李愛民，李得軍

（中交路橋華東工程有限公司，上海 200120）

對(duì)于任何一個(gè)道路橋梁工程來(lái)說(shuō)，機(jī)械設(shè)備都是非常關(guān)鍵的資源和因素。機(jī)械設(shè)備的管理水平直接決定整個(gè)道路橋梁工程的施工質(zhì)量、施工成本和施工安全。為此，在施工前，做好施工機(jī)械設(shè)備的選型，并且在施工過(guò)程中合理配置和使用，才能將各類機(jī)械設(shè)備的效能充分發(fā)揮出來(lái)，為更好地完成道路橋梁項(xiàng)目打好基礎(chǔ)。

1 工程概況

某橋梁工程施工范圍為黃河特大橋北岸引橋187#墩～372#墩，共計(jì)344榀，其中，鐵簡(jiǎn)支梁172榀，設(shè)計(jì)時(shí)速350km/h，全長(zhǎng)40.7m，跨度為39.4m，相鄰支座間的距離為4.4m。橋梁、頂板寬度、底板寬度和腹板中心距分別為3.236m、12.7m、5.5m、6.167m，全梁混凝土用量為380m3，梁重926t。市域無(wú)砟簡(jiǎn)支梁172榀，設(shè)計(jì)時(shí)速160km/h，全長(zhǎng)40m，跨度40m，梁高、頂板寬度和底板寬度分別為3.22m、11.4m、5.4m，全梁混凝土使用量為346m3，梁重866t。該橋梁工程采用預(yù)制架設(shè)施工方案。

2 道路橋梁施工設(shè)備選型原則

（1）適應(yīng)性原則。適應(yīng)性原則指的是施工設(shè)備的選型不得違背施工要求。選擇設(shè)備的根本目的就是高效施工。如果未按施工要求選擇施工設(shè)備，那么，選擇的設(shè)備往往不能很好完成施工內(nèi)容。就目前來(lái)看，大部分道路橋梁工程的設(shè)備選擇適應(yīng)性有待提高，有些工程選擇了一些不適合的設(shè)備進(jìn)行施工，不僅不能達(dá)到預(yù)期的施工效果，還埋下了諸多不安全的隱患。

（2）經(jīng)濟(jì)性原則。道路橋梁工程中，在進(jìn)行設(shè)備選型時(shí)，必須遵循經(jīng)濟(jì)性原則，只有這樣，才能節(jié)省成本，保證項(xiàng)目達(dá)到預(yù)期的經(jīng)濟(jì)效益。道路橋梁效益水平和施工材料、施工設(shè)備、人力成本之間有著較大關(guān)系，其中，設(shè)備的采購(gòu)和租賃占據(jù)了很大一部分，必須給予充分重視。

（3）安全性原則。由設(shè)備因素導(dǎo)致的施工事故，不僅危及施工人員人身安全，還會(huì)給施工企業(yè)帶來(lái)嚴(yán)重的索賠問(wèn)題，從而影響項(xiàng)目，經(jīng)濟(jì)效益。為此，在設(shè)備選型時(shí)，必須嚴(yán)格遵循安全性原則。具體來(lái)說(shuō)，就是對(duì)設(shè)備進(jìn)行充分檢查，選擇最具安全、性能良好的設(shè)備投入施工使用。

（4）先進(jìn)性原則。道路橋梁工程中，雖然老舊設(shè)備依然可以滿足施工要求，但是，與先進(jìn)的施工設(shè)備相比，這類施工設(shè)備明顯在效率、安全方面有所不足。為此，在設(shè)備選型過(guò)程中，也要遵循先進(jìn)性原則。

3 具體分析

該項(xiàng)目涉及344榀梁的制作，制梁工作使用到的主要設(shè)備有鋼筋加工設(shè)備（鋼筋調(diào)直切斷機(jī)、鋼筋彎箍機(jī)）、張拉設(shè)備、動(dòng)力設(shè)備、混凝土設(shè)備（混凝土攪拌站、混凝土輸送泵、布料機(jī)）、壓降設(shè)備和預(yù)扎鋼筋籠吊裝設(shè)備等。

