謝平

（中交二航局第四工程有限公司，江蘇 泰州 241000）

1 架橋機(jī)結(jié)構(gòu)概況

TPJ170S 型架橋機(jī)各結(jié)構(gòu)部件及主要尺寸如圖1 所示。架橋機(jī)由主框架、支承結(jié)構(gòu)、起重天車、其它附屬機(jī)構(gòu)以及吊掛系統(tǒng)等五大部分組成。主框架分為主箱梁、前后導(dǎo)梁組成。主箱梁采用鋼箱梁結(jié)構(gòu)形式，由上、下兩層組成，總長54m，分為4 節(jié)，每節(jié)13.5m，單節(jié)最重約40t。前后導(dǎo)梁為矩形桁架結(jié)構(gòu)，分為上下兩層，每層高2.5m，前導(dǎo)梁總長60.2m，分為4 節(jié)，單節(jié)最重20.3t。后導(dǎo)梁1 節(jié)，長14m，重20.9t。

圖1 TPJ170S 型節(jié)架橋機(jī)總圖

架橋機(jī)由前、后輔助支腿及兩個(gè)中支腿作為支撐，中支腿安裝于立柱或墩頂塊上，前、后支腿分別安裝于主桁的兩端部，前支腿重20t、后支腿重25t、中支腿重40t。

起重天車是架橋機(jī)的主要工作單元，安裝于主框架的上部，天車高度11.5m，總重量70t。其它附屬機(jī)構(gòu)、吊掛系統(tǒng)單件最重均不大于20t。

2 起重吊裝工況分析及設(shè)備選型

根據(jù)橋機(jī)各部件的重量、拼裝時(shí)就位的高度，N8-N9#墩周圍地質(zhì)情況，從拼裝施工的安全性及經(jīng)濟(jì)性系統(tǒng)分析各極限工況下的起重設(shè)備選型。

2.1 起吊重量最大工況

架橋機(jī)安裝過程中最重部件為整體吊裝前導(dǎo)梁90t(導(dǎo)梁85t+吊索具5t)，安裝前導(dǎo)梁時(shí)最遠(yuǎn)起吊半徑28m，履帶吊采用超起變幅副臂工況吊裝，該工況下額定起重量160t,滿足起重能力要求。500t 履帶吊起重超起工況參數(shù)如（圖2）：起重高度 H≥h0+h1+h2=13.2+4.9+0.5+58.6=76.2m。其中：h0-鋼絲繩垂直高度，取13.2m；h1-構(gòu)件計(jì)算高度，取4.9m；h2-中支腿臺(tái)車已安裝高度，取58.6m。

圖2 ZCC5000 履帶起重機(jī)超起變幅副臂起重特性曲線及起重性能表

2.2 起吊高度最高工況

架橋機(jī)最高部件吊裝為天車卷揚(yáng)機(jī)，重約35t，最高起吊高度80m，該工況采用標(biāo)準(zhǔn)副臂工況，500t 額定起重能力75t,滿足起重能力要求。500t 標(biāo)準(zhǔn)副臂工況見圖3。

圖3 ZCC5000 履帶起重機(jī)標(biāo)準(zhǔn)變幅副臂起重特性曲線及起重性能表

起重高度H≥h0+h1+h2=6.8+1.1+72.1=80m。其中：h0-鋼絲繩垂直高度，取6.8m；h1-構(gòu)件計(jì)算高度，取1.1m；h2-構(gòu)件距地面高度，取72.1m。

2.3 其余架橋機(jī)構(gòu)件吊裝工況

其余架橋機(jī)構(gòu)件主要為主梁節(jié)段、后導(dǎo)梁節(jié)段、主梁連系梁、中支腿、立柱等。起升高度均小于吊裝卷揚(yáng)機(jī)高度，吊裝幅度最大32m，上述構(gòu)件吊裝最重為中支腿40t。根據(jù)500t 履帶吊標(biāo)準(zhǔn)副臂工況32m 幅度，額定吊裝重量61.5t,大于所有吊裝構(gòu)件重量。此處不再重復(fù)復(fù)核。

2.4 橋機(jī)構(gòu)件地面組拼工況

考慮主梁構(gòu)件倒運(yùn)及組裝，按最不利吊裝工況來進(jìn)行設(shè)備選型。主梁構(gòu)件長13.5m，滿足吊裝一節(jié)段主梁可旋轉(zhuǎn)180°作業(yè)。一節(jié)主梁重40t，吊裝幅度10m，選用一臺(tái)135t 履帶吊，主臂長32m，幅度10m 時(shí)，額定起重量61.7t。滿足地面最重部件組裝及轉(zhuǎn)場(chǎng)作業(yè)要求。

