CQ-320斜拉索橋通用步履式吊梁機(jī)在箱梁吊裝施工中的應(yīng)用
摘要：東沙特大橋主橋鋼箱梁施工采用一套CQ-320步履式架梁機(jī)進(jìn)行施工，該架梁機(jī)曾經(jīng)在湛江海灣大橋和杭州灣跨海大橋北航道鋼箱梁吊裝施工中使用過(guò)，在此前兩座橋梁建設(shè)過(guò)程中就已經(jīng)展現(xiàn)其優(yōu)良特性，設(shè)計(jì)者在各桿件之間采用銷接或高強(qiáng)螺栓連接方式，使得架梁機(jī)在運(yùn)輸過(guò)程中較為方便，安裝拼裝時(shí)也較為簡(jiǎn)單快捷，吊裝鋼箱梁的過(guò)程更加容易操作。
關(guān)鍵詞：步履式吊梁機(jī)，箱梁吊裝施工，應(yīng)用
1工程概況
東沙特大橋東沙特大橋主橋?yàn)橹骺?38m混合梁斜拉橋，空間索面，全長(zhǎng)518m，主梁采用鋼箱梁與砼箱梁相接合的混合梁，鋼箱梁與砼箱梁的接合段設(shè)在主跨距主塔中心41m處，鋼箱梁上斜拉索索距為16m，砼箱梁上斜拉索索距為8m。鋼箱梁總長(zhǎng)296.75m，梁全寬38m，頂面寬36m，箱梁中線處梁高3.3m。鋼箱梁總節(jié)段數(shù)為20節(jié)，其中JH鋼砼結(jié)合過(guò)渡梁段1節(jié)，長(zhǎng)為3m；M1梁段1節(jié)，長(zhǎng)14.4m；M2~M18標(biāo)準(zhǔn)節(jié)段梁段共17節(jié)，長(zhǎng)16m；M19梁段1節(jié)，長(zhǎng)7.35m。
其中JH段和M19段采用500T浮吊吊裝，直接吊裝到水中支架上。M1~M17號(hào)梁段為標(biāo)準(zhǔn)節(jié)段，M18為中跨合攏段，均采用步履式架橋機(jī)吊裝。
2CQ-320通用步履式斜拉橋架梁機(jī)施工中的應(yīng)用
為滿足東沙特大橋鋼箱梁施工要求，現(xiàn)場(chǎng)只使用一套CQ-320T步履架橋機(jī)進(jìn)行鋼箱梁M-1～M-18梁段的吊裝施工。
根據(jù)鋼箱梁的具體規(guī)格尺寸，架橋機(jī)外形定為長(zhǎng)30米×寬14.7米×高8米。該機(jī)的額定起重重量為320t，起升高度為60m，起升速度為1.25m/min，行走頂推油缸推力為16t，行程為1200mm，由于CQ-320T步履架橋機(jī)是使用桁架組成，因此在投入使用前，進(jìn)行CQ-320T步履架橋機(jī)的改裝組拼、荷載試驗(yàn)工作。
2．1架橋機(jī)的拼裝：
1）安裝行走系統(tǒng)
首先場(chǎng)地清理，測(cè)量放樣，定中線和邊線。然后架梁機(jī)滑槽布置按測(cè)量放樣定線布置，安裝走道滑座4個(gè)，滑座底面焊接滑板。
2）安裝機(jī)架
3）安裝液壓系統(tǒng)
4）安裝后錨固系統(tǒng)
步履式架梁機(jī)在行走到吊裝位置后，在吊裝作業(yè)前架梁機(jī)后面必須進(jìn)行錨固。錨固后必須進(jìn)行嚴(yán)格檢查，確定牢固后方可進(jìn)行吊裝作業(yè)。
5）安裝起升機(jī)構(gòu)系統(tǒng)
在兩片后橫梁上安裝4臺(tái)卷?yè)P(yáng)機(jī)公用底座。在公用底座上安裝容繩量為800m的4臺(tái)8t卷?yè)P(yáng)機(jī)，滿足起吊高度50m的需要。在機(jī)架上設(shè)置鋼絲繩限位裝置。在上縱梁端安裝8組定滑輪裝置。安裝三角吊架和7組動(dòng)滑輪，按照鋼箱梁設(shè)計(jì)坡度，調(diào)節(jié)三角吊架雙頭螺栓。串聯(lián)纏繞鋼絲繩。
6）安裝可調(diào)節(jié)三角吊架機(jī)和裝配吊耳
