架橋機施工技術在35 m 長箱梁橋梁工程施工中的應用

馬 英,李佳璐,陳紅強,魯振濤,周 巖,3

[1.甘肅建投臨夏建設管理有限公司,甘肅 臨夏 731100; 2.甘肅建投科技研發有限公司,甘肅 蘭州 730000;3.甘肅省建筑科學研究（集團）有限公司,甘肅 蘭州 730000]

0 引言

隨著我國國民經濟與社會的快速發展，基礎設施建設項目如雨后春筍般大量涌現，橋梁工程作為基礎設施項目的重要部分取得了長足的進步。橋梁建設的高速發展使得對橋梁建設施工所需的工程機械產品的需求也日益增大，各種類型、型號的工程機械也不斷出現、升級換代。

架橋機作為鐵路、公路橋梁建設施工的重要機械設備，通過各子系統的協同作業將梁體提起然后吊運到設計位置固定安裝，具有起重量大、適應性強、施工效率高、成本低、安裝精度高、成品質量好的優點，已經成為鐵路、公路工程建設中最主要的工程機械之一[1]。雖然架橋機屬于機械起重設備范疇，但是其與一般的起重機械有著較大的不同，一般都為非標設備，且技術較新、施工控制要點多、作業環境復雜、管理跨度大，若現場管理不到位，很有可能發生質量安全問題[2]。臨夏州環城北路古河州酒廠高架橋箱梁施工主要采用架橋機施工，通過科學嚴謹的施工與管理，成功解決了35 m 箱梁架設施工技術難題，且取得了良好的經濟社會效益。因此，該文以該項目為例，在簡要介紹工程概況的基礎上，對長箱梁架橋機施工流程與控制要點進行研究，以期為類似工程提供參考。

1 工程概況

甘肅省臨夏州環城北路古河州酒廠高架橋采用預制簡支變連續預應力混凝土小箱梁結構，橋寬23.5 m，雙向6車道，采用整幅布置，共8聯，3×（4×35）+（2×32+2×35）+（60+100+60）+4×30+2×（4×35）=1 174 m。橋梁縱向共設置1 個邊坡點，縱坡為4%，豎曲線半徑為2 500 m。主橋孔跨布置為（60+100+60）m，兩端引橋采用35 m標準跨徑，局部采用30 m 和32 m 孔跨。主橋采用懸臂掛籃法施工。梁段引橋小箱梁共224 片，其中30 m 梁32片，32 m 梁16 片，35 m 梁176 片。單片梁板最重為133 t，最大運輸距離1 500 m。根據梁板重量及現場實際情況，現場選用JQ180t-40 m A3 橋式起重機（以下簡稱架橋機）進行施工。

2 施工流程

架橋機施工工藝流程如圖1 所示。

圖1 架橋機工藝施工流程

該項目工程小箱梁架橋機施工安裝為整幅安裝，通過運梁平車將箱梁運送到架橋機附近后，直接采用架橋機進行吊裝、喂梁、橫移安裝施工，一片箱梁施工就位后，進行下一片箱梁的安裝施工，循環這一工作直至橋梁一孔的箱梁全部安裝完成。然后向前移動架橋機，按照同一流程再進行下一孔橋梁安裝，循環依次向前架設，直到該橋架設完畢為止。

2.1 箱梁吊運

（1）箱梁吊裝前，要認真測量、檢查運梁便道的寬度、凈空及結構允許承受荷載是否滿足運輸要求，并提前清除便道所有影響運梁安全的障礙物，不符合時應進行加固處理，保證運梁便道平整、干凈。

（2）檢查龍門吊吊具是否合格。

（3）作業人員應熟練掌握運梁平車的結構構造及相關技術參數，并且在正式運輸前，對運梁平車的各部分進行檢查，確認無誤后開始裝運[3]。

（4）箱梁裝車前，對待裝箱梁的外觀、梁長、編號及合格證等信息、文件進行檢查，確認無誤后進行吊裝。

（5）箱梁吊裝時，各支點對位要準確，偏差不得超過允許偏差，否則應重新對位直至符合要求。

（6）箱梁裝車完成后，運梁平車啟動前，應對箱梁的支墊與支撐情況以及運梁平車制動系統與方向盤等進行仔細檢查，確認無誤后穩緩慢啟動運梁平車進行運梁。

（7）運梁平車在運梁過程中，應將運梁速度控制在3～5 km以內，在曲線、坡道等特殊路段，控制在3 km以內，非緊急情況下嚴禁急停急行；司機密切關注前方路況與運梁平車的狀況，若發現異常情況應及時采取措施進行處理。