3 大件吊裝承載區(qū)域地基處理

500t 履帶吊單側(cè)履帶接地長度為9.82m，履帶寬度為1.35m，兩履帶中心距離為8m，吊機(jī)自重約為512t（主機(jī)80t、履帶70t、后配重140t、車身壓重42t、超起配重100t、吊臂及散件80t），最大吊重90t，履帶路基板采用滿鋪形式，路基板單側(cè)有效作用區(qū)寬度5m，單側(cè)作用荷載按照70%整機(jī)荷載考慮，即偏載系數(shù)1.4?，F(xiàn)場(chǎng)履帶下方基礎(chǔ)處理結(jié)構(gòu)層自上而下分別為5×2.0×0.26m 路基板、0.25m厚C30 現(xiàn)澆混凝土、素填土壓實(shí)。

按《建筑地基處理技術(shù)規(guī)范》（JGJ79-2012），墊層的厚度z 應(yīng)符合下式要求：

其中：

Pz為墊層底面處土的附加壓力值（kpa）；

Pcz為墊層底面處土的自重壓力值（kpa）；

faz為墊層底面經(jīng)深度修正后的地基承載力特征值（kpa）；

pk為相應(yīng)于作用的標(biāo)準(zhǔn)組合時(shí)，基礎(chǔ)底面處的平均壓力值（kpa），此處為履帶吊路基板底面處壓力；

pc為基礎(chǔ)底面處土的自重壓力值（kpa）；

b 為基礎(chǔ)底面寬度，考慮路基板作用，b 取值為5.0m；

l 為基礎(chǔ)底面長度，考慮路基板作用，l 取值為9.82m。

Fk置于鋼板、路基板等支墊物之上構(gòu)件的重量(kN)；

Gk起重機(jī)械支墊物重量(kN)，單塊路基板重70KN；

A 起重機(jī)械支墊物底面面積（m2）；

K 偏載和動(dòng)載綜合系數(shù)，取值為l.l ～ l.6；受起重機(jī)械重心的影響，履帶或支腿下的支墊物會(huì)出現(xiàn)受壓不均衡的現(xiàn)象；起重機(jī)械在吊裝或行走時(shí)，還會(huì)產(chǎn)生動(dòng)載。在吊裝地基的驗(yàn)算中，以偏載和動(dòng)載綜合系數(shù)K 加以考慮，取值原則為:①起重機(jī)械固定位置作業(yè)，且偏載較小時(shí)，宜取較低值;偏載較大時(shí)宜取較高值。在吊裝方案設(shè)計(jì)時(shí)，可通過調(diào)整超起配重量來降低偏載情況。②起重機(jī)械在行走時(shí)，動(dòng)載較大，偏載和動(dòng)載綜合系數(shù)宜取較高值。

吊裝區(qū)域場(chǎng)地在下部結(jié)構(gòu)施工階段均進(jìn)行了素土填筑及壓實(shí)，采用輕型動(dòng)力觸探儀實(shí)測(cè)地基承載力不小于100kPa，在澆筑25cm 厚C30 混凝土墊層并加鋪路基板分擔(dān)履帶吊荷載后，滿足吊裝要求。

4 架橋機(jī)拼裝場(chǎng)地平面布置

根據(jù)合建段空間布置形式及施工進(jìn)度，考慮場(chǎng)地布置及架橋機(jī)安裝高度，規(guī)劃范圍90m（長）×44m（寬）作為架橋機(jī)安裝場(chǎng)地，規(guī)劃場(chǎng)地內(nèi)需滿足135t 履帶吊吊裝走行。500t 履帶吊作業(yè)及行走區(qū)域需能達(dá)到履帶吊吊裝作業(yè)承載力要求。根據(jù)規(guī)劃場(chǎng)地不同區(qū)域的功能，履帶吊站位及行駛區(qū)域規(guī)劃于N8-N9 及N9#墩下層普通公路一側(cè)范圍內(nèi)；規(guī)劃N9#-JN169#墩公路梁線路中心線下方空間作為主梁、導(dǎo)梁、中支腿部件擺放場(chǎng)地。其余起重天車、小行車、前后支腿等部件在構(gòu)件吊裝完成后由其它存放場(chǎng)地倒運(yùn)至安裝場(chǎng)地。作業(yè)區(qū)域應(yīng)進(jìn)行警戒圍護(hù)，設(shè)置警告牌等措施。