三角吊架為活動(dòng)吊具，根據(jù)橋向縱坡不同安裝尺寸、在空載的情況預(yù)先將吊架一邊通過(guò)雙頭螺桿將吊架調(diào)至需要的尺寸，調(diào)節(jié)范圍3630mm~4190mm，不允許在重載情況下調(diào)節(jié)。三角吊架裝配吊耳加工的孔徑要比鋼箱梁裝配吊耳的孔徑大些，這樣有利于穿銷。吊架各部分通過(guò)銷軸連接，起吊前必須檢查各銷子安裝到位。吊裝中跨合攏段鋼箱梁時(shí)，拆除三角吊架，改用兩臺(tái)架梁機(jī)抬吊。
7）安裝駕駛室
8）安裝欄桿、梯子、人工走道
2.2架梁機(jī)定位
1）場(chǎng)地清理，包括每1m前鋪一塊□200×400×50mm鋼板。
2）架梁機(jī)前移：解除后錨，頂升四個(gè)頂升油缸，頂升到架梁機(jī)滑座離開滑槽2cm絕不能超出滑槽的深度。拔出推拉油缸推拉銷子，啟動(dòng)推拉油缸，前拉15m長(zhǎng)的滑槽，推拉油缸行程為1m，滑槽每1m設(shè)置一個(gè)推拉擋塊，共8個(gè)。油缸推拉6次，滑槽前移6m。利用前滑座和后滑座在滑槽里兩點(diǎn)定線，所以滑槽前移永遠(yuǎn)保持直線。
2.3架梁機(jī)調(diào)平和錨固
1）架梁機(jī)吊裝鋼箱梁前必須事先整體機(jī)架調(diào)平和后錨固。
2）機(jī)架調(diào)平，利用錨固支座8個(gè)Φ46孔穿銷，調(diào)節(jié)機(jī)架尾部高低，達(dá)到整個(gè)機(jī)架水平。
3）吊重以274t計(jì)，單一錨固點(diǎn)受力137t，每一錨固支座采用8個(gè)φ46高強(qiáng)螺絲和鋼梁吊耳，即每個(gè)高強(qiáng)螺絲受力為17.1t。兩個(gè)支撐點(diǎn)處則各預(yù)設(shè)8個(gè)φ48孔進(jìn)行錨固，同樣采用φ46高強(qiáng)螺絲錨固。
4）吊點(diǎn)處高強(qiáng)螺絲必須扭緊，扭矩一樣大，受力均勻。
2.4架橋機(jī)荷載試驗(yàn)
1）試驗(yàn)工況
現(xiàn)澆箱梁及JH段澆注完成，且C1～C4、S1～S4安裝完后，即安裝橋面吊機(jī)并進(jìn)行吊機(jī)荷載試驗(yàn)，此時(shí)吊機(jī)前支點(diǎn)落在現(xiàn)澆箱梁H1節(jié)段上。
2）荷載試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)及試驗(yàn)?zāi)康?/p>
荷載試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)按最重梁段M17節(jié)段（長(zhǎng)16m，G=274.68t）的1.2倍進(jìn)行試驗(yàn)，試驗(yàn)分兩部分進(jìn)行：首先進(jìn)行1.1G的動(dòng)載試驗(yàn)，其目的是檢驗(yàn)起重機(jī)各機(jī)構(gòu)和制動(dòng)器的功能；最后進(jìn)行1.2G的靜載試驗(yàn)，其目的是驗(yàn)證起吊機(jī)各構(gòu)件設(shè)計(jì)承載能力，檢驗(yàn)各機(jī)構(gòu)的制造質(zhì)量。試驗(yàn)采用節(jié)段M1節(jié)段（長(zhǎng)14.4m，重245.8t）配重采用配重塊（5塊4.5t,1塊2t）與4φ210×400cm鋼桶(厚度1.2cm)加水。
3）試驗(yàn)程序
起重機(jī)處于工作狀態(tài)（起重機(jī)機(jī)架水平，后錨固座錨固），調(diào)節(jié)起重機(jī)幅度為10.6m，同時(shí)啟動(dòng)兩臺(tái)起升卷?yè)P(yáng)機(jī)，起吊M1節(jié)段鋼箱梁（245.8t）作為試吊重物，試驗(yàn)分兩步進(jìn)行：
① 1.1倍超載進(jìn)行動(dòng)載試驗(yàn)
起吊重量：274.7t×1.1=302.2t
超載重量：302.2-245.8=56.4t
4φ210×400cm鋼桶自重：10.72t
6塊配重塊重量：24.5t
每桶加水重量：（56.4-24.5-10.72）/4=5.3t，加水深度：1.53m