（8）嚴禁在雨雪、大風等惡劣天氣候條件開展運梁作業，在路面濕滑等情況進行運梁時，應控制運梁速度，并做好相應的防護措施。

（9）運梁平車運輸箱梁到架橋機附近時，應提前減速，不得刮碰、沖撞架橋機，得到喂梁命令后方可緩慢進行喂梁。

該項目預制梁場設置在路基挖方地段，所以運梁路線只在路基和梁片上進行，能較好地控制運輸通道的管控，讓運輸通道性能要求都維持在規定范圍內。

2.2 架橋機安裝與試吊

2.2.1 安裝

架橋機安裝架設總體步驟為：①安放中橫移軌道→②安放中托輪組→③拼裝主梁→④拼裝前框架→⑤拼裝后上橫梁→⑥拼裝前支腿→⑦拼裝后支腿→⑧拼裝天車→⑨機電設備安裝→⑩架橋機安檢試運行。依照上述步驟完成架橋機安裝后，經檢查驗收合格后，方可進行下一步作業。

2.2.2 試吊

架橋機架設安裝完成后，及時檢查、調試架橋機的各系統與各部件，確認無誤后進行試吊，以驗證架橋機施工工藝與設計參數是否滿足相關要求。試吊實驗嚴格按照相關技術要求進行，并做好相關的安全防范工作，架橋機主梁向前行進時，將橋梁天車開至架橋機后部位置，作為配重使用，同時將天車車輪用木楔固定，以防止天車滑動；當架橋機坡度大于2%時，應采用鋼絲繩進行連接、固定保護，確保架橋機主梁向前行進不存在安全隱患，安全可靠地完成試吊實驗。

2.3 架梁

架橋機試吊完成無問題后，即可正式進行架橋機架梁，架梁施工示意圖如圖2 所示。

圖2 架橋機架梁施工示意圖

2.3.1 過孔

架橋機架梁主要包括過孔準備、自平衡過孔及配重過孔等流程，具體步驟如下所述。

（1）過孔準備。①將后泵站開啟，控制手輪進行送油作業，將后液壓千斤頂緩慢頂起，使得架橋機主梁下弦與中托輪組脫離開；②將中托輪組及中橫移軌道通過前起吊天車起吊運至兩端墩臺處；③將前泵站開啟，作業人員控制手輪進行送油，將中橫移軌道與中托輪組緩慢移動，放置在梁端上；④作業人員控制前泵站手輪進行回油作業，將前液壓千斤頂緩慢回縮，使得主梁落在反托輪組上；⑤利用2 個8 t 手拉葫蘆將橫移軌道緩慢提起，并控制前泵站手輪繼續進回油作業，繼續回縮前液壓千斤頂，吊起前橫移軌道與前支腿；⑥在后支腿上方停放2 臺吊梁天車，并將主梁逐步調整平直，準備正式進行架橋機過孔作業[4]。

（2）自平衡過孔。①在前反托輪組與去后輪組的驅動下，將架橋機主梁緩向前行進28 m；②主梁到位后，控制后泵站手輪進行回油操作，使得后千斤頂緩慢回縮，落下主梁后端，并將主梁前端翹起，翹起高度控制以可以平衡主梁懸臂下撓撓度為標準，完成橋機自平衡過孔，時間約為10 min。

（3）架橋機配重過孔。①將配重梁通過運梁平車運送至吊梁天車下方，使用鋼絲繩將吊梁天車與配重梁連接固定，并保證鋼絲繩有一定拉力；②利用前反托輪組和后輪組驅動架橋機主梁繼續進行過孔作業（如圖3 所示），同時控制主梁頂部2 臺吊梁天車同時向架橋機主梁方向相反的方向行進，并將配重梁吊點與吊梁天車吊具的相對位置保持固定。根據梁長來確定架橋機行進的長度，待架橋機主梁前支腿達到前橋墩位置停止行進；③架橋機達到前橋墩位置后，將吊梁天車鋼絲繩解開，安放、支墊橫移軌道，確保橫移軌道水平，并與中橫移軌道平行；④將前泵站開啟，控制前泵站手輪進行送油作業，將前液壓千斤頂緩慢頂起，并對架橋機主梁前端高度調整，使得其盡可能保持水平狀態或前端略高的狀態，完成架橋機配重過孔作業。

圖3 架橋機過孔

2.3.2 喂梁

完成架橋機配重過孔作業檢查合格后，即可進行喂梁作業。

（1）運梁。操作運梁平車運送箱梁至架橋機后支腿位置，并保證箱梁前吊裝孔位置在前吊梁天車位置相對應。

（2）起吊箱梁。操作卷揚機，用鋼絲繩作為吊具吊起箱梁，起吊高度以箱梁能夠通過運梁平車為控制依據。

（3）喂梁。將前吊梁天車與后運梁平車同時啟動，并以相同速度運送箱梁向前行進（如圖4 所示），直到后運梁平車到達后支腿后天停止行進，操作卷揚機用鋼絲繩作為吊具，將箱梁與后天車相連接。

