【摘 要】 橋面懸拼吊機(jī)在斜拉橋已經(jīng)應(yīng)用比較多，工藝較成熟，針對(duì)鋼筋預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)剛構(gòu)梁橋中的塊段懸臂拼裝施工，由于有比較多的限制條件，應(yīng)用需有針對(duì)性設(shè)計(jì)，本文闡述了懸拼吊機(jī)在該類型橋梁中的設(shè)計(jì)及使用情況，為該類型橋梁的施工提供全新的施工經(jīng)驗(yàn)。

【關(guān)鍵詞】 懸拼；吊機(jī)；設(shè)計(jì)；使用

目前，國內(nèi)外建設(shè)的斜拉橋主要以鋼箱梁節(jié)段拼裝設(shè)計(jì)理念為主，斜拉橋設(shè)計(jì)成鋼箱梁結(jié)構(gòu)或者鋼混結(jié)構(gòu)，分節(jié)段在預(yù)制場(chǎng)預(yù)制然后節(jié)段吊裝，節(jié)段吊裝主要采用橋面懸拼吊機(jī)進(jìn)行施工，橋面懸拼吊機(jī)利用橋面鋼箱梁設(shè)置錨固點(diǎn)和吊點(diǎn)，由于橋面板為鋼結(jié)構(gòu)，在錨固和吊點(diǎn)設(shè)置方面方便，節(jié)段長度基本一致，所以該工藝應(yīng)用較多，也較成熟。對(duì)于純鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)連續(xù)剛構(gòu)梁橋的節(jié)段拼裝，由于吊機(jī)錨固、吊點(diǎn)設(shè)置、起始梁段長度受限、節(jié)段長度種類多等限制，吊機(jī)基本采用較原始的貝雷拼裝吊機(jī)的方法進(jìn)行吊機(jī)，采用該吊機(jī)存在幾個(gè)缺點(diǎn)：一是吊機(jī)本身比較笨重；二是吊機(jī)剛度沒有合理利用，吊裝過程中吊機(jī)撓度大；三是吊機(jī)操作靈活性比較差，操作難度較大，安全性不夠高等問題，針對(duì)以上問題，結(jié)合佛開擴(kuò)建北江大橋重建橋節(jié)段拼裝的設(shè)計(jì)進(jìn)行了懸拼吊機(jī)的設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)出一套適合出鋼筋混凝土連續(xù)梁橋節(jié)段拼裝的懸拼吊機(jī)。

一 工程概況

佛開高速北江特大橋?yàn)楦臄U(kuò)建工程，先在原橋梁的兩側(cè)新建9.9m寬新建橋，待新建橋建成后，將交通轉(zhuǎn)移至新建橋，然后拆除原北江大橋，在新建橋中間重建兩座12.85m寬重建橋，新建橋和重建橋均采用相同的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。采用節(jié)段預(yù)制懸臂拼裝施工方案，邊中跨比值為0.60。箱梁采用C60混凝土，采用單箱單室斷面，箱梁頂寬10.728m和9.9m，底寬均為5.7m。箱梁頂、底板設(shè)2%結(jié)構(gòu)橫坡。箱梁根部梁高H根=5.8m，跨中及邊跨現(xiàn)澆段中心梁高H中=2.5m，箱梁梁高按2.0次拋物線變化，H根/L=1/17.2，H中/L=1/40。

擴(kuò)建新建橋主橋的節(jié)段拼裝施工時(shí)采用的傳統(tǒng)貝雷拼裝的吊機(jī)施工，在施工的過程中遇到了前文中提到的問題，施工功效十分低下，嚴(yán)重影響了工期，且在施工過程中操作難度較大，危險(xiǎn)性較大，針對(duì)以上問題，結(jié)合鋼箱梁節(jié)段拼裝吊機(jī)及北江大橋主橋預(yù)制節(jié)段的情況進(jìn)行了專項(xiàng)設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)出適合鋼筋混凝土連續(xù)梁橋節(jié)段拼裝的懸拼吊機(jī)（BL150t/5m型懸拼吊機(jī)）。