3.1 鋼筋加工設(shè)備

該項(xiàng)目使用的鋼筋主要有兩種：圓鋼（Φ8mm、Φ12mm）和帶肋鋼筋（Φ16mm、Φ18mm、Φ20mm、Φ22mm等），其中，Φ8mm的圓鋼單根加工長(zhǎng)度為12631mm，Φ12mm的圓鋼單根加工長(zhǎng)度為40531mm，規(guī)格為Φ22mm的帶肋鋼筋單根加工長(zhǎng)度為12285mm。每榀箱梁預(yù)扎鋼筋數(shù)量不定，但是，重量必須保證約為72t。選擇鋼筋加工設(shè)備型號(hào)和規(guī)格時(shí)，必須綜合考慮鋼筋加工直徑、彎曲長(zhǎng)度以及成品形狀等各項(xiàng)參數(shù)。比如，對(duì)于Φ6～10mm，成形彎曲范圍處于Φ100～500mm的圓鋼，應(yīng)該使用型號(hào)規(guī)格為YGW-10的螺旋筋成型機(jī)；又如，對(duì)于Φ12mm的帶肋鋼筋的調(diào)直加工，應(yīng)該使用型號(hào)規(guī)格為GT6/12的高效鋼筋矯直切斷機(jī)。

3.2 混凝土設(shè)備

（1）攪拌站。為了滿足該項(xiàng)目工期目標(biāo)，制梁設(shè)備每天必須生產(chǎn)2榀，每榀（長(zhǎng)度為40m）箱梁施工需要應(yīng)用到的混凝土量為370m3（混凝土型號(hào)為C50）。根據(jù)工藝要求，每榀施工所需要的混泥土完成灌注施工的時(shí)間不能超過(guò)6h?；炷量偭繛?70m3，那么，要求混凝土攪拌站的生產(chǎn)能力必須超過(guò)63m3/h，混凝土拌和時(shí)間必須超過(guò)2min。同時(shí)，再考慮布料機(jī)工位調(diào)整、攪拌站混泥土出料、混凝土泵送過(guò)程等多種因素的影響。理論上確定，攪拌站每盤料的循環(huán)時(shí)間必須超過(guò)3min。為了避免攪拌站出現(xiàn)故障，導(dǎo)致混凝土供應(yīng)中斷，影響制梁生產(chǎn)效率，采用2臺(tái)HNZ120站正常應(yīng)用，備用一臺(tái)HNZ90站。

（2）輸送泵。本項(xiàng)目的施工單位雖然首次進(jìn)行40m箱梁施工，但是，擁有32m箱梁施工經(jīng)驗(yàn)。結(jié)合32m箱梁施工經(jīng)驗(yàn)，在選擇輸送泵時(shí)，必須考慮輸送泵和攪拌站數(shù)量、生產(chǎn)能力和輸送能力方面的匹配程度（通常來(lái)說(shuō)，要求混凝土輸送泵的運(yùn)輸能力應(yīng)該大于混凝土攪拌站的生產(chǎn)能力）。對(duì)于本文中2臺(tái)120混凝土攪拌站和1臺(tái)90備用混凝土攪拌站，理論上需要配置3臺(tái)輸送泵（2臺(tái)正常應(yīng)用，1臺(tái)備用）。本項(xiàng)目中使用的混凝土型號(hào)為C50，屬于高性能混凝土，具有流動(dòng)能力差、泵送阻力大的特點(diǎn)。為此，選擇輸送能力更強(qiáng)的HBT8022C-5輸送泵，該泵的工作參數(shù)見表1。

表1 HBT8022C-5輸送泵主要技術(shù)參數(shù)

（3）布料機(jī)?；炷敛剂蠙C(jī)的選擇應(yīng)該和混凝土輸送泵在數(shù)量上有所對(duì)應(yīng)。為了最大限度利用布料機(jī)的布料直徑，在設(shè)置布料機(jī)位置時(shí)，應(yīng)該盡量靠近質(zhì)量臺(tái)座。本項(xiàng)目施工單位結(jié)合32m箱梁生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，HGY19型布料機(jī)的布料直徑為30m，因此，在進(jìn)行該項(xiàng)目40m箱梁施工時(shí)，應(yīng)該選擇兩臺(tái)布料機(jī)一同工作。為了避免布料機(jī)故障影響整個(gè)施工進(jìn)程，需要配備一臺(tái)布料機(jī)作為備用，故本項(xiàng)目需要設(shè)置3臺(tái)HGY19型布料機(jī)。

