chǎn)生重要影響。

2.2 架橋機(jī)調(diào)頭方案創(chuàng)新

經(jīng)過認(rèn)真研究圖紙,依靠豐富的現(xiàn)場(chǎng)架設(shè)箱梁經(jīng)驗(yàn),根據(jù)縱導(dǎo)梁等截面強(qiáng)度一致的基本原理,創(chuàng)新性地提出一次性前后臺(tái)互換的調(diào)頭方案,認(rèn)真論證分析了前后互換的科學(xué)性、經(jīng)濟(jì)性及安全性指標(biāo),對(duì)編制出的調(diào)頭方案進(jìn)行多次論證修改及完善,編制詳細(xì)的安全保障方案,并請(qǐng)?jiān)O(shè)備生產(chǎn)廠家的技術(shù)部門對(duì)此方案進(jìn)行了結(jié)構(gòu)強(qiáng)度等方面的校驗(yàn)。經(jīng)審驗(yàn),廠家認(rèn)為調(diào)頭方案是科學(xué)可行的,并派專業(yè)技術(shù)人員來現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行操作及技術(shù)指導(dǎo),成功地解決了NF系列架橋機(jī)調(diào)頭困難問題,實(shí)現(xiàn)了高效、安全、低耗的目標(biāo)。如圖1～圖3所示。

圖1 NF系列公路架橋機(jī)創(chuàng)新調(diào)頭改造示意(單位：mm)

圖2 拆除前的縱導(dǎo)梁前框架

圖3 原前框架位置安裝新加工的后上橫梁

實(shí)施過程如下。

步驟一：架橋機(jī)縱導(dǎo)梁拼接不變,原縱導(dǎo)梁前框架拆除,重新制作一根后上橫梁裝于前框架處上方。

步驟二：縱導(dǎo)梁后上橫梁不拆除,在下弦處重新焊接兩副耳板,與槽鋼拉桿進(jìn)行銷接。

步驟三：拆除前平移支座與伸縮套筒的連接螺栓,使前走行機(jī)構(gòu)與架橋機(jī)分離,再用汽車吊吊起將前走行與后伸縮套筒連接,完成前后一次性互換。

步驟四：調(diào)頭采用前后互換,需將架橋機(jī)司機(jī)操作平臺(tái)轉(zhuǎn)向,使司機(jī)在橋機(jī)調(diào)頭后能夠正常工作。架橋機(jī)調(diào)頭作業(yè),可根據(jù)實(shí)際情況重新安裝電器設(shè)備或布置線路。

步驟五：為保證架橋機(jī)中過孔時(shí)及工作過程中整體平衡,調(diào)頭后的前支腿與中支腿中心距離≤32 m。在調(diào)頭運(yùn)行一段距離后,輔助中支腿調(diào)換到距離中支裝置后適當(dāng)位置。將彎梁安裝在縱導(dǎo)梁下部中后端,使其作為橋機(jī)移動(dòng)中支裝置和過孔作業(yè)時(shí)的后部支撐。

3 調(diào)頭方案驗(yàn)證

3.1 方案驗(yàn)證

前后互換調(diào)頭完成后,根據(jù)廠家出廠時(shí)的性能參數(shù)對(duì)架橋機(jī)進(jìn)行試吊,并進(jìn)行了空載試驗(yàn)、靜載試驗(yàn)、動(dòng)載試驗(yàn)。

(1)空載試驗(yàn)

①提升小車空載沿縱導(dǎo)梁軌道來回行走數(shù)次,車輪無明顯打滑現(xiàn)象,啟動(dòng)、制動(dòng)正常可靠。

②開啟起升機(jī)構(gòu),空載升降數(shù)次,開關(guān)動(dòng)作靈敏準(zhǔn)確。

③將2臺(tái)提升小車開至跨中,整機(jī)在前后5 m范圍內(nèi)行走數(shù)次,啟動(dòng)、制動(dòng)車輪不打滑,運(yùn)行平穩(wěn)。

(2)靜載試驗(yàn)

用1臺(tái)提升小車停在橋機(jī)跨中,起升額定載荷2 000 kN,再起升1.25倍額定載荷2 500 kN離地面100 mm處,懸停10 min后卸去負(fù)荷,架橋機(jī)縱導(dǎo)梁無殘余變形,反復(fù)數(shù)次后,縱導(dǎo)梁無塑性變形,并恢復(fù)到穩(wěn)定空載狀態(tài)。卷筒的排繩無紊亂現(xiàn)象,起升制動(dòng)安全可靠,無下滑現(xiàn)象。

(3)動(dòng)載試驗(yàn)

以1.1倍額定負(fù)荷(2 200 kN)使起升機(jī)構(gòu)和提升小車在5 m范圍內(nèi)反復(fù)運(yùn)轉(zhuǎn),啟動(dòng)。各制動(dòng)機(jī)構(gòu)的制動(dòng)器及電器控制靈敏、準(zhǔn)確、可靠?？v導(dǎo)梁振動(dòng)正常,無損傷和塑性變形,機(jī)構(gòu)運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)。

此次調(diào)頭后所進(jìn)行試吊及靜載、空載、動(dòng)載試驗(yàn),完全達(dá)到了設(shè)備出廠的技術(shù)指標(biāo),符合安全生產(chǎn)要求,此次調(diào)頭技術(shù)改造成功完成。

3.2 經(jīng)濟(jì)效果

(1)傳統(tǒng)方法費(fèi)用分析

采用先拆解,再拼裝的傳統(tǒng)調(diào)頭方法至少需要22 d工期,作業(yè)人員則需要40人,配合使用2臺(tái)200 t的汽車吊1臺(tái)班,1臺(tái)50 t汽車吊22臺(tái)班,2臺(tái)25 t汽車吊22臺(tái)班,ZL50裝載機(jī)1臺(tái)22臺(tái)班,12.5 m半拖掛車2臺(tái)3臺(tái)班。