二 設(shè)計(jì)主要研究?jī)?nèi)容和設(shè)計(jì)原則

在明確了設(shè)計(jì)要求后，進(jìn)行了所需懸拼吊機(jī)功能的分析，確定了設(shè)計(jì)主要的研究?jī)?nèi)容：

1設(shè)計(jì)出一套輕型結(jié)構(gòu)的懸拼吊機(jī)結(jié)構(gòu)，滿足梁段起吊要求

2研究懸拼吊機(jī)如何在鋼筋混凝土梁段上錨固

3研究懸拼吊機(jī)如何設(shè)計(jì)吊具適應(yīng)鋼筋混凝土梁段節(jié)段不同長度的變化

確定研究的內(nèi)容，進(jìn)行了結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)確定需遵循以下設(shè)計(jì)原則：

1吊機(jī)結(jié)構(gòu)需輕便，盡量使結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，剛度合理，操作方便

2吊機(jī)在橋面上能夠適應(yīng)方向調(diào)整，能夠滿足橋梁曲線的變化

3吊機(jī)的吊具設(shè)計(jì)需滿足在起重狀態(tài)能夠調(diào)整梁段的狀態(tài)，滿足吊裝標(biāo)高、軸線的精度調(diào)整

三 BL150t/5m懸拼吊機(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)特點(diǎn)

根據(jù)項(xiàng)目立項(xiàng)確定的設(shè)計(jì)原則和研究?jī)?nèi)容，經(jīng)過精心設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)出一套滿足以上設(shè)計(jì)要求的鋼筋混凝土梁段懸拼吊機(jī)——BL150t/5m懸拼吊機(jī)，該吊機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作方便，施工精度大大提高。

1設(shè)計(jì)出吊機(jī)的主要技術(shù)參數(shù)如下

1提升重量：150噸（含吊具）；2提升高度：18m；3架橋機(jī)自重：45噸；4垂直起吊速度，滿載：0----1.2m/min；5吊點(diǎn)平移范圍：700mm；6整機(jī)運(yùn)行方式：步履式（油缸頂推）；7整機(jī)前移速度：0.5m/min；8 前后錨固距離：4.35m；9左右軌道距離：5.8m；10整機(jī)穩(wěn)定系數(shù)：滿足GB3811--2008要求。

2懸拼吊機(jī)主要結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

該機(jī)主要由機(jī)架結(jié)構(gòu)、可移動(dòng)定滑輪組及其吊具平移機(jī)構(gòu)、液壓站、吊具、起升卷揚(yáng)機(jī)、滑道及整機(jī)前移機(jī)構(gòu)、前后錨固機(jī)構(gòu)、電氣液壓系統(tǒng)、整機(jī)水平調(diào)節(jié)用千斤頂?shù)冉M成。

①承重系統(tǒng)：由懸臂梁、立柱、機(jī)架、斜拉桿、軌道梁、固定橫聯(lián)、撐桿系等組成，其中橫聯(lián)和斜撐均采用螺栓聯(lián)接。承重結(jié)構(gòu)主要采用菱形桁架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，根據(jù)預(yù)制梁段的長度和起始最短梁段長度來設(shè)計(jì)承重結(jié)構(gòu)菱形桁架的大小，盡量做到結(jié)構(gòu)最省，但起吊能力及剛度均滿足起吊設(shè)計(jì)要求。

②可移動(dòng)定滑輪組及其吊具平移機(jī)構(gòu)：由可移動(dòng)的固定座、拉板、滑輪組、平移油缸等組成。油缸推動(dòng)固定座水平移動(dòng)，從而使被吊梁塊水平移動(dòng)調(diào)整對(duì)位，能夠適應(yīng)不同長度的吊裝。

③軌道系統(tǒng)：采用油缸伸縮使整機(jī)的支承滑靴在軌道上滑動(dòng)來實(shí)現(xiàn)移動(dòng)，油缸分別同整機(jī)和軌道梁鉸接，可實(shí)現(xiàn)吊機(jī)在已拼好的梁段上自行。

④液壓站：該液壓站主要用于平移油缸、前移油缸的驅(qū)動(dòng)，吊機(jī)在橋上前移及后退、吊具的前后移動(dòng)均通過液壓系統(tǒng)來控制，一方面能夠保證操作精度，同時(shí)也可以實(shí)現(xiàn)吊機(jī)在橋梁曲線變化時(shí)的微調(diào)，通過單獨(dú)控制兩邊的油缸，調(diào)整行走路線，另一方面采用液壓系統(tǒng)操作大大降低了操作工人的勞動(dòng)強(qiáng)度。