（4）預(yù)扎鋼筋吊裝設(shè)備。本項(xiàng)目預(yù)扎鋼筋吊裝設(shè)備選擇龍門吊。選擇龍門吊時(shí)，必須考慮吊物重量、吊物需要提升的高度，以及制梁臺(tái)座的位置情況。上文提到，該項(xiàng)目中每榀鋼筋籠的吊裝重量約為72t，其他橡膠抽拔管重量約為11t，鋼筋籠本身的吊裝架的重量約為26t。這3個(gè)重量加在一起，吊裝實(shí)際重量約為109t。本項(xiàng)目共設(shè)置兩臺(tái)龍門吊一起吊裝鋼筋籠，每臺(tái)龍門吊的實(shí)際吊裝重量為54.5t。由于吊裝過(guò)程可能存在荷載分布不均的現(xiàn)象，為此，選擇龍門吊額定能力時(shí)，還要進(jìn)行計(jì)算A=G×s1×s2，其中，A為龍門吊的額定起重能力；s1和s2分別代表動(dòng)載系數(shù)和不均勻荷載系數(shù)。該項(xiàng)目中s1=1.1，s2=1.2，經(jīng)計(jì)算，每臺(tái)龍門吊的額定起重能力必須達(dá)到A=54.5×1.1×1.2=71.9≈72t。因?yàn)?0m箱梁制作臺(tái)的跨度必須超過(guò)40m，為了滿足制作臺(tái)的通用性，再考慮該項(xiàng)目施工單位現(xiàn)有的龍門吊設(shè)備，確定該項(xiàng)目使用的龍門吊的起重能力為95t。該龍門吊設(shè)備的選擇，不僅滿足整體調(diào)運(yùn)工作要求，還為后續(xù)的移梁作業(yè)提供了方便。

（5）張拉設(shè)備。橋梁工程施工中，張拉作業(yè)是十分關(guān)鍵的工序，張拉作業(yè)施工水平直接影響整個(gè)橋梁工程的施工質(zhì)量，這是因?yàn)閺埨O(shè)備的性能會(huì)影響箱梁預(yù)應(yīng)力的確定。近年來(lái)，隨著信息技術(shù)的不斷發(fā)展，遠(yuǎn)程監(jiān)控技術(shù)愈發(fā)成熟，橋梁施工中應(yīng)用遠(yuǎn)程監(jiān)控技術(shù)對(duì)張拉施工作業(yè)進(jìn)行監(jiān)控，確保關(guān)鍵參數(shù)可以滿足施工要求。本項(xiàng)目應(yīng)用的張拉設(shè)備為道路橋梁預(yù)應(yīng)力張拉自動(dòng)控制系統(tǒng)，具體配置方案：1個(gè)主控制臺(tái)，5支測(cè)力傳感器；4臺(tái)60MPa液壓站；5支600t千斤頂；4臺(tái)張拉小車；600t千斤頂位移傳感器，3個(gè)輔控制臺(tái)。該張拉系統(tǒng)工作環(huán)境溫度應(yīng)該處于-20～45℃，實(shí)際應(yīng)用中要注意控制。

（6）壓漿設(shè)備。壓漿施工開展水平會(huì)直接影響箱梁預(yù)應(yīng)力孔道的填充壓實(shí)密度，從而影響整個(gè)橋梁工程的施工質(zhì)量。為此，必須選擇符合實(shí)際施工要求的壓降設(shè)備。綜合考慮40m箱梁施工要求，該項(xiàng)目選擇的壓降設(shè)備為橋梁預(yù)應(yīng)力管道自動(dòng)壓漿系統(tǒng)，主要參數(shù)：高速/低速桶的制漿量為200～400kg/250～500kg，高速攪拌機(jī)轉(zhuǎn)速必須超過(guò)1000r/min，保壓壓力應(yīng)該處于0.5～0.6MPa。另外，32m箱梁經(jīng)驗(yàn)試驗(yàn)設(shè)備已經(jīng)不能滿足40m箱梁施工要求，施工企業(yè)組織技術(shù)部門進(jìn)行探討和交流，結(jié)合市場(chǎng)調(diào)查，決定使用預(yù)應(yīng)力靜載試驗(yàn)架，該設(shè)備適用于39.3m、31.5m、23.5m的箱型、T型、槽型等各種類型預(yù)制梁的施工。

4 策略要點(diǎn)總結(jié)

在為道路橋梁施工項(xiàng)目進(jìn)行設(shè)備選型的過(guò)程中，必須綜合考慮施工方案、質(zhì)量要求、工期要求等，選擇性能水平較高的設(shè)備，并盡量減少組合機(jī)種的應(yīng)用。

（1）如果項(xiàng)目工程施工規(guī)模較大，為了滿足施工工期要求，盡可能選擇大型設(shè)備。同一施工現(xiàn)場(chǎng)內(nèi)的施工設(shè)備，盡量選擇同一個(gè)供應(yīng)商，為后續(xù)設(shè)備售后服務(wù)提供便利。

