蒋纯洁 蒋昌盛

【摘要：】高速公路的路基中有大量的涵洞、通道。在涵洞施工时，经常会遇到施工面狭窄的路段，给涵洞盖板吊装带来诸多不便。为满足不同施工场景的应用，文章介绍了涵洞盖板桁吊设备的构造方案与应用要点。该设备具有自重小、载重能力大、通用性强、对狭窄场地特别有优势等特点，且保养维修简单、周转便捷，符合当下倡导绿色施工的理念。

【关键词：】涵洞盖板;吊装;设备

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0 引言

涵洞盖板吊装时，传统的施工方法需要对涵背的土方进行开挖拓宽，以满足运输车和吊车的工作面。对于一些特殊的冲沟地段，可能要花费大量的人力和物力，造成重复开挖回填，极度浪费资源。为了更好更快地安装涵洞盖板，本文将介绍一种“涵洞盖板桁吊”技术，以期为涵洞盖板安装工艺提供新的借鉴。

1 研究背景

桁吊也称为行吊、门桥式起重机，在土建、工程中极为常见，其两端坐落在高大的水泥柱或者金属支架上，桥架沿铺设在两侧高架上的轨道纵向运行，可以充分利用桥架下面的空间吊运物料，不受地面设备的阻碍，是使用范围最广、数量最多的一种起重机械。

涵洞是指在公路工程建设中，为了使公路顺利通过水渠不妨碍交通而设于路基下（修筑于路面以下）的排水孔道（过水通道）。通过涵洞结构可以让水路从公路的下面流过，或横跨大小道路作为人、畜和车辆的立交通道，或作为水渠便于农田灌溉。涵洞主要由洞身、基础、端和翼墙等组成。涵洞是根据连通器的原理，常用砖、石、混凝土和钢筋混凝土等材料修筑而成。

混凝土涵洞是最常见的涵洞形式，其包括下方的混凝土基础和混凝土底板，两侧为混凝土翼墙，翼墙上端设置台阶，台阶低处用于承放和定位混凝土预制盖板。在涵洞施工顺序中，先将基础和底板施工完毕，再浇筑翼墙，最后在翼墙上方盖上盖板。在盖上盖板的施工中，通常先使用卡车将预制好的盖板运输至现场，汽车吊也同时到达现场。汽车吊将卡车上的盖板逐一吊起，放到翼墙上，对正安装。在这一过程中，由于涵洞长度较长，对汽车吊吊臂的长度有较高要求。另外，由于翼墙上的盖板安装位置两侧一般仅留出6 cm左右的间隙，汽车吊吊臂在长距离的吊装作业中，对准位置放下盖板也需要操作员较高的操作技巧，费时费力。

在工程特定的环境中，亟须一种新设备解决难题，本文介绍的涵洞盖板桁吊就是其中的一种。

2 涵洞盖板桁吊的构造

涵洞盖板桁吊设备，包括两条平行轨道，在轨道上方各有一台行走小车，分别为固定端小车Ⅰ和活动端小车Ⅱ。每台行走小车下方设置有轮子，其中一个为驱动轮，通过电机和减速机构驱动行走[1]。在两台行走小车之间架设横梁，活动端小车Ⅱ与横梁间可以相对滑动。横梁上标有刻度，活动端小车Ⅱ上也有有刻度的读数标记。横梁上安装有手拉葫芦。涵洞盖板吊装时，桁吊可以跟随涵洞施工快速进行组装和拆除，使用完毕时，拆装运输到下一个施工工地重复进行使用，且可调整横梁的宽度，满足任何宽度涵洞的使用需求（见图1～4）。

3 涵洞盖板桁吊的关键创新点

涵洞盖板桁吊两端各有一台行走小车，每台小车设两个钢轮，其中一个为驱动轮，通用的电机和减速机构使得该设备运行可靠，保养方便。

横梁对应活动端小车Ⅱ的一端为活动端。活动端小車Ⅱ上设置倒梯形承载槽，横梁的截面为相匹配的倒梯形，并放置在承载槽内，承载槽还连接锁拉机构，且锁拉机构使用螺栓和横杆可将横梁的活动端与活动端小车Ⅱ锁紧。该设计充分考虑涵洞不同宽度的需求，巧妙地运用倒梯形的卡紧能力，简单地运用螺母调节，刻度标识精准，在实用性和便捷操作方面独具匠心。