⑤吊機(jī)錨固裝置：懸拼吊機(jī)的錨固在承重系統(tǒng)機(jī)架上利用鋼筋混凝土梁段上的豎向預(yù)應(yīng)力進(jìn)行錨固，提供吊機(jī)起吊時(shí)的抗傾覆力矩，滿足起吊受力要求。（如圖1）

四 BL150t/5m懸拼吊機(jī)的應(yīng)用

吊機(jī)設(shè)計(jì)完成并在專業(yè)加工廠家進(jìn)行加工，在佛開北江大橋主橋上進(jìn)行拼裝，懸拼吊機(jī)在橋面拼裝后，用千斤頂及水平儀，調(diào)平懸拼吊機(jī)，依靠在梁塊上的預(yù)設(shè)錨固點(diǎn)，固定懸拼吊機(jī)，經(jīng)試吊合格后即可吊裝梁塊，吊機(jī)梁段吊裝的簡(jiǎn)單操作步驟如下：

1下放吊具至運(yùn)梁船上，將吊具上的吊索與預(yù)制梁塊連接可靠后，準(zhǔn)備起吊。

2對(duì)位拼裝符合要求后，現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行對(duì)位及張拉。

3對(duì)接完成后，解除懸拼吊機(jī)與橋面的錨固，支頂油缸將整機(jī)頂起后軌道前移，再收縮油缸啟動(dòng)前移機(jī)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)懸拼吊機(jī)前移。

4到達(dá)下一個(gè)工作點(diǎn)時(shí)，通過調(diào)整機(jī)架前螺旋頂和后部千斤頂操平機(jī)架，使懸拼吊機(jī)前部與梁塊橫隔墻頂面貼緊。

5前、后錨裝置與架好的梁體進(jìn)行錨固。

本懸拼吊機(jī)的特點(diǎn)是能夠適應(yīng)起步梁段長度較小的混凝土梁段的吊裝，在設(shè)計(jì)時(shí)充分考慮吊機(jī)的起步長度，佛開北江大橋主橋0#塊長度只有10m，而單個(gè)吊機(jī)的對(duì)梁段長度要求達(dá)到8.4m，吊裝時(shí)必須梁段對(duì)稱吊裝，即必須兩臺(tái)吊機(jī)同時(shí)向兩個(gè)不同方向吊裝，兩臺(tái)吊機(jī)同時(shí)吊裝對(duì)梁段的長度要求至少為16.8m，為了解決該問題，針對(duì)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況設(shè)計(jì)了1#塊段吊裝時(shí)吊機(jī)的聯(lián)體結(jié)構(gòu)，吊裝完1#塊段后進(jìn)行解聯(lián)施工，然后進(jìn)行剩余梁段吊裝。

經(jīng)過全面設(shè)計(jì)研究，最終設(shè)計(jì)出的BL150t/5m懸拼吊機(jī)滿足了佛開北江大橋主橋所有塊段的吊裝，并成功完成了所有梁段的吊裝，實(shí)現(xiàn)了零事故，并且吊裝工期由原來平均5天一個(gè)節(jié)段縮短為2天一個(gè)節(jié)段，大大提高了施工效率。

結(jié)語

BL150t/5m懸拼吊機(jī)的成功設(shè)計(jì)及應(yīng)用解決了混凝土連續(xù)梁橋塊段拼裝時(shí)的吊裝操作復(fù)雜的問題，該吊機(jī)能夠滿足梁段重量為150t，梁段長度在5m以內(nèi)變化所有混凝土梁段的吊裝，吊機(jī)能夠利用梁段本身的豎向預(yù)應(yīng)力進(jìn)行自錨固，且能夠在已拼裝的梁段上自行，能夠?qū)崿F(xiàn)吊機(jī)在橋面上軸心位置的精確調(diào)整，能夠?qū)崿F(xiàn)梁段吊裝過程中標(biāo)高的精確調(diào)整，使梁段的吊裝精度得到大大提高，且由于吊機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作方便，使工人勞動(dòng)強(qiáng)度大大減少，因此有廣闊的應(yīng)用空間，為此類型的橋梁施工提供了有力的經(jīng)驗(yàn)。

參考資料

[1] 《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)手冊(cè)》中國建筑工業(yè)出版社，編劇委員會(huì)主任汪一駿，2004年8月第三版

[2] 《橋涵》人民交通出版社出版，交通部第一公路工程總公司主編，2000年10月版

[3] 《材料力學(xué)》高等教育出版社，劉鴻文，2001版