步履式公路架桥机在复杂线形桥梁施工中的应用

（中交第二航务工程局有限公司，湖北 武汉 430040）

某高速公路项目地形以森林区为主，地表植被旺盛，且地势高差起伏较大，主线桥梁和匝道桥梁共计18座，线形设计复杂，以140m小半径曲线、7%大纵坡、6%大横坡和8.9m窄桥面等多种复杂条件组合，施工难度大。桥梁上部结构设计为预制U梁和长度为18m～40m预制小箱梁。设计平面图如图1所示。

一、主要技术参数

JQ200-42A步履式公路架桥机满足双向架设功能。架桥机结构主要包含主梁、前临时支腿、前支腿、中支腿、临时中支腿、尾支腿、前后上横梁、2台100t起重天车及吊具、电气系统和其他零星构件等，整机重量257t，具体结构如图2所示。

图1 项目设计平面图

图2 JQ200-42A架桥机结构图

架桥机额定起重能力200t，架设跨径42m，适用于I梁、T梁、小箱梁架设，有限起升高度桥面以上12.0m，天车起落速度0m/min～0.7m/min，吊梁横移速度0m/min～3m/min，吊梁纵移速度0m/min/min～5m/min，整机纵移速度0m/min～3m/min，整机横移速度0v～3m/min，前部油顶顶升能力2×150t，前部油顶有效行程3000mm，尾部油顶顶升能力4×40t，尾部油顶有效行程1000mm，适应最大纵坡±7%，适应最大横坡±6%，适应最小曲线半径为140m。

二、关键结构及特点

1.主梁结构。主导梁主要承载受力，上弦杆顶部设有纵行台车走行的轨道，下弦杆作为导梁纵移、支腿纵向移动的轨道。导梁采用空间三角桁架结构，各分段单元采用双销轴连接。主梁采用等强度设计原则，前端不设置引导梁，前部大车总成设置平、摇滚总成装置，过孔时，导梁前部在前一跨盖梁上方到位后，前部大车总成才通过摇滚装置前移就位，克服了设置引导梁的步履式架桥机过孔时，潜在的因前移惯性或操作时间差产生前冲的危险隐患。掉头施工方便，冲垮可实现一步半冲垮，确保过孔时安全稳定性。架桥机双主梁间有足够的净空7m，可满足在施工角度为45°转角时，各种梁板的宽度可满足3.2m，同时可满足大于200m的弯道架设要求。

2.前临时支腿。临时支腿位于导梁最前端，为分节式管柱结构，配以可调节400mm行程螺杆式伸缩千斤顶，以满足过孔要求并方便调整导梁的水平度。柱身顶部通过平面法兰与导梁底部连接。临时支腿主要用于跨孔作业时临时支撑架桥机前部。

3.前支腿。前支腿由反滚轮体系、支腿行程1000mm液压伸缩立柱、上横梁结构、下横梁结构、连接转盘和整机横移机构等组成。反滚轮体系支撑主梁、纵行桁车、起重小车和混凝土梁片的重量，其驱动机构是主梁前后纵移与支腿自身沿主梁纵向移动。伸缩立柱通过液压缸顶升立柱柱芯在柱套内滑动实现高度调整，调整到位后插上销轴固定柱芯与柱套，使液压缸不再承受载荷。前支腿上、下层横梁之间设有连接转盘，使上、下横梁相互转动以实现架设斜桥斜架。上、下横梁结构是承载构件，上层横梁两端安装反滚轮体系，下层横梁连接台车，上、下层横梁中心位置设有定心轴，上下横梁可相互旋转5°。在架梁作业时前支腿与导梁通过压板锁定。前支腿用于架梁作业是支撑主机与载荷，同时在跨孔作业时为整机提供两个可移动的支点。前部大车及起吊小车上设有转换平台，并标有刻度可方便地实现斜交调整。

