平潭大桥门式架槽机的研制与应用

摘 要：介绍了一种在钢桁梁内架设槽型梁的门式架槽机，重点分析了该架槽机的结构组成与施工工法。该架槽机可以在狭窄的钢桁梁内吊装铺设槽型梁，并可通过自身机构实现轨道的铺设。

关键词：钢桁梁;槽型梁;架槽机

0 引言

新建的福州至平潭铁路工程平潭海峡公铁两用大桥，桥墩SR49-SR64、N06-Z01采用简支钢桁梁结构，如图1所示，大桥为双层结合梁桥，上层为公路，下层为铁路。其中，铁路桥面采用双幅槽型梁布置，在纵向按节间长度进行分块。

槽型梁主要技术参数包括：槽型梁轮廓最大尺寸：长9.86 m、高1.3 m、宽4.855 m;槽型梁最大重量：62.7 t;单孔槽型梁数量：2×8块（2块/节段，共8节段）。

槽型梁架设前，上层公路桥面板已经铺设，此时已不能应用浮吊等起重设备架设。而常规喂梁方式中的后方喂梁因为没有提升点也无法实现架设。为了实现铁路槽型梁的架设，需要寻求一种新的解决途径。

1 门式架槽机的功能特点及技术指标

要想顺利解决上述问题，必须研制出一种吊具可自动旋转的门式起重机，使其能够在相邻的桁架空间中，从下方将槽型梁提升至桥面，然后将吊具旋转90°，完成左幅或右幅梁的架设。因空间有限，此架槽机必须能实现自动倒轨功能，只有这样才能实现槽型梁的架设。

以上便是钢桁梁内架槽机的基本功能特点，其主要技术指标如表1所示。

2 架槽机的总体组成

图2（a）、图2（b）、图2（c）分別为架槽机的总体布局正视图、侧视图、俯视图，图3为架槽机在钢桁梁中的应用实况。

架槽机主要包括金属结构、天车、大车机构、轨道、顶升机构、链条驱动装置、电气系统、液压系统和梯子平台等部件。

3 架槽机的关键技术设计

3.1    金属结构

金属结构主要由主梁、横梁和支腿组成，形成一个稳定的结构。整个金属结构都是由Q345B钢板拼成的箱型构件，主梁及横梁之间、横梁和支腿之间均采用法兰连接。金属结构能满足相关规范的受力要求，构件满足公路运输要求，单件重量不超过20 t，按需设置安装吊耳。

为方便整体吊装，横梁设有折叠接头，折叠式主梁如图4所示。钢构件易积水处设置了排水孔以防积水。

3.2    天车

天车总成如图5所示。

起升卷扬机采用两台JM6.5 t卷扬机，由变频电机驱动，电机功率15 kW×2。变频调速控制，能保证负载下放和起升的安全操作。为了保证起升机构绝对安全可靠，制动方式采用双制动方式。主起升设有超载限制器，当载荷达90%的额定载荷时报警，超载限制器会发出报警声，当载荷达105%的额定载荷时，切断主接触器电源。

卷筒轴上装有起升高度限制器，能准确控制吊具起升和下降，保证卷筒不出现过绕、欠绕等危险现象。钢丝绳采用国内知名品牌，型号为6*37S+FC-%c22-1770。滑轮设置防钢丝绳跳槽装置，滑轮组倍率为12。动滑轮组中心吊杆设置两台减速电机，用于驱动吊具旋转，旋转速度为0.5 r/min。

吊具横梁和纵梁采用Q345B材质钢材制作，与动滑轮组吊杆连接，能实现360°回转。所有调整由无线遥控，操作人员可以在拼接梁面范围内的适当位置进行作业。

吊具采用软吊带+吊杆连接，适应各种不同的槽梁梁型吊装。

吊具两侧的吊带，一侧采用两点吊形式，吊带为两根型号为R02320 t-2.5 m的环眼吊带;另一侧采用一点吊形式，吊带为一根型号为R02-20 t-5.3 m的环眼吊带，吊带安全系数为6。吊杆为？准40 mm精轧螺纹钢，强度等级为PSB930。

3.3    大车机构

行走大车共4件，如图6所示，车轮全部为从动形式，车轮直径？准400 mm。

行走大车为双轨形式，并设置有反挂轮和缓冲器，设置两件链条驱动装置，每侧轨道布置一件。驱动装置采用链条+链轮驱动形式，驱动采用三合一减速电机TKAF108-VE5.5-4P型，功率为5.5 kW×2。链条驱动装置有两个作用：一是驱动整机在轨道上行走;二是将轨道向前倒运。

3.4    顶升机构

顶升机构共有4处，如图7所示，分布在四条支腿下方。在每个支腿内侧设置一个顶升油缸，油压行程300 mm。顶升垫墩距离钢桥表面间隙为100 mm。视现场情况，在垫墩下方垫上枕木或垫板，整机顶升200 mm。

4 施工步骤

架槽机架梁及走行过孔施工步骤如下：

（1）架槽机安装完成后，准备架设左幅槽梁;架槽机吊具旋转90°后，从桥底取梁，如图8所示。

（2）下方槽梁至距钢梁面500 mm左右时，吊具反向旋转90°，并调整好槽梁的方向，小车运行至设计位置下放吊具，完成左幅槽梁的架设，如图9所示。

（3）架槽机走行至i-3#和i-2#跨中，取右幅槽梁，调整方向后，大车走行至i-4#和i-3#跨中，完成右幅槽梁的架设，如图10所示;重复上述步骤，完成i-3#至i-1#跨内所有槽梁的架设。

（4）架槽机走行至i-1#和i#跨中，取右幅槽梁，将右幅槽梁存放至已架梁面上，如图11所示。

（5）按前述步骤架设最后一跨左幅槽梁;取回存放的右幅槽梁，完成右幅槽梁架设，如图12所示。

（6）架槽机施工完最后一跨后，走行至图示位置，启动竖向顶升装置，将整机顶起至大车车轮脱离轨道5～10 mm;整机将防风锚固装置安装到位，解除轨道梁与钢梁间的连接，保证其处于自由状态，准备前移轨道梁。架槽机过孔准备如图13所示。

（7）轨道梁前移两跨并锚固到位;解除架槽机的防风锚固装置，启动竖向顶升装置，将整机下落至大车车轮落在轨道梁上。轨道梁前移如图14所示。

（8）重复步骤六、七，完成架槽机过孔，如图15所示;整机进入下一个施工循环。

5 制造安装试验

完成架槽机的图纸设计、审核和审查之后，架槽机在秦皇岛天业通联公司制造厂加工制造。按照专门编制的工艺流程和质量检验检测标准，在监造工程师的监督下，用了2个月时间完成了架槽机的厂内制造、试拼装和验收。在工地现场用了1个月的时间完成了实机的安装、调试和试运转，最后由特种设备检测机构进行了型式试验，试验的主要内容是对吊装槽型梁进行全过程监测。试验结果合格。目前已顺利完成了所有槽型梁的架设工作。

6 结语

本文介绍的架槽机遵循了可靠性、实用性、先进性和经济性的设计理念，顺利完成了钢桁梁内槽型梁的铺架施工。随着我国建设工程的不断增加，这种型式的架槽机为同行施工提供了借鉴。

[参考文献]

[1] 起重机设计规范：GB/T 3811—2008[S].

[2] 钢结构设计标准：GB 50017—2017[S].

[3] 通用门式起重机：GB/T 14406—2011[S].

收稿日期：2020-01-02

作者简介：张强（1981—），男，辽宁朝阳人，工程师，研究方向：机械管理。