步履式公路架橋機在復雜線形橋梁施工中的應用

（中交第二航務工程局有限公司，湖北 武漢 430040）

某高速公路項目地形以森林區為主，地表植被旺盛，且地勢高差起伏較大，主線橋梁和匝道橋梁共計18座，線形設計復雜，以140m小半徑曲線、7%大縱坡、6%大橫坡和8.9m窄橋面等多種復雜條件組合，施工難度大。橋梁上部結構設計為預制U梁和長度為18m～40m預制小箱梁。設計平面圖如圖1所示。

一、主要技術參數

JQ200-42A步履式公路架橋機滿足雙向架設功能。架橋機結構主要包含主梁、前臨時支腿、前支腿、中支腿、臨時中支腿、尾支腿、前后上橫梁、2臺100t起重天車及吊具、電氣系統和其他零星構件等，整機重量257t，具體結構如圖2所示。

圖1 項目設計平面圖

圖2 JQ200-42A架橋機結構圖

架橋機額定起重能力200t，架設跨徑42m，適用于I梁、T梁、小箱梁架設，有限起升高度橋面以上12.0m，天車起落速度0m/min～0.7m/min，吊梁橫移速度0m/min～3m/min，吊梁縱移速度0m/min/min～5m/min，整機縱移速度0m/min～3m/min，整機橫移速度0v～3m/min，前部油頂頂升能力2×150t，前部油頂有效行程3000mm，尾部油頂頂升能力4×40t，尾部油頂有效行程1000mm，適應最大縱坡±7%，適應最大橫坡±6%，適應最小曲線半徑為140m。

二、關鍵結構及特點

1.主梁結構。主導梁主要承載受力，上弦桿頂部設有縱行臺車走行的軌道，下弦桿作為導梁縱移、支腿縱向移動的軌道。導梁采用空間三角桁架結構，各分段單元采用雙銷軸連接。主梁采用等強度設計原則，前端不設置引導梁，前部大車總成設置平、搖滾總成裝置，過孔時，導梁前部在前一跨蓋梁上方到位后，前部大車總成才通過搖滾裝置前移就位，克服了設置引導梁的步履式架橋機過孔時，潛在的因前移慣性或操作時間差產生前沖的危險隱患。掉頭施工方便，沖垮可實現一步半沖垮，確保過孔時安全穩定性。架橋機雙主梁間有足夠的凈空7m，可滿足在施工角度為45°轉角時，各種梁板的寬度可滿足3.2m，同時可滿足大于200m的彎道架設要求。

2.前臨時支腿。臨時支腿位于導梁最前端，為分節式管柱結構，配以可調節400mm行程螺桿式伸縮千斤頂，以滿足過孔要求并方便調整導梁的水平度。柱身頂部通過平面法蘭與導梁底部連接。臨時支腿主要用于跨孔作業時臨時支撐架橋機前部。

3.前支腿。前支腿由反滾輪體系、支腿行程1000mm液壓伸縮立柱、上橫梁結構、下橫梁結構、連接轉盤和整機橫移機構等組成。反滾輪體系支撐主梁、縱行桁車、起重小車和混凝土梁片的重量，其驅動機構是主梁前后縱移與支腿自身沿主梁縱向移動。伸縮立柱通過液壓缸頂升立柱柱芯在柱套內滑動實現高度調整，調整到位后插上銷軸固定柱芯與柱套，使液壓缸不再承受載荷。前支腿上、下層橫梁之間設有連接轉盤，使上、下橫梁相互轉動以實現架設斜橋斜架。上、下橫梁結構是承載構件，上層橫梁兩端安裝反滾輪體系，下層橫梁連接臺車，上、下層橫梁中心位置設有定心軸，上下橫梁可相互旋轉5°。在架梁作業時前支腿與導梁通過壓板鎖定。前支腿用于架梁作業是支撐主機與載荷，同時在跨孔作業時為整機提供兩個可移動的支點。前部大車及起吊小車上設有轉換平臺，并標有刻度可方便地實現斜交調整。

