大跨度斜拉橋基本情況及架梁程序

    大跨度斜拉橋基本情況

    隨著橋梁建設(shè)的不斷發(fā)展，斜拉橋的橋型各異，就主塔而言有獨(dú)塔、雙塔、多塔；就斜拉索而言有單索面、雙索面、三索面。文中以汕頭宕石大橋?yàn)槔?，介紹雙塔、雙索面、三跨斜拉橋所用170t步履式架梁起重   機(jī)。汕頭宕石大橋?yàn)槿缧崩瓨?，其跨度?00m+518m+100ITI，橋面順橋方向最大坡度為4．5％，橫向最大坡度為2％，橋面距水面高約50m。主梁采用鋼箱梁，鋼箱梁節(jié)段長12m，寬31m，高3m，每節(jié)段標(biāo)準(zhǔn)鋼箱梁重170t，節(jié)段鋼箱梁之間的連接采用連接板栓接，連接螺栓高出橋面約45into。

    架梁程序

    1) 將節(jié)段鋼箱梁用駁船浮運(yùn)到橋位處正下方并定位；
    2) 利用步履式架梁起重機(jī)將鋼箱梁吊起并提升至橋面標(biāo)高；
    3) 將待架鋼箱梁與已架鋼箱梁進(jìn)行對位拼接，并安裝好永久斜拉索，使鋼箱梁的重量逐步轉(zhuǎn)移到斜拉索和已架鋼箱梁上；
    4) 步履式架梁起重機(jī)自動向前行走一個節(jié)段梁長度；
    5) 架梁起重機(jī)定位，將起重機(jī)前、后支點(diǎn)分別與已架箱梁錨固，準(zhǔn)備下一循環(huán)架梁。汕頭宕石大橋鋼箱梁架設(shè)，分別以兩主塔為對稱軸線同時對稱架梁，主跨至跨中合攏，故全橋共需4臺步履式架梁起重機(jī)同時作業(yè)。汕頭宕石大橋架梁起重機(jī)布置。

    步履式架梁起重機(jī)方案設(shè)計要點(diǎn)

    170t步履式架梁起重機(jī)在具有一定坡度的橋面上作業(yè)和自動向前、向后行走，行走時各行走機(jī)構(gòu)應(yīng)能自動跨越橋面箱梁拼接處螺栓障礙。起重機(jī)起吊箱梁進(jìn)行拼裝對位時，應(yīng)能實(shí)現(xiàn)箱梁水平移動和各方位自由轉(zhuǎn)動，以便待架箱梁和已架箱梁在高空立體快速、準(zhǔn)確拼裝對接。起重機(jī)自重力求減輕，以減小起重機(jī)作業(yè)至跨中時產(chǎn)生較大的力矩。為了滿足架梁基本要求，其方案設(shè)計要點(diǎn)如下：

    1) 起重機(jī)結(jié)構(gòu)采用兩片雙三角形桁架式結(jié)構(gòu)，起重力矩直接由機(jī)架前滑動支座和后錨固支座傳遞給已架鋼箱梁；
    2) 起重機(jī)行走機(jī)構(gòu)采用步履行走方式；
    3) 鋼箱梁拼裝對位裝置具有水平移動和各向自由轉(zhuǎn)動等功能；
    4) 起重機(jī)設(shè)置空載變幅機(jī)構(gòu)；
    5) 起重機(jī)前、后支點(diǎn)分別利用鋼箱梁吊點(diǎn)螺栓孔進(jìn)行錨固；
    6) 起升機(jī)構(gòu)設(shè)置安全保護(hù)裝置。

    步履式架梁起重機(jī)機(jī)構(gòu)組成及原理分析

    1．主體結(jié)構(gòu)

    主體結(jié)構(gòu)由兩片雙三角形桁架和橫向連接系組成，采用受力明確、傳力可靠、受風(fēng)面積小、用材較省的空間立體桁式結(jié)構(gòu)。起重力矩由兩片雙三角形桁架的前滑動支座和后錨固支座直接傳遞給已架箱梁，起重機(jī)不另設(shè)配重，減輕了整機(jī)自重。

    2． 起升機(jī)構(gòu)

    起升機(jī)構(gòu)由4臺安裝在機(jī)架底梁尾部兼作配重用的8t卷揚(yáng)機(jī)、起重鋼絲繩、定滑輪組、動滑輪組組成。4臺卷揚(yáng)為集中控制，可同時動作，也可單獨(dú)動作。起吊箱梁采用兩吊點(diǎn)的起升方案，每2臺卷揚(yáng)機(jī)為一組，鋼絲繩串聯(lián)穿繞，共同驅(qū)動一個動滑輪組吊點(diǎn)，當(dāng)同一組的2臺卷揚(yáng)機(jī)同時動作或單臺動作時，其與動滑輪組吊點(diǎn)的速度相差1倍，可實(shí)現(xiàn)提升鋼箱梁快速起升、慢速拼裝對位的功能。

    3．行走機(jī)構(gòu)