5 架橋機(jī)拼裝工藝流程

為防止上層高速公路橋機(jī)與下層鐵路公路橋機(jī)發(fā)生交叉施工，結(jié)合墩身施工進(jìn)度。架橋機(jī)選擇在北引橋N9#-N8#墩完成拼裝施工。500t 履帶吊站位于N8#-N9#墩之間，先整體吊裝架橋機(jī)前導(dǎo)梁至N8#-N9#墩位的支腿上安裝，500t 履帶吊轉(zhuǎn)場(chǎng)至N9#墩端部再逐節(jié)吊裝主梁與前導(dǎo)梁完成對(duì)接，對(duì)接過程中縱移架橋機(jī)主框架以保證縱向穩(wěn)定性。該處地面至墩頂高度50m，增加了架橋機(jī)構(gòu)件的吊裝和對(duì)接難度，故除導(dǎo)梁吊裝外，無論是主梁還是天車吊裝，均采取分步吊裝，化整為零的方式拼裝思路進(jìn)行，減少單次起重量，降低吊裝風(fēng)險(xiǎn)。采用一臺(tái)135t 履帶吊完成地面架橋機(jī)部件組裝，構(gòu)件轉(zhuǎn)移等。

5.1 墩頂立柱及中支腿安裝

立柱整及中支腿在地面一臺(tái)135t 履帶吊進(jìn)行部件組裝，并移位至500t 履帶吊作業(yè)范圍內(nèi)。立柱單體吊裝最大吊重15t，中支腿重40t，500t 履帶吊（最大吊裝幅度32m）采用兩根鋼絲繩進(jìn)行吊裝，單根鋼絲繩長度為12m，每根鋼絲繩一彎兩股，兩根鋼絲繩共四個(gè)吊點(diǎn)，分別吊立柱上的四個(gè)吊耳。同理將N9#墩立柱安裝到位。

5.2 前導(dǎo)梁安裝

先用500t 履帶吊將前導(dǎo)梁右側(cè)節(jié)段整體起吊至N8#及N9#號(hào)墩上的中支腿臺(tái)車上，使導(dǎo)梁尾部距中支腿中心線約1.8m。然后整體起吊前導(dǎo)梁左側(cè)節(jié)段，前導(dǎo)梁左側(cè)節(jié)段尾部距離中支腿中心線的距離與前導(dǎo)梁右側(cè)節(jié)段梁相同。

5.3 主梁及后導(dǎo)梁安裝

主梁節(jié)段由左右兩側(cè)節(jié)段1、節(jié)段2、節(jié)段3、節(jié)段4組成，每節(jié)段由上下兩層對(duì)扣，高強(qiáng)螺栓連接。單節(jié)主梁最重為40t，主梁的地面組拼采用135t 履帶吊；，每個(gè)節(jié)段采用兩根鋼絲繩進(jìn)行吊裝，單根鋼絲繩長度為12m，每根鋼絲繩一彎兩股，上端掛于履帶吊鉤上，下端分別與主梁腹板上的四個(gè)吊耳相連，共四個(gè)吊點(diǎn)。將后導(dǎo)梁內(nèi)側(cè)節(jié)段、外側(cè)節(jié)段在地面整體拼裝。整體起吊后導(dǎo)梁內(nèi)側(cè)節(jié)段，然后吊裝外側(cè)節(jié)段。

5.4 后起重天車及附屬結(jié)構(gòu)安裝

起重天車門架結(jié)構(gòu)在地面組裝成一個(gè)整體。門架結(jié)構(gòu)與起升卷揚(yáng)系統(tǒng)分別吊裝以減少起重量，在架橋機(jī)主梁上完成組裝。起重天車吊裝于N9#墩中支腿主梁上方位置，調(diào)整就位后及時(shí)進(jìn)行錨固。附屬設(shè)施的安裝還包括，主梁、導(dǎo)梁、天車護(hù)欄的焊接和安裝；焊接前后支腿、中支腿、天車爬梯及其他防護(hù)設(shè)施。

6 結(jié)論

通過對(duì)TPJ170S 型橋機(jī)在長泰大橋公鐵合建段超高墩安裝技術(shù)的分析，有利于拼裝場(chǎng)地的規(guī)劃與地基處理施工、起重設(shè)備的選型。有效節(jié)省了人工、設(shè)備及物質(zhì)成本，推進(jìn)了公鐵合建段施工進(jìn)度，降低了起重設(shè)備盲目選型造成的風(fēng)險(xiǎn)與浪費(fèi)。為TPJ170S 型橋機(jī)專項(xiàng)施工方案的編制提供了重要思路，為起重吊裝作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化施工奠定了基礎(chǔ)。