桥面吊机在我国斜拉桥建设中的应用及发展

2021-12-06李运波

装备维修技术 2022年3期

李运波

摘要：近年来，随着我国桥梁建设的快速发展，桥梁数量不断增加，建设速度不断加快。桥梁越来越多了。斜拉桥已成为大跨度桥梁的主要类型之一。桥面吊机是桥面吊装主要的专业设备，桥面吊机具有一定的结构强度和悬臂高度。在工作过程中，桥面吊机锚安装在桥上，主要包括钢架支撑系统、行走系统、锚固系统、提升系统、定位系统、电液系统，安全控制系统和控制系统。不仅提高了斜拉桥的施工效率，而且为斜拉桥的设计人员提供了更广阔的想象和施工空间。

关键词：桥面吊机;斜拉桥;建设;应用;发展

1我国斜拉桥发展情况及其结构特点

自1975年在四川和上海建成两座76米和54米斜拉试验桥以来，已经过去了40多年。这种在二战后复兴的桥梁，在有利的形势下取得了成功。在中国改革开放的历程下充分开发和推广，我国已建成100多座斜拉桥。

在现代大跨度桥梁中，斜拉桥是最为重要的一个组成形式。特别是在跨峡谷、海湾、河流、溪流难以建桥墩，以及地质原因不利于修建地锚的地方，对于桥型的选择，常常采用斜拉桥。其受力系统包括桥面系统、支撑桥面系统的索系统和支撑索系统的桥塔。斜拉桥不仅可以充分利用混凝土材料的抗拉性能和抗压性能，还具有良好的抗风和动力特性。由于其强大的对准能力和新的结构，它已成为现代桥梁工程中发展最快、最具竞争力的桥梁类型之一。

2桥面吊机的功能分类

2.1行走机构

行走机构主要由行走油缸、滑座、滑道、撑脚和液压系统等组成。前行走轨道 2 根，布置在前支点下;后行走轨道及滚轮组布置在后锚横梁中间。

从其原理方面来看，桥面吊机在行走时的原理为，当机架向前移动时，出现了较为固定的轨道，当向前移动轨道时，机架也是相对固定的，二者在进行向前滑动时，可以以交替的状态进行，使得步履行走可以实现。行走中，桥面吊机的步骤为：将安装在机架底部的三个油缸将桥面起重机升起，然后用两个水平油缸将水平导轨推到位，降下桥面起重机并使用水平油缸顶起吊机，向前移动并水平行走。转向轨向前移动一次，桥面起重机向前移动3m，转向轨在每个工作循环中移动两次。两侧滑撑采用不等高设计，使其可以与2%坡度施工相适应

2.2主桁架结构

主桁架采用Q345B 钢材，主要由上主梁、前支梁、后支梁、拉梁、底梁等主要受力杆件及其他辅助平联杆组成。主受力杆件均为二力杆，通过法兰板及销轴将上主梁、前支梁、后拉梁、底梁分别连接成两个稳定的三角形结构。桁架内部空间用于安放液压动力泵站及电控系统，并为施工操作提供工作平台。为便于运输，桁架采用法兰连接和销轴连接的开拆卸设计。

2.3液压提升机构

提升千斤顶采用整体式夹片夹持机构，可有效地保证所有夹片的开启 / 闭合;千斤顶内部采用导管形式，可避免钢绞线“窝缸”现象的发生。直徑为 17.8mm 的钢绞线的采用，可减少提升钢绞线的根数。提升千斤顶下方安放安全夹持器，当提升千斤顶或其他突发事件发生时，安全夹持器所有夹片夹紧。正常工作时，安全夹持器所有夹片处于松开状态。

2.4吊具机构

根据本工程的实际情况，吊具设计成如下结构形式，钢丝绳的使用可以适应不同宽度的钢箱梁。将活动分配器从重心调节座推开，即可调节钢箱梁的重心。同时，轮毂也可以通过垂直旋转进行调整。通过移动活动吊钉，可满足标准节段梁的吊装要求。