    行走機(jī)構(gòu)由液壓系統(tǒng)、行走油缸、機(jī)架頂升油缸、滑座、槽形走道等組成。4只垂直頂升油缸分別安裝在起重機(jī)底盤的前、后橫梁上；2只行走油缸分別裝在底盤兩側(cè)縱梁下面；前、后滑座分別安裝在底盤前支點(diǎn)和底盤中部，各滑座與底盤之間均為鉸接。槽形走道與底盤之間用液壓油缸連接，起重機(jī)前、后滑座與槽形走道在滑移過程中相互導(dǎo)向。170t步履式架粱起重機(jī)既可向前行走，也可向后行走，每一個工作循環(huán)行走距離為12m(箱粱節(jié)段長度)。

    4．空載變幅機(jī)構(gòu)

    空載變幅機(jī)構(gòu)由變幅油缸、機(jī)架前三角架變幅箱形拉桿、機(jī)架后三角架頂部箱形套、銷軸等組成。

    5．鋼箱梁拼裝微調(diào)對位裝置

    微調(diào)對位裝置由可調(diào)三角吊架、垂直偏心微動提升裝置、水平微調(diào)牽引裝置組成。

     可調(diào)三角吊架

    可調(diào)三角吊架是連接動滑輪組和鋼箱梁的傳力構(gòu)件，三角吊架的一根斜桿可伸長或縮短，從而改變?nèi)堑跫軇踊喗M中心相對鋼箱梁重心的水平投影位置，實(shí)現(xiàn)動滑輪組中心通過鋼箱梁重心軸線，并使鋼箱梁預(yù)先形成一定的斜度，基本滿足橋面縱向坡度拼裝要求。

    垂直偏心微動提升裝置

    垂直偏心微動提升裝置是在變幅油缸前端連接一根鋼絲繩，鋼絲繩通過起重機(jī)前端定滑輪組上部的導(dǎo)向滑輪直接提升三角吊架的前端。當(dāng)操縱變幅油缸伸縮運(yùn)動時，通過鋼絲繩偏心提升鋼箱梁前端，形成一個使鋼箱梁繞動滑輪組軸線轉(zhuǎn)動的力矩，從而實(shí)現(xiàn)微調(diào)轉(zhuǎn)動鋼箱梁，使其上平面斜度與已架設(shè)好鋼箱的橋面斜度基本一致，便于鋼箱梁上、下連接板拼裝對位。

    水平微調(diào)牽引裝置

    水平微調(diào)牽引裝置是在起重機(jī)前支點(diǎn)處與三角吊架之間用一電動葫蘆連接起來，在鋼箱梁提升到位、斜度調(diào)整好的情況下，將待架鋼箱梁向起重機(jī)方向拉攏，使鋼箱上、下面板拼裝間隙滿足連接板拼裝要求。

    6．安全保護(hù)裝置

    步履式架梁起重機(jī)設(shè)有重量限制器、起升高度限位器、急停裝置等安全保護(hù)裝置。重量限制器可顯示起重機(jī)吊點(diǎn)瞬時起吊重量，當(dāng)起重機(jī)超載時，可自動切斷卷揚(yáng)機(jī)回路電源，實(shí)現(xiàn)安全保護(hù)作用；起升高度限位器通過限制起重機(jī)起升高度，可防止鋼箱梁到位后卷揚(yáng)機(jī)過卷揚(yáng)；急停裝置在起重機(jī)進(jìn)行起吊作業(yè)出現(xiàn)異常情況時，可迅速切斷卷揚(yáng)機(jī)回路電源，實(shí)現(xiàn)安全保護(hù)作用。

    步履式架梁起重機(jī)的三種狀態(tài)

    1．行走狀態(tài)

     起重機(jī)行走分為上坡行走和下坡行走。在上坡區(qū)域行走時，起重機(jī)從主塔墩處3．5％的坡度向跨中行走，逐步行走至跨中坡度變?yōu)?。；在下坡區(qū)域行走，起重機(jī)從主塔處3．5％的坡度向前行走，坡度逐步變化到4．5％。起重機(jī)在行走狀態(tài)時，其底架與橋面平行。

     2．作業(yè)狀態(tài)

     起重機(jī)起吊作業(yè)時，兩根軌道與橋面固定，利用起重機(jī)機(jī)架后部兩只頂升油缸將機(jī)架基本調(diào)平，起重機(jī)前支點(diǎn)與軌道銷接，后支點(diǎn)與高度方向具有多檔銷孔的錨固支座銷接(錨固支座用高栓與鋼箱梁連接)，起吊作業(yè)時產(chǎn)生向上的拉力通過后錨固支座傳遞給鋼箱梁。

     3．非作業(yè)及避風(fēng)狀態(tài)

     起重機(jī)非作業(yè)時與起重機(jī)作業(yè)時固定狀態(tài)相同，但必須將三角吊架與已架好的鋼箱梁固定；起重機(jī)避風(fēng)狀態(tài)與非工作狀態(tài)固定相同，但必須將起重機(jī)后退三個節(jié)段鋼箱梁距離，以確保起重機(jī)避風(fēng)安全。

    隨著大跨度斜拉橋不斷發(fā)展和興建，大跨度斜度橋架梁用步履式架梁起重機(jī)現(xiàn)已系列化，不僅用于鋼箱的架設(shè)，同時應(yīng)用于混凝土節(jié)段箱梁的架設(shè)，有著廣泛的應(yīng)用前景，將為我國斜拉橋技術(shù)的發(fā)展做出較大貢獻(xiàn)。