中铁九桥工程有限公司 江西九江 332004
摘要：QJQ型240t 架桥机是目前上海地铁建设中最大跨度的悬臂拼装工艺施工的架桥机，介绍了QJQ型240t 架桥机的设计，同时阐述了混凝土梁的架设施工流程。
关键词：架桥机；悬臂拼装；支腿；施工流程
1 项目背景
随着桥梁工程的发展，进行跨线施工将越来越多，跨线悬臂拼装用架桥机既能缩短工期，又减小预制梁拼装对既有线路的影响。现如今市政跨线公路桥施工环境错综复杂，对架桥机的功能要求越来越多，需设计一种功能全面的架桥机。本文以上海轨道交通10号线二期工程三标为例，介绍了其高桥站～港城路站区间线路上混凝土桥所使用的QJQ型240t架桥机。
上海轨道交通10号线二期工程3标，此线路上的跨线桥设计为40+75+40m三跨变截面连续梁，U+箱型结构断面，采用预制节段悬臂拼装工艺施工，设有平曲线与竖曲线，桥面最大纵坡2.8%，与正常运营的6号线在平面上小角度叠交。
根据现场要求，架桥机需具有以下几项特点：
（1）架桥机采用悬拼的施工技术实现大跨度连续梁跨线施工；
（2）架桥机的支腿具有伸缩高度调节功能，适应桥梁的坡度架设钢梁；
（3）架桥机能够通过水平调节和天车横移实现曲线桥的架设。
2 技术参数
架桥机的最大节段梁重量（不含吊具）：2×120t；最大架设跨度为40 +40 m；吊装悬臂为11.2（有效悬臂8米）；最大起升高度（吊具以下）为30m；整机自重为430.9t；起升机构起升速度为 0~1m/min（重载）0~2m/min（空载）；天车纵移速度为0~5m/min；适应坡度为±3%；吊具旋转为360°；喂梁方式为底部喂梁或尾部喂梁。
3 主要结构及功能原理
QJQ型240t架桥机是一种架设混凝土桥梁的机械设备，其工作原理：在预制梁悬臂拼装时，主桁架由固定在两主墩上的支腿和一个移动变化位置的支腿支承，完成节段梁的拼装架设。架桥机移动时，由三个支腿承担架桥机传来的主要荷载并完成主桁纵移。三个支腿结构型式完全一样，可互相倒换。当过孔架设时，仅需相应地调节支腿高度即可。架桥机主要由主梁、支腿、起重天车、电气系统和液压系统栏杆平台等附属结构组成。
架桥机可以满足桥下喂梁及尾部喂梁2种喂梁方式。其结构示意见图1。
图1 QJQ型240t架桥机结构组成图
3.1 主梁
主梁为两根并置的钢桁梁，两端用横联连接起来，组成一个水平长方形结构体系，增加侧向稳定性。为了保证上海地铁10号线二期上跨6号线桥梁架设，主梁的长度必须超过80米，为了减轻重量，主梁采用三角截面桁架式结构，每根钢桁梁由7节组成，每个节间12吨，运输方便。主梁上部设有起重天车通行轨道，下部设置主梁顶推走行纵梁。
3.2 支腿
支腿是整个架桥机的关键部件之一，总共布置3个支腿，三个支腿结构型式完全一样，可互相倒换。它的主要功能有：支撑和顶升整个架桥机，驱动架桥机前移，调节整个架桥机的高度过孔，通过水平调整架桥机支腿位移及天车上的横移功能，实现曲线架梁。支腿分别由锚固横梁、滑动支撑、反钩走行机构、顶推走行机构、支腿主结构、纵横移装置。其结构示意图见图2。
图2 支腿结构示意图
支腿具有以下几项特点：
1、支腿上设置先进自动走行机构，支腿能在主梁下纵向移动，同时，主梁亦可在支腿上纵向移动。
2、支腿设置伸缩套箱、机械顶以及铰接加长节，可以调节支腿高程，满足架梁要求。
3.3 起重天车
天车系统由提升系统、天车车架、天车主梁、走行轮箱、吊具组成。架桥机总共布置2台起重天车，在起重天车一侧设有横移液压油缸，保证梁段横向位置零误差安装。
起重天车吊具设置旋转吊钩组，能使梁块实现360°旋转，其安装在吊具上的纵向、横向调整油缸可方便地调整梁块的三维空间几何位置，便于对桥梁的线形进行调整及控制。吊具分配梁可通过调节C型架在分配梁上的位置调节重心的位置，满足不同梁段的吊装要求。
3.4 液压系统
本架桥机液压系统由顶推泵站、吊具泵站、天车泵站组成。