（2）在一個(gè)流水線上的機(jī)械，生產(chǎn)能力必須相互配備，如混凝土拌合站的生產(chǎn)能力和混泥土輸送泵的運(yùn)送能力必須相互匹配，如果攪拌站的生產(chǎn)能力大于輸送泵的輸送能力，那么生產(chǎn)出來(lái)的混凝土不能被及時(shí)運(yùn)送到施工位置，不僅會(huì)影響混凝土性能，還可能帶來(lái)混凝土材料的浪費(fèi)；如果攪拌站的生產(chǎn)能力小于輸送泵，那么，輸送泵就會(huì)出現(xiàn)“等待”現(xiàn)象，使得輸送泵的應(yīng)用效率得不到保證，最終也會(huì)影響項(xiàng)目的經(jīng)濟(jì)效益。

（3）在進(jìn)行機(jī)械設(shè)備的選型和配置時(shí)，對(duì)于主要設(shè)備和關(guān)鍵設(shè)備，必須做好備用設(shè)置，當(dāng)正常投入施工的設(shè)備發(fā)生故障后，因?yàn)橛袀溆迷O(shè)備，整個(gè)施工才不會(huì)被影響。如果同一工序的兩種機(jī)械設(shè)備，規(guī)格型號(hào)相同，但是，都出現(xiàn)了故障不能正常工作，那么可以暫時(shí)“犧牲”一臺(tái)設(shè)備，將這臺(tái)設(shè)備中性能較好的零件，裝配到另外一套設(shè)備中，保證另外一臺(tái)設(shè)備正常施工，然后立即聯(lián)系技術(shù)部門或售后部門，對(duì)另外一臺(tái)設(shè)備進(jìn)行檢修和維護(hù)，最大限度地保證機(jī)械設(shè)備正常運(yùn)轉(zhuǎn)。

（4）對(duì)于經(jīng)常出現(xiàn)問(wèn)題和故障的設(shè)備零件，需要適當(dāng)儲(chǔ)備，當(dāng)這些零件發(fā)生問(wèn)題，可以第一時(shí)間進(jìn)行更換。

（5）進(jìn)行施工設(shè)備選型時(shí)，也要考慮施工工藝和施工方法。一般來(lái)說(shuō)，一個(gè)施工方法對(duì)應(yīng)一個(gè)設(shè)備選型的鏈條，每臺(tái)設(shè)備是該鏈條中的環(huán)節(jié)，務(wù)必保證環(huán)節(jié)之間相互配備，否則，就會(huì)影響施工內(nèi)容的正常開展。

（6）在設(shè)備選型前，還要對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)的地質(zhì)情況進(jìn)行勘查，了解施工區(qū)域和周圍的建筑物及管線情況，確保所選擇的施工設(shè)備不會(huì)影響建筑物和管線安全。

（7）選擇設(shè)備時(shí)，要保證配套設(shè)備占地面積較少，施工效率較高。使用成本較低，便于維修、轉(zhuǎn)運(yùn)，操作便利，自動(dòng)化程度較高的設(shè)備。

（8）對(duì)于特殊機(jī)械設(shè)備，還要考慮一旦設(shè)備出現(xiàn)問(wèn)題，是否可以迅速配置替代設(shè)備，企業(yè)是否有足夠的替代設(shè)備預(yù)算等。

（9）選擇配套機(jī)型時(shí)，要考慮容量匹配因素。開挖設(shè)備的選擇也要考慮是全斷面開挖還是半斷面開挖。

（10）在機(jī)型設(shè)備選型和配置時(shí)，還要考慮施工企業(yè)的經(jīng)濟(jì)實(shí)力。如果資金充足，可以選擇性能水平更高，配置更精良的配套設(shè)備；如果企業(yè)針對(duì)設(shè)備選型的資金投入有限，那么應(yīng)該仔細(xì)做好計(jì)劃，選擇同等性能水平、經(jīng)濟(jì)性更好的設(shè)備。

5 結(jié)語(yǔ)

總之，道路橋梁工程的設(shè)備選型工作具有一定的綜合性、系統(tǒng)性和復(fù)雜性，必須從項(xiàng)目實(shí)際情況出發(fā)，加強(qiáng)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研、市場(chǎng)調(diào)查和分析，以滿足施工要求，合理選擇設(shè)備型號(hào)和配置，保證項(xiàng)目施工安全有序完成。另外，在進(jìn)行設(shè)備機(jī)型選擇時(shí)，還要注意提高機(jī)械設(shè)備的智能化水平，將設(shè)備的潛力充分發(fā)揮出來(lái)，為工程順利完成提供強(qiáng)有力的保證，為工程質(zhì)量、安全和工期保駕護(hù)航。