4.中支腿。中支腿由反滚轮体系、上横梁结构、下横梁结构、连接转盘和整机横移机构等组成。反滚轮体系支撑主梁、纵行桁车、起重小车和混凝土梁片的重量，其驱动机构是主梁前后纵移与支腿自身沿主梁纵向移动。中支腿上下横梁设计为凹型，降低了喂梁高度方便喂梁。中支腿上、下层横梁之间设有连接转盘，使上、下横梁相互转动以实现架设斜桥斜架。上、下横梁结构是承载构件，上层横梁两端安装反滚轮体系，下层横梁连接台车，上、下层横梁中心位置设有定心轴，上下横梁可相互旋转5°。曲线架梁作业时中支腿反滚轮体系与主梁之间固定压板拆除，当前、中支腿错位移动时，使中支腿反滚轮自由滑动或电动微调其在主梁纵向长度距离，确保前、中支腿中心距保持不变。中支腿支撑主机与载荷，同时在跨孔作业时为整机提供两个可移动的支点。中部大车及起吊小车上设有转换平台，并标有刻度可方便斜交调整。过孔时，中部液压总成与前部平摇滚总成设计有两道刚性连接机构，导梁下部加强，与其余几道上部加强机构共同作用，更进一步提高架桥机过孔的整体性。

5.尾支腿。尾支腿位于导梁尾部，使用纵移机构行走至所需位置时，通过压板与导梁尾部下平面连接。尾支腿设有可伸缩的柱芯柱套结构，通过行程1000mm液压缸顶升柱芯调整高度，是架桥机喂梁时的一个重要支点，同时也是跨孔作业时的一个临时支点。

6.临时中支腿。临时中支腿由尾部拔线器、摇滚、滑移摆架及其他焊接件组成，临时中支腿可以在任意调换位置，可以灵活调整各支腿支撑跨度及位置，打破架桥机自身长度过长对于曲线转弯半径的限制，可以满足架桥机满足140m小曲线半径桥面行走施工，同时避免曲线施工中架桥机辅助支架的搭设。

7.天车总成、横梁纵车总成。天车、横梁纵车机架底座及横梁立柱全部采用箱型梁结构，强度高、刚性好、外形美观，吊梁小车主起升机构采用特制JM8卷扬机经12倍力，满足额定起吊100t，在绳筒设计时采用单卷筒多层缠绕，只要满足动滑轮组在最高点时卷筒钢丝绳与动滑轮的导入偏角≤2°即可保证不乱绳。天车横移及横梁纵车纵移通过变频行走，实现送梁及架设任何一片梁的平稳、快速、精确。

8.液压系统。液压总成油缸设计采用4个电子阀控制，4个油缸既可独立工作又可同时工作，由电控系统集中控制，支腿下部的万向调节块适应了各种不平整路面要求。

9.其他结构特点。架桥机起升高度距离桥面12m，起升小车纵移台车采用全驱设计，以满足坡度喂梁要求，起升钢丝绳尾绳固定采取特殊设计，满足低净空要求，确保起吊高度，可满足±7%坡度喂梁施工要求。架桥机中间、前部大车采用单轨设计，其优点是可实现首跨在桥墩上进行架设，采用侧喂梁或下喂梁的方式。架桥机中、前部大车其承载梁采用悬梁设计，可实现边梁架设一次到位，在吊边梁时天车、预制梁及大车重心重合，可保证架桥机重心永远在已经架设好的桥面内，不存在倾覆风险。走行机构采用变频技术，特别增加了边梁架设的就位、过孔时前部大车总成就位等，对操作有高精度要求核心动作的安全度与精确度，使设备工作更安全、更精确、更高效。

三、注意事项

架梁作业时插好立柱保险销，锁定前支腿反滚轮压板螺栓；架设斜交桥时，先调整整机角度，再调整纵移桁车角度，使两者的斜交角度相同并与桥梁斜交角一致；在吊梁工况时，将轨道调水平，水平度误差须≤0.5%；在横移轨道两端设置限位挡块，并保证限位装置有效；轨道下平面与桥面或桥台顶面之间用硬木支垫或钢支墩，支撑距离须＜1m；轨道的支撑点不得设于梁体翼缘板上或梁体纵缝上，以防止损坏梁体。

四、结语

相比传统施工技术，优化与改进后的架桥机可满足各种复杂条件下的小箱梁架设施工，安全性能稳定，经济成本低，工程的经济效益高；使用范围的拓展，可降低桥梁上部结构设计选型的复杂性；在小曲线桥梁区域的施工能力拓展，摒弃了传统地面机械吊装施工或者满堂支架施工的工艺，减少了山区桥梁施工的难度，同时也减少了施工对地面环境的破坏。