整机设3个顶推泵站，分别放置于前、中、后三个支腿上。每个顶推泵站控制2个主梁顶推油缸和4个支腿升降油缸。
架桥机移动时，由三个支腿承担架桥机传来的主要荷载并完成主桁纵移。主梁滑移，采用的是6台20t油缸同步顶推，所以在架桥机滑移是必须保证6台油缸对主梁的同步连续顶推。在每个顶推油缸上安装位移传感器，检测每个油缸的位移信号发送至主控制器，主控制器通过对各个油缸之间的位移差值进行计算，然后发出信号控制比例调速阀开度，以控制通往液压缸的供油流量，从而实现对油缸位移的控制。
支腿油缸的主要作用是实现支腿的升降调整，通过电磁换向阀实现支腿油缸的伸缩，主体油缸无杆腔油口处设有平衡阀，用于在支腿油缸不动作时锁紧油缸，同时还能防止支腿油缸带负载缩回时失速下降的现象。
4 施工流程
以上海轨道交通10号线二期工程3标为例，架桥机架梁步骤如下。
4.1 悬臂拼装流程
（1）采用边跨供梁，中跨梁段由2#天车提升至桥面存放，再通过1#天车拎起并走行至悬臂处安装，边跨梁段直接由2#天车吊装安装。
（2）主梁悬臂超出设计允许值时，将支腿移动至已架梁最外侧梁段，再将主梁向跨中纵移，继续下一个梁段安装直至单侧梁段安装完毕。
4.2 曲线架梁流程
桥梁中心线为不规则多段线，架桥机在垂直吊梁时，与桥梁中心线存在有偏差，需要对架桥机整机进行小角度旋转。其设计要点为：支腿底部设置纵横移支座，支腿可在纵横移支座上进行纵横向移动，也可进行锚固；同时，纵横移支座与混凝土梁亦可以移动与锚固；通过支腿、纵横移支座、混凝土梁之间相互移动与锚固的转化来实现架桥机整机旋转。
4.3过孔流程
架桥机过孔步骤见图4。
（1）使用三个支腿顶升油缸作为动力，架桥机上部结构整体向前纵移至主梁悬臂40m。
（2）在主梁端头安装临时支撑，跨中侧支腿从主梁上顶推走行至18#墩上并锚固，在主梁尾部安装临时支撑，主梁顶推至脱离边跨侧支腿。
（3）汽车吊将右支腿拆除并安装至17#墩顶，主梁悬臂顶推至17#墩顶，并与17#墩顶支腿锚固。
（4）后支腿向左顶推走行至18#墩位置，拆除临时支腿；主梁顶推到位并调平，完成过孔。
5 技术先进性
QJQ型240t 架桥机与国内投入使用的同类产品相比较，具有以下特点：
（1）此次施工采用悬臂拼装工艺施工， 最大跨度达到75米，是上海地铁建设中的最大跨度。
（2）主梁采用桁架结构，重量较轻，减轻了设备自重。
（3）此架桥机的支腿结构新颖，支腿上设计铰接垫梁防止了主梁下弦杆应力集中。同时也解决了坡度架梁难题，此技术可以应用到其它龙门吊设计中。
（4）支腿的起顶收缩十分方便，采用伸缩式套箱加插销调节支腿高度，进而调节架桥机的高度。
（5）通过水平调整架桥机支腿位移及天车上的横移功能，实现曲线架梁。
（6）此架桥机世界首创的大悬臂T构梁上悬拼设备过孔技术，将长84米、重450吨的悬拼设备在30米高空，从东半幅大悬臂T构梁到西半幅桥，完成空中大挪移。
6 结束语
QJQ型240t 架桥机完成了上海轨道交通10号线二期工程三标40+75+40米混凝土桥的架设任务，成功实现了最大跨度达到75米的悬臂拼装和国内绝无仅有的大悬臂T构状态下架桥机的完美过孔，为今后同类型桥梁施工作业提供了实践经验。同时实践证明，QJQ240t架桥机是一种安全可靠、成本低、方便快捷、功能全面、适应性强的市政节段梁施工设备。
参考文献
[1]张质文，虞和谦，王金诺，等.起重机设计手册[M].北京：中国铁道出版社，1997.
[2]GB/T3811-2008起重机设计规范[S].
[3]GB6067.1-2010起重机械安全规程第1部分总则[S].
[4]王亮，周恒，张强.HZP1600节段拼装架桥机简介及施工研究.铁道标准设计，2012，10.
论文作者:罗亚容1,赵梦春2
论文发表刊物:《基层建设》2019年第7期
论文发表时间:2019/6/25
标签：天车论文; 架桥机论文; 悬臂论文; 油缸论文; 结构论文; 锚固论文; 泵站论文; 《基层建设》2019年第7期论文;