倒梯形承载槽可以方便横梁的安装，而且在安装后，横梁截面侧壁与承载槽内侧壁紧密贴靠，防止产生串动。锁拉机构的两根锁紧螺栓下端固定在承载槽的两侧，螺栓上端分别通过螺纹连接拉杆的两端，将拉杆拉紧以锁死横梁，防止其上下脱出。

横梁上标识的0刻度由固定端开始，数值向活动端延续。刻度可帮助施工安装人员节省测量涵洞宽度的工作时间，在门吊安装过程中即可快速、方便、准确地读取和调节横梁跨径。

横梁对应固定端小车Ⅰ的一端为固定端。横梁固定端通过铰链与固定端小车Ⅰ连接，固定端小车Ⅰ上还设置弹簧支座与横梁连接。弹簧支座能起到减震的作用，可轻松应对轨道不平导致的4个轮子不在同一平面的问题，使该设备满足不同纵坡的涵洞工程要求，对于台帽平整度要求低。

横梁通过铰链能够在一定角度内进行旋转倾斜，弹簧支座布置成“八”字形，连接在倒梯形横梁截面的外侧，而两根轨道因施工误差并不一定完全水平。在此情况下，横梁可以与固定端小车Ⅰ之间产生一定程度的倾斜，以免刚性连接造成损坏。

手拉葫芦与横梁之间通过吊架连接。吊架由两部分销接组成，销接合并后箍紧横梁截面外轮廓。这种吊架的组合式设计，能满足各种规格的涵洞盖板，适应各种不同距离的吊点。吊架可以根据盖板吊环的位置，任意调整其位置，然后组装销接，将横梁箍紧，以适应不同宽度盖板的吊运。

桁吊上设置有电控柜。电控柜包括配电系统和无线遥控系统。电控柜安装在桁吊上方，随整机运动，无线控制加持，能减少各种线的干扰交叉，增加电线的使用寿命，杜绝安全隐患。操作人员通过无线遥控操作行走小车前进后退，方便实用。

该设备主要运用在涵洞、通道的盖板安装施工中，其施工包括以下步骤：

（1）涵洞的基础、底板和墙身施工完成后，在其台帽上沿铺装轨道。

（2）在轨道的上方依次安装行走小车、电机传动装置、弹簧支座、横梁、锁拉机构、吊架和手拉葫芦，最后安装电控柜，连接电缆。

（3）在工厂预制好的盖板运至现场，由吊车逐块将盖板吊上涵洞端部的台帽上方台阶处。

（4）当桁吊运行至盖板吊运位置，采用手拉葫芦逐个与盖板上的预埋吊环连接起吊，并运送至盖板预设位置安放。

（5）桁吊重新回到涵洞端部盖板吊运位置，重复步骤（4）的动作。

4 涵洞盖板桁吊的具体实施方式

该设备主要为自产自用。

（1）设计出详细的加工图，在设计时加入冗余和容错理念，既要满足当前使用的需要，又要为将来扩大吊装能力留下接口。尽量设计国标件，能采购的配件就不加工，能组装的部件就不焊定。

（2）加工好后，在车间进行试拼试吊，模拟现场可能出现的问题，增加限位、急停控制。全部配件标识清楚，小件应有备用件。

（3）采用有厢的货车进行运输，确保不遗漏、不丢失。

（4）在涵洞墙身施工完成后，安装本设备。安装时采用吊车辅助，操作人员应符合安全管理要求。

（5）吊装涵洞盖板时，运输车和吊车只需要在涵洞的一端或中间的某处，而不需要沿涵洞纵向全面开挖施工作业面。

（6）桁吊运行至盖板吊运起点位置，用4个手拉葫芦与盖板上的预埋吊环连接，起升10～20 cm，运送至盖板预设位置安放;桁吊重新回到起点吊运位置，循环作业。

（7）作业结束后，拆除至新的涵洞施工现场，或回收入库。

5 结语

“四新”技术一直是工程领域发展的动力，新设备的研发和应用，是推动工程革新发展的重要手段，是解决客观问题的有力举措，是自动化、智能化发展的必经之路。近年来，工程领域蓬勃发展，技术手段日新月异，国家大力鼓励科研创新。本文所述的涵洞盖板桁吊在预制盖板的安装上有着灵活方便的优点，同时也能减少因过度开挖工作面而产生的费用，最大程度保持原有的地质地貌，符合绿色发展理念，具有较高的经济价值和社会效益。

参考文献：

[1]周恩宪，张坤球，韦大川，等.一种桁吊设备及其应用[P].中国：ZL 2019 1 1420788.0，2019-12-31.