架桥机在南水北调演马庄公路桥箱梁架设中的应用

□赵志鹏（焦作水文水资源勘测局）

1 工程概况

焦作2段是南水北调中线工程黄羑段的第四设计单元，全长25.60 km，穿越煤矿区，地质条件复杂，最大填方段13 m，最深挖方段达40m。演马庄公路桥就位于深挖方段，挖深近30m，如利用吊车进行箱梁架设，需要在已开挖成形的渠道内回填吊装平台，且需要两台吊车同时抬动箱梁，在加大投资的同时，增加了安全风险。为加强施工管理，化解安全风险，减少投资、提高效益，该桥采用架桥机进行预制箱梁的架设。

2 架桥机选用及基本构造

2.1 架桥机选用

演马庄公路桥纵长215m，桥面净宽15m，为7跨预应力箱梁结构。左右岸边跨跨径为20m，其余单跨跨径为35m，箱梁共42片，桥梁轴线与总干渠夹角45°。为满足箱梁设计需要，选用了邯郸中铁桥梁公司DJ40单导轨架桥机，该机属单臂简支型，机臂能上下升降、前后伸缩、左右移动，可实现全幅梁片1次落梁到位。

2.2 架桥机基本构造

DJ40架桥机架梁跨径40m，额定起重量170t，架桥机总长73m，总高8m。主要由机臂、曲梁、横移机构、立柱、吊梁小车以及液压、电气控制系统组成。

2.2.1 机臂

机臂为架桥机主梁，是主要承载结构，为箱形截面，下部设有齿条。通过改变机臂固定方式，可实现机臂前后移动以及立柱的移动。

2.2.2 曲梁及横移机构

曲梁安装于立柱横梁上，为机臂的主要承载构件。横移机构与曲梁和立柱连接，并通过横移轨道实现全幅落梁作业。

2.2.3 立柱

该机共有4根立柱，通过改变立柱支撑组合，实现机臂、曲梁等不同部位的移动。

2.2.4 吊梁小车

吊梁小车通过滑轮组固定于机臂下方，吊运箱梁至安装位置。

2.2.5 横移轨道

横移轨道支承主机吊梁传递荷载，配合吊梁小车的前后移动将箱梁运送至安装位置。

3 预制箱梁架设

3.1 施工准备

包括测量放样、架桥机拼装及调试、架桥机横移轨道的铺设、支座安放等。架桥机组装完成后，进行全面检查，包括液压系统压力是否在允许范围，各部件动作是否正常等。正式架梁前由测量人员放出梁端线、边线及支座位置，在墩顶用墨线标示明确，等待橡胶支座安装完成，试吊运转正常后正式开始架梁。

3.2 喂梁

架桥机主机运行至指定位置后，等待喂梁。在箱梁预制场地利用2台80t汽车吊起梁，利用吊带固定箱梁，为加强成品保护并防止滑动，吊带与箱梁接触位置垫放硬杂木。检查被吊的箱梁与周围箱梁以及其它固定物无任何连接时吊起箱梁，运梁平板车进入吊起的梁板之下，将梁落在运梁平板车上。

运梁平板车将梁板送入架桥机主机尾部，用前吊梁小车吊起梁的前吊点，与运梁车配合将梁的后吊点运送至后吊梁小车起吊位置，后吊梁小车将箱梁吊起，完成喂梁。

3.3 架设箱梁

前、后吊梁小车通过机臂将箱纵向运送至相应跨度后，先落梁至墩台上方100～200mm，再横向移动至准确落梁位置。边梁架设时，将箱梁运至相应跨度后，落梁至墩台上方50～100 mm,利用曲梁上的横移油缸推动曲梁精确对位，使箱梁准确落于支座垫石上。落梁严格按照外边梁、外次边梁、中梁顺序进行。运送过程中应始终保持箱梁水平。

3.4 架桥机过孔

3.4.1 过孔工序

将1#柱与已架梁体用刚性拉杆固定，另用两个10t链条葫芦和钢丝绳将1#柱与已架梁体连接，保证1#柱在过孔过程中始终垂直。2#柱固定，3#柱升起，利用吊梁小车将机臂和3#柱前移；然后2#柱升起，3#柱固定，利用后吊梁小车带动2#柱前移。重复上述过程，将0、2、3#柱移至准确位置。用4个5t链条葫芦和钢丝绳将3#柱与已架梁体连接，并将0#柱垫平支稳，利用吊梁小车将1、2#柱移至准确位置后，准备进行下一跨箱梁架设。

3.4.2 注意事项

架桥机过孔是关键作业，如操作不慎可能造成安全事故。操作人员要参加培训并取得相应资格证，严格按操作规程进行施工作业。注意检查各运动元件是否可靠，特别是联合作业时，如前后吊梁小车与曲梁、机臂配合运动时应保证同步，否则应立即停止作业。各运动元件定位销的锁定和撤除应及时准确。

4 总结及建议

南水北调焦作2段演马庄公路桥于2011年8月12日开始箱梁架设施工，10月16日全部架设完成。箱梁架设过程平稳有序，安全受控。采用架桥机施工，避免了吊装平台回填和开挖，节约了投资，提高经济效益，安全性明显提高。但施工过程中也发生了1#柱固定不牢固而倾斜的意外。

4.1 注意事项

架桥机操作人员必须经培训并持证上岗，严格按操作规程操作。曲梁与机臂、曲梁与行车任何时候都必须有销连接，二者转换时要先连接后解除。过孔时各支柱位置必须有专人操作和监护，1#柱、3#柱要严格按要求可靠固定，严禁提前解除固定。架梁、过孔工况时，必须用水平仪、水平尺、线垂等工具测量机臂、横移轨道和立柱的水平、平行和垂直度。横移轨道必须支撑在梁梗或桥台的胸墙处，严禁支撑在无立肋的梁翼或挡土墙上。架设过程中和架设后应及时做好梁体支撑加固。架设过程中可采用梁体横隔板和湿接缝预留钢筋进行连接加固，架设后可先浇筑横隔板和连接端混凝土，使整个桥面形成整体，便于其它上部结构施工。非工作状态或停止架梁12h以上时，应用吊架将1、2#柱与横移轨道锁死，并将架桥机降至最低，做好防风防滑工作。

4.2 意见和建议

通过对施工过程的经验教训进行总结，提出以下意见和建议：一是结合工程实际和设备状况编制作业指导书，并进行全面细致的技术交底；二是要研究分析施工过程中可能发生的意外事件，制定应急预案，并储备抢险物资；三是施工过程中工程部门、技术部门、安全部门要密切配合，全程监控，确保质量、安全受控；四是优化架桥机液压控制系统，降低各运动部位起动、停车时引入的冲击，提高设备运行稳定性、安全性；五是在机臂上方安装防护栏，保证施工人员过孔时的人身安全。