圖4 喂梁

2.3.3 天車吊運

（1）吊梁前行：將前吊梁天車與后吊梁天車同時啟動，并保持同一速度吊運箱梁行進，直到吊運的箱梁到達前后兩橋墩的正上方。

（2）下落箱梁：若架橋機位置喂梁位置橋墩上無架設好梁片，控制卷揚機將鋼絲繩松解，下落箱梁，讓梁底面距臨時支座100 mm；若架喂梁位置橋墩存在架設好的梁片，控制卷揚機將鋼絲繩松解，下落箱梁，讓鋼絲繩或橫擔梁距架設好的梁片頂面100 mm。

2.3.4 橫移架梁

①輪組橫移：操作控制前支橫移輪組和中托下橫移輪驅動架橋機與箱梁橫向移動，移動時應保持2 輪組同時同向同速；②落梁：橫向移動架橋機到次邊梁位置，卷揚機松繩，將吊運箱梁安放在臨時支座上；③天車橫移：橫向移動2 臺吊梁天車到主梁邊梁位置；④架橋機橫移：控制架橋機與吊梁天車反方向向橫向移動，直到鋼絲繩垂直靠近主梁下弦為宜[5]；⑤起梁：通過前、后2個吊梁天車將箱梁吊起，起吊高度為100 mm；⑥架橋機橫移：控制架橋機橫向移動到邊梁位置；⑦落梁：安裝好箱梁橡膠支座，控制卷揚機逐步松繩，并對前橫移輪組和中橫移輪組位置進行檢查、調整，緩慢將箱梁落下安放，如圖5 所示。

圖5 落梁

2.3.5 架橋機返回

①吊梁天車橫移：將吊梁天車吊具拆掉，收起鋼絲繩，并將其橫移至架橋機主梁的中間位置；②架橋機橫移：控制架橋機橫向移動至喂梁位置；③吊梁天車返回：控制吊梁天車返回，使其達到后支腿位置，準備進行下一片箱梁的吊裝作業。

3 質量安全控制措施

3.1 設備檢查與維護

在架橋機施工前應對設備進行全面檢查與維護。包括鋼結構件、輪胎、剎車系統、操作系統等，確保設備處于良好狀態。此外，應定期對設備進行維護和保養，保證設備的正常運轉。

3.2 作業人員管理

架橋機施工相關的作業人員應具備相關資質，持有特種作業人員作業證等相關證書。在施工操作前，應對操作人員進行培訓，確保其熟悉相關設備的操作流程、應急處理方法以及施工安全規范。在施工過程中，應加強對操作人員的監督，確保他們嚴格按照規范進行操作。

3.3 施工方案編制與評審

一般而言，架橋機施工都應編制專項施工方案，并組織專家進行評審，確保方案的可行性和安全性。評審內容應包括施工步驟、現場布置、設備使用計劃等。在評估過程中，應充分考慮可能存在的風險因素，并提出應對措施。

3.4 現場安全管理

架橋機在施工現場應設置安全警示標志，確保施工安全。同時，應加大現場巡查力度，及時發現和排除安全隱患。對于現場管理人員，應明確安全生產責任，確保安全生產的各項措施得到有效執行。

3.5 培訓與教育

定期對操作人員和管理人員進行培訓和安全教育，主要包括設備操作、安全規范、應急處理等方面，以增強他們的安全意識和應對能力，同時定期組織安全演練，使人員熟悉應急處理程序，提高應對突發事件的能力。

3.6 安全應急預案

制定安全應急預案，涵蓋常見問題和突發情況以及應急組織、通訊聯絡、現場處置等方面，確保能夠及時、有效地進行處理。同時，應對應急預案進行定期演練和評估，及時修訂和完善應急預案。

3.7 質量控制標準

架橋機施工應符合行業標準，加強質量控制，確保施工質量和安全。在施工過程中，應對各項參數進行嚴格控制，如設備安裝精度、焊接質量等。同時，應加強質量檢查和驗收工作，確保每個環節的施工質量都符合標準要求。

4 結語

架橋機施工工藝施工效率高、成本低、安全性能好，經濟效益良好，對于長型或超長型箱梁橋梁施工具有重要的價值。在采用架橋機進行長型箱梁橋施施工時，要科學、合理地選用架橋機、運梁車等大型機械設備，根據架橋機施工工藝特點，加強各施工環節的質量管控，規范箱梁出池、提梁、運輸、架設等關鍵施工工藝換件，采用嚴格的管控措施，確保所架設的箱梁順利地安裝到支座，控制各項指標誤差均設計及規范允許范圍內，以保證橋梁上部結構質量與施工過程安全。