中交二航局第四工程有限公司 芜湖
摘要：沪通长江大桥北岸上部结构为112m跨简支钢桁梁23跨，其中跨横港沙联络桥21跨，跨北岸大堤桥2跨。天港航道桥上部结构采用刚性梁柔性拱方案，跨径布置为140+336+140=616m本文针对上部结构安装使用的设备使用进行了研究，对吊机性能、行走、站位、日常管理、等几方面进行了重点论述。施工实践表明，沪通长江大桥设备管理水平高，可以显著提高设备使用安全，保证成施工质量。
关键词：沪通长江大桥；桥面吊机；吊机站位；使用管理；
1、工程概况
沪通长江大桥为沪通铁路的控制性工程位于江阴长江大桥下游45km，苏通长江大桥上游40km，与通苏嘉城际铁路、锡通高速公路共通道建设。大桥北岸为南通市，南岸为张家港。HTQ-1标工程范围5.066km，往北依次为跨横港沙浅水区21×112m简支钢桁梁桥、跨天生港（140+336+140）m 钢桁梁柔性拱专用航道桥、跨长江北大堤2×112m简支钢桁梁桥，以及长江北大堤外侧北引桥。
1.2 112m简支钢桁梁桥上部结构概况
1.2.1 结构总体布置
112m跨简支钢桁梁23跨，其中跨横港沙联络桥21跨，跨北岸大堤桥2跨。主桁采用三片桁架结构。主桁采用带竖杆的华伦式桁架，主桁中心间距2×14.5m，中心桁高16m。每跨10个节间，中间节间长11m，端部节间长10.8m。上层公路桥面采用预制钢筋混凝土桥面板，下层铁路桥面采用预制的混凝土槽形梁结构。
图1.2-1 简支钢桁梁立面布置示意
1.3天生港航道桥上部结构概况
1.3.1结构总体布置
天港航道桥上部结构采用刚性梁柔性拱方案，跨径布置为140+336+140=616m。主梁为带竖杆的华伦式桁架，横向采用3片主桁结构，桁间距为2×17.25=34.5m，边桁桁高15.7m，中桁桁高16m，节间距14m，全桥共44个节间。拱肋为钢结构，箱型截面，柔性拱矢高60m，吊索为平行钢丝拉索。上层公路桥面和下层铁路平面均采用正交异性钢桥面板的整体桥面。主梁在所有桥墩上均设竖向和横向约束，3#墩设纵向水平约束，4#墩与钢主梁间使用带限位功能的粘滞阻尼器。
图1.3-1 天生港航道桥立面布置示意
2 上部结构钢梁安装专用设备
HTQ-1标工程上部结构钢桁梁安装高达11万吨，安装体量大，施工难度高。项目部按照总体施工策划，合理安排工序，充分利用现场的施工环境，使用了定制安装设备，提高了施工功效。
2.1桥面吊机
桥面吊机采用新制的75t×30m全回转桥面吊机。起重机转台以上传动方式为电-机传动，转台以下传动方式为电-液传动，可实现75t×30m的最大弯矩提升，起重机自身具备起升、变幅、全回转、整机前移及锚固的功能，同时还具备自行倒运轨道且在两种桥型站位架设切换中操作便捷、快速，整机控制方便，维护简单。
底盘的设计为可拆装式结构，适用性广，前后横梁及纵梁分节段制造，节段间通过拼接法兰连接，可以通过更换标准节段长度进行接长或缩短。因此本桥面吊机除了能够满足沪通铁路大桥的施工要求，还可以通过对底盘前后横梁及纵梁进行局部改造，以能满足不同桁宽、不同节间距的钢梁架设。
图2.1-1 施工中的桥面吊机
桥面吊机主要由吊臂、三角架、上转台、回转机构、主起升机构、副起升机构、底盘、走行机构、电气系统、液压系统、控制系统及安全系统等组成。
2.1桥面吊机站位
简支梁桁架桥架设时，采用油缸支顶站位于横梁经桥门架节点，两侧支顶油缸间距2×10.875=21.75m，中部恒反力支顶支撑于中桁主梁上，前后拉锚为兜梁式结构，环抱于前后横，中心间距2×9.5=19m。另外，由于每跨钢梁端部公路横梁较宽，采用兜抱方式操作不便，因此，在每跨尾部公路横梁上焊接临时锚座作为桥面吊机前拉锚点。一次站位可吊装2个节间的杆件，并满足后部、侧向取梁。
桥面吊机站位示意（兜抱方式和锚座方式）
另外，桥面吊机走行站位处局部区域的剪力钉在工厂先不焊接，待桥面吊机走行过后，再进行焊接。下图所示A、B、C三个区域的剪力钉暂不焊接
桥面吊机站位平面位置示意
2.2桥面吊机走行
桥面吊机整机具备前移走形条件后，按照以下步骤进行走行操作：
1）将吊机臂架转至走行方向（或反向）；
2）臂架仰角调整至60度左右；
3）恒反力支顶卸载、回缩腾空；
4）前后锚杆卸载、抬高至不影响走行；
5）操作前后支顶油缸站位顶升，使轨道在底盘滑靴反钩的作用下脱离桥面；
6）操作走行油缸伸缩，随着油缸每回缩一次，拉拽轨道向前滑动一个油缸行程，从而逐步向前滑动一个节间距；
7）轨道前移到位后，操作前支顶油缸卸载、回缩腾空，整机落于轨道梁上；
8）操作走行油缸伸缩，随着油缸每伸长一次，顶推整机向前滑动一个油缸行程，从而逐步将桥面吊机沿着轨道向前顶推一个节间距；
9）整机走行到位后，站位、顶升支顶油缸，连接前后锚杆、拉紧，操作前后横梁中部恒反力支顶站位、顶升，整机处于架梁工况，进入下一循环。