4.中支腿。中支腿由反滾輪體系、上橫梁結構、下橫梁結構、連接轉盤和整機橫移機構等組成。反滾輪體系支撐主梁、縱行桁車、起重小車和混凝土梁片的重量，其驅動機構是主梁前后縱移與支腿自身沿主梁縱向移動。中支腿上下橫梁設計為凹型，降低了喂梁高度方便喂梁。中支腿上、下層橫梁之間設有連接轉盤，使上、下橫梁相互轉動以實現架設斜橋斜架。上、下橫梁結構是承載構件，上層橫梁兩端安裝反滾輪體系，下層橫梁連接臺車，上、下層橫梁中心位置設有定心軸，上下橫梁可相互旋轉5°。曲線架梁作業時中支腿反滾輪體系與主梁之間固定壓板拆除，當前、中支腿錯位移動時，使中支腿反滾輪自由滑動或電動微調其在主梁縱向長度距離，確保前、中支腿中心距保持不變。中支腿支撐主機與載荷，同時在跨孔作業時為整機提供兩個可移動的支點。中部大車及起吊小車上設有轉換平臺，并標有刻度可方便斜交調整。過孔時，中部液壓總成與前部平搖滾總成設計有兩道剛性連接機構，導梁下部加強，與其余幾道上部加強機構共同作用，更進一步提高架橋機過孔的整體性。

5.尾支腿。尾支腿位于導梁尾部，使用縱移機構行走至所需位置時，通過壓板與導梁尾部下平面連接。尾支腿設有可伸縮的柱芯柱套結構，通過行程1000mm液壓缸頂升柱芯調整高度，是架橋機喂梁時的一個重要支點，同時也是跨孔作業時的一個臨時支點。

6.臨時中支腿。臨時中支腿由尾部拔線器、搖滾、滑移擺架及其他焊接件組成，臨時中支腿可以在任意調換位置，可以靈活調整各支腿支撐跨度及位置，打破架橋機自身長度過長對于曲線轉彎半徑的限制，可以滿足架橋機滿足140m小曲線半徑橋面行走施工，同時避免曲線施工中架橋機輔助支架的搭設。

7.天車總成、橫梁縱車總成。天車、橫梁縱車機架底座及橫梁立柱全部采用箱型梁結構，強度高、剛性好、外形美觀，吊梁小車主起升機構采用特制JM8卷揚機經12倍力，滿足額定起吊100t，在繩筒設計時采用單卷筒多層纏繞，只要滿足動滑輪組在最高點時卷筒鋼絲繩與動滑輪的導入偏角≤2°即可保證不亂繩。天車橫移及橫梁縱車縱移通過變頻行走，實現送梁及架設任何一片梁的平穩、快速、精確。

8.液壓系統。液壓總成油缸設計采用4個電子閥控制，4個油缸既可獨立工作又可同時工作，由電控系統集中控制，支腿下部的萬向調節塊適應了各種不平整路面要求。

9.其他結構特點。架橋機起升高度距離橋面12m，起升小車縱移臺車采用全驅設計，以滿足坡度喂梁要求，起升鋼絲繩尾繩固定采取特殊設計，滿足低凈空要求，確保起吊高度，可滿足±7%坡度喂梁施工要求。架橋機中間、前部大車采用單軌設計，其優點是可實現首跨在橋墩上進行架設，采用側喂梁或下喂梁的方式。架橋機中、前部大車其承載梁采用懸梁設計，可實現邊梁架設一次到位，在吊邊梁時天車、預制梁及大車重心重合，可保證架橋機重心永遠在已經架設好的橋面內，不存在傾覆風險。走行機構采用變頻技術，特別增加了邊梁架設的就位、過孔時前部大車總成就位等，對操作有高精度要求核心動作的安全度與精確度，使設備工作更安全、更精確、更高效。

三、注意事項

架梁作業時插好立柱保險銷，鎖定前支腿反滾輪壓板螺栓；架設斜交橋時，先調整整機角度，再調整縱移桁車角度，使兩者的斜交角度相同并與橋梁斜交角一致；在吊梁工況時，將軌道調水平，水平度誤差須≤0.5%；在橫移軌道兩端設置限位擋塊，并保證限位裝置有效；軌道下平面與橋面或橋臺頂面之間用硬木支墊或鋼支墩，支撐距離須＜1m；軌道的支撐點不得設于梁體翼緣板上或梁體縱縫上，以防止損壞梁體。

四、結語

相比傳統施工技術，優化與改進后的架橋機可滿足各種復雜條件下的小箱梁架設施工，安全性能穩定，經濟成本低，工程的經濟效益高；使用范圍的拓展，可降低橋梁上部結構設計選型的復雜性；在小曲線橋梁區域的施工能力拓展，摒棄了傳統地面機械吊裝施工或者滿堂支架施工的工藝，減少了山區橋梁施工的難度，同時也減少了施工對地面環境的破壞。