2.5锚固结构

前支点结构是由调整横梁和垫梁组成，通过与桁架底梁铰接布置于桥面吊机前端。每个调整横梁匹配两个垫梁，在吊装箱梁作业过程中，垫梁直接支撑在箱梁面板上，将桥面吊机的载荷均匀分配与2个支撑点之间，且分散对桥面的压力。后锚是桥面吊机受力的关键部位，通过销轴与连接座与梁段上的临时后锚点连接，在梁段吊装荷载条件下保持上拉状态。

3桥面吊机整体拼装及转运

3.1桥面吊机拼装

在实际应用中，通常在使用浮吊将靠近塔架的钢箱梁吊起后，应及时使用桥面吊完成梁标准节段的架设工作。为确保所有组装工作的效率和耐用性，组装工作首先在脚手架周围选择一个空地，并在汽车起重机的帮助下完成桥面起重机的组装。这保证了在塔附近区域的钢箱梁升起时，桥面起重机组装完成。

3.2桥面吊机转运

桥面吊机安装在码头上后，首先借助浮吊将桥面吊机安装在驳船上运至施工区域，然后将桥面吊机安装在钢箱梁面上在塔附近借助浮吊进行定位，完成定位后，可将钢箱标准梁升起。

3.3桥面吊机的使用要点

使用桥面吊机时，应重点关注起重机锚固系统的维护、吊装系统的保养和侧、中收横梁吊装段的调整。其中，承插锚固系统的维护是桥面起重机的重要内容之一，即在日常使用前，确保钢线张紧均匀，拆下主承插夹进行检查。发现夹片的消耗量超过需要时，应更换夹片。日常维护时，应每天擦亮窝夹内的熔渣。抛光和打蜡处理时可使用钢丝轮，抛光完成后进行外部维护;吊机安装过程中应指派专人对插座和钢丝卷的工作情况进行监控，如安装过程中出现异常情况，应及时处理;桥面吊机的前支撑应以侧空间的收起为基准，确定吊点的长度并进行响应的调整。

3.4桥面吊机施工应用

待吊箱梁段用运输船运至安装区底部并锚固定位，施工时必须同时降低两侧的分配器。其中分配器和钢箱横梁均采用无结绳环。对于连接形式，应仔细检查桥面吊机的主要位置，确定正确并与已完成的梁截面匹配后，将钢箱梁抬升到桥面上。

4我国桥面吊机目前存在的问题及未来发展趋势

4.1桥面吊机存在的问题

4.1.1大吨位桥面起重机设计自重较大，导致斜拉桥设计考虑桥面起重机重量因素较多，造成桥梁设计冗余过大，导致材料出现浪费的情况。

4.1.2大吨位桥面支座的设计动力源大多采用起重动力源，而在采用液压插座动力源方面，设计没有取得明显进展。

4.1.3桥面起重机设计中很少用到新材料、新技术和智能化。

4.2桥面吊机发展趋势

未来，我国斜拉桥建设将朝着超大跨度1000m以上、超大断面工厂工业化预制和超大断面就地架设和施工的设计趋势发展。而相应的吊装斜拉桥主梁施工设备的起重机，桥面起重机也将向轻量化、超大吨位起重、自动化、智能化、信息化方向发展。

在桥面起重机的设计中，寻找和使用新型轻质高强材料必将成为未来研究的重点。使用新型轻质和高强度材料替代当前类型的钢材和其他关键应力结构，可以显着减轻整机重量，减少桥梁设计中考虑桥面起重机自重而产生的剩余量，大大节省桥梁施工材料，其社会效益和经济效益也得到很大的提升。

5结语

综上所述，在设计桥面吊机的过程中，今后工作的重点研究内容将在于高质量、新材料的研究与应用。目前所运用的承重结构可以用高强新材料进行替换，使得整机的重量得到有效的减轻。同时，在施工中，有效的节约桥梁的材料，将实现经济和社会效益的不断提升，以此促进大吨位桥面吊机的不断发展。