2.3桥面吊机过2#墩
1）因天生港航道桥和简支梁桁架桥在桥面吊机走行时，两桥面存在高差，所以当轨道梁从天生港航道桥移至简支梁桁架桥时，需在轨道底部滑靴下增加临时垫梁，待整个轨道移至简支梁桁架桥后，在支顶油缸的作用下，拆除轨道底部滑靴下的临时垫梁，将轨道落于简支梁桁架桥桥面
桥面吊机过墩示意
2）天生港航道桥到简支梁桁架桥的走行过渡过程中，需要对底盘尾部支顶箱梁调整工作工位，以适应从天生港航道桥（节间距14m、站位间距17.25m）到简支梁桁架桥（节间距11m/10.8m、站位间距21.75m）的工位转换。
3）因简支梁桁架桥横梁上焊接拉锚座困难，所以整机走行至简支梁桁架桥后，需对前后拉锚杆位置做调整，由拉锚座连接工位移至兜梁连接工位，即更改拉锚方式为兜住横梁锚固。
桥面吊机过墩示意（二）
2.4桥面吊机支反力
1）吊重工况（油缸+中部恒反力支顶受力，轨道腾空）
吊重工况下，整机由前后四个支顶油缸及前后横梁中部设置的恒反力支顶支撑，一次支顶站位可架设2个节段（2×11m）。
图2.4-1 桥面吊机吊重工况示意
2）走行工况（轨道受力，油缸+中部恒反力支顶道腾空）
走行工况下，整机由轨道滑靴支撑在前后三个横梁上，整机由走行油缸顶推走行。
图2.4-2 桥面吊机走行工况示意
3 桥面吊机的使用管理
3.1 桥面吊机使用特点
（1）桥面吊机的施工作业面处于70m以上的高空，特别是简支钢桁梁桥的安装，桥面吊机都是在框架式的钢桁梁上行走、拆除和安装锚具、操作行走油缸、移动电缆、搬运辅助垫块，工作环境复杂，安全风险高。
图3.1-1 112m简支钢桁梁工作中的桥面吊机
（2）桥面吊机维修保养时，特别是起重大臂上的定滑轮、重量传感器、钢丝绳等需要维修保养时，桥面上缺乏辅助起重设备，维修保养工作难以开展。
（3）桥面吊机在桥面上移位每个节间行走需要耗时3～7小时，行走配合人员多；遇到过墩或者跨越障碍物时，需要增加临时辅助措施和安全保护措施。
（4）桥面吊机是进行钢梁架设的主力设备，一旦停机会影响整体施工进度。
3.2 桥面吊机的日常使用
3.2.1严格执行设备的保养和检查
（1）设备保养从安装做起，安装拼接桥面吊机之前，安排设备维修员对各个部位进行检查，特别针对安装后不容易进行润滑保养的地方提前进行保养，提高了设备保养效率。
完善日常维修保养和检查制度，执行操作员自检→设备员专检→专业安全员巡检→分管领导抽检的检查流程。
（2）112m简支钢桁梁桥曲线部分由墩顶变折线形成。桥面吊机行走轨道自身无转向系统，要使桥面吊机按照设定路线行走，就必须采取相应的措施使桥机轨道与钢桁梁改变同样的角度。有两种方法可以达到要求：
A、桥面吊机行走过程中强行磨至需要角度，操作方法是在行走过程中操作一侧行走油缸往前使轨道往前伸，操作另一侧的油缸后缩使轨道往后退，这样重复操作当轨道与前面钢桁梁纵梁平行时，按正常行走使桥机行走至需要位置。此种转向原理与履带吊转向相似，完全取决于指挥者的经验和相关人员的配合协调，需要时间长，高空中不可控因素多，但无需辅助器具。
B、利用液压移镐使桥面吊机转向。移镐由手压千斤顶、滑块及底座组成，使用时将桥面吊机的轨道置于滑块之上，调整好之后操作手压千斤顶顶住滑块，在4组移镐的共同作用下使桥机整体转至需要的角度。该方法安全可靠，且快速有效，很大的提高了桥机转向的速度，缩短了桥面吊机的行走时间，降低了安全风险。
（3）优化工序和利用小型机具提高功效
拆锚前锚变后锚，后锚变前锚交替行走
拆锚作业时先用一根钢管穿过前锚锚链并用铁丝固定以防滑落。前锚固拆下利用钢管担在横梁上。然后继续拆后锚固，后锚链拆掉后使用桥面吊机无锚固作业功能（此时可以最大吊重5t）吊住后锚，让桥面吊机带着行走直到设定位置，这样可以减少吊机倒运锚链的次数，提高桥面吊机的行走速度。
图3.2-1前锚变后锚
结 语
沪通长江大桥北岸上部结构为112m跨简支钢桁梁23跨，其中跨横港沙联络桥21跨，跨北岸大堤桥2跨，及天生港航道桥上部结构钢梁安装都是采用桥面吊机，特别是简支钢桁梁桥的安装，桥面吊机都是在框架式的钢桁梁上行走、拆除和安装锚具、操作行走油缸、移动电缆、搬运辅助垫块，工作环境复杂，安全风险高。对桥面吊机使用及管理提出挑战。在使用过程中特别安排专人进行保养，桥面吊机行走把前锚变后锚，提高吊机行走速度。吊机在过跨对于同类设备的使用，有一定的借鉴意义。
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论文作者:曹龙,叶庆鹏
论文发表刊物:《建筑模拟》2019年第18期
论文发表时间:2019/6/26
标签：桥面论文; 吊机论文; 站位论文; 节间论文; 轨道论文; 桁架论文; 长江大桥论文; 《建筑模拟》2019年第18期论文;