人工費(fèi)：150元/d×40人×22 d=13.2萬元

機(jī)使費(fèi)：200 t吊車 1.8萬元/臺(tái)班×1臺(tái)班×2臺(tái)=3.6萬元

50 t吊車 0.5萬元/臺(tái)班×22臺(tái)班×1臺(tái)=11萬元

25 t吊車 0.2萬元/臺(tái)班×22臺(tái)班×2臺(tái)=8.8萬元

ZL50裝載機(jī) 0.082萬元/臺(tái)班×22臺(tái)班×1臺(tái)=1.8萬元

12.5 m半掛車 0.15萬元/臺(tái)班×3臺(tái)班×2臺(tái)=0.9萬元

其他費(fèi)用：架橋機(jī)屬特種設(shè)備,重新完成安裝后,需要到當(dāng)?shù)靥胤N設(shè)備檢驗(yàn)局報(bào)檢,此項(xiàng)費(fèi)用為256萬元×1.8%=4.6萬元。架橋機(jī)拆解后,原使用高強(qiáng)連接螺栓按照相關(guān)規(guī)定需要全部報(bào)廢,組裝中需重新購(gòu)置1 200個(gè)高強(qiáng)螺栓,按照每個(gè)15元計(jì)算,則需要1.8萬元。作業(yè)過程中,使用水、電、油,相關(guān)物資損耗及投入安全保障費(fèi)用共計(jì)1.5萬元。

以上費(fèi)用共合計(jì)：47.2萬元。

(2)使用創(chuàng)新方法

通過調(diào)整儀用放大電路的放大倍數(shù)，當(dāng)輸入電壓為54.886mV時(shí)，對(duì)應(yīng)的輸入電壓為5V，對(duì)應(yīng)的AD轉(zhuǎn)換值為7FFFFFh,對(duì)應(yīng)的溫度值為1370℃，對(duì)應(yīng)轉(zhuǎn)換后的整數(shù)值為54886。通過數(shù)據(jù)處理將檢測(cè)值轉(zhuǎn)換為無符號(hào)整型數(shù)據(jù),電壓值為U，AD轉(zhuǎn)換值先乘100后再除15284得到整數(shù)部分則為電壓值，當(dāng)采樣值為7FFFFFh時(shí)，對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)換數(shù)值為54884，在無符號(hào)整形范圍內(nèi)。將電壓值U與溫度對(duì)應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)電壓值進(jìn)行比較，查找出前一檔位的位置及對(duì)應(yīng)的基準(zhǔn)電壓值，通過差值計(jì)算出相對(duì)基準(zhǔn)溫度的偏差值加上基準(zhǔn)電壓值對(duì)應(yīng)的溫度值，所得結(jié)果作為本次溫度檢測(cè)值。

使用創(chuàng)新方法,只需要加工1件后上橫梁,工期僅用2 d時(shí)間,作業(yè)人員只有20人,機(jī)械設(shè)備只需1個(gè)臺(tái)班的25 t汽車吊及小型加工機(jī)具。

機(jī)使費(fèi)及人工費(fèi)：150元/人×20人×2 d+0.2萬元=0.8萬元

加工后上橫梁加工費(fèi)用為0.85萬元,其他相關(guān)費(fèi)用0.7萬元。

則采用創(chuàng)新方法使用費(fèi)用共為2.35萬元。

經(jīng)濟(jì)對(duì)比分析：

①直接費(fèi)用

人工費(fèi)、機(jī)使費(fèi)及相關(guān)材料費(fèi)共計(jì)節(jié)省44.85萬元。

僅從節(jié)省的20 d工期計(jì)算,以架橋機(jī)每天架梁4片計(jì),每片梁以1萬元計(jì)價(jià),至少可創(chuàng)造出80萬元的經(jīng)濟(jì)效益。

②間接費(fèi)用

由于架梁周期的縮短,使得整體工程進(jìn)度相應(yīng)大幅度提高,相應(yīng)的工程各類成本顯著下降。

3.3 工期效益

此次只加工了1件NF200/50雙導(dǎo)梁架橋機(jī)縱導(dǎo)梁后上橫梁,僅用短短2 d時(shí)間就輕松完成前后互換一次性調(diào)頭,比使用傳統(tǒng)拆裝方法節(jié)省了20 d工期,解決了影響施工進(jìn)度的“瓶頸”問題,大大加快了施工進(jìn)度,同時(shí)安全風(fēng)險(xiǎn)也大幅度降低。

3.4 無形效果

此次創(chuàng)新方案是在無相關(guān)參考技術(shù)的基礎(chǔ)上提出的,因此為今后解決此類問題提供了寶貴的技術(shù)參考,并在我公司其他項(xiàng)目NF系列架橋機(jī)的調(diào)頭中推廣應(yīng)用。NF200/50雙導(dǎo)梁架橋機(jī)生產(chǎn)廠家對(duì)前后互換調(diào)頭創(chuàng)新方案給予高度評(píng)價(jià),已將此項(xiàng)技術(shù)作為規(guī)范流程編入設(shè)備使用說明書內(nèi),為解決同類問題提供了技術(shù)參考價(jià)值。

4 結(jié)語

NF系列三角桁架雙導(dǎo)公路梁架橋調(diào)頭新工藝,在天津集疏港公路二期中段工程應(yīng)用中,取得了很好的效果。有效解決了此系列架橋機(jī)“調(diào)頭”這一工程施工中的瓶頸問題,并在我公司其他項(xiàng)目推廣使用,為解決同類問題提供了參考價(jià)值。

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