步驟如下：
a、應(yīng)變計(jì)的設(shè)置。為了檢測(cè)試驗(yàn)過(guò)程中橋面吊機(jī)主要構(gòu)件的受力情況，保證試驗(yàn)過(guò)程中的安全，在橋面吊機(jī)的各主要受力構(gòu)件上設(shè)置振弦式應(yīng)變計(jì)，應(yīng)變計(jì)的安裝及檢測(cè)由長(zhǎng)沙理工大學(xué)東沙特大橋監(jiān)控小組負(fù)責(zé)。在橋面吊機(jī)安裝完成后測(cè)試各主要構(gòu)件的初始受力情況，在試驗(yàn)過(guò)程中按照分級(jí)加載的情況分別測(cè)試各工況條件下的受力狀況，然后與計(jì)算數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比，以檢驗(yàn)設(shè)計(jì)受力狀況與實(shí)際受力狀況是否吻合。發(fā)現(xiàn)異常及時(shí)停止試驗(yàn)，同時(shí)分析原因，以保證結(jié)構(gòu)安全。
b、配重水箱安裝。用浮吊將水箱按照要求吊放在鋼箱梁頂面上。水箱處于吊點(diǎn)中間兩條橫隔板處，對(duì)稱放置，低部墊平并焊平聯(lián)連接。同時(shí)為了防止水箱在鋼箱梁頂面滑動(dòng)，將水箱與鋼箱梁頂面臨時(shí)焊接固定，待試驗(yàn)完畢后，委托山橋用碳刨刨除。
c、吊機(jī)與鋼梁吊點(diǎn)連接。將橋面吊機(jī)的扁擔(dān)梁落至鋼箱梁上方，調(diào)整位置，將扁擔(dān)梁上的吊耳與標(biāo)準(zhǔn)節(jié)段鋼箱梁的吊耳連接好。
d、水箱注水。根據(jù)試驗(yàn)重量計(jì)算需要加水重量，并在水箱上面畫出標(biāo)志線（1.53m），然后利用兩臺(tái)抽水機(jī)向桶內(nèi)抽海水，到標(biāo)高線為止。
e、起吊。卷?yè)P(yáng)機(jī)進(jìn)行兩臺(tái)聯(lián)動(dòng)起吊，使上下游各自達(dá)到20噸，然后繼續(xù)起吊。荷載281.02t噸（M1節(jié)段與水桶重量）、302.2t噸兩級(jí)別加載，每一級(jí)加載后穩(wěn)壓約3-5分鐘。
f、最后吊機(jī)吊住302.2t重物，在1m高度起升范圍內(nèi)上、下起升各三次，完成動(dòng)載試驗(yàn)。
�、�1.2倍超載進(jìn)行靜載試驗(yàn)
起吊重量：274.7×1.2=329.6t
超載重量：329.6-245.8=83.8t
4φ210×400cm鋼桶自重：10.72t
6塊配重塊重量：24.5t
每桶加水重量：（83.8-24.5-10.72）/4=12.515t，加水深度：3.51m
1.1G動(dòng)載試驗(yàn)完畢，先將鋼箱梁帶水箱一并落放至原支點(diǎn)上，橋面吊機(jī)不受力，然后向水箱內(nèi)加水，達(dá)到事先畫出的標(biāo)志線時(shí)（3.51m），達(dá)到1.2G重載，吊起100～200mm后制動(dòng)并停車時(shí)間約15-20分鐘，檢查各構(gòu)件、節(jié)點(diǎn)以及后錨點(diǎn)。靜載試驗(yàn)時(shí)不需要進(jìn)行緊急停車試驗(yàn)，只需要進(jìn)行兩臺(tái)卷?yè)P(yáng)機(jī)聯(lián)動(dòng)試驗(yàn)。靜載試驗(yàn)完成后要求將鋼箱梁落放至麻袋上，然后再放出水箱內(nèi)的水，將水箱吊離鋼箱梁，進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)梁段的正式安裝。
2.5鋼箱梁起吊安裝
1) 標(biāo)準(zhǔn)節(jié)段鋼箱梁吊裝
鋼箱梁駁運(yùn)到橋面下水面預(yù)定位置，用4個(gè)錨機(jī)定位，起動(dòng)起升機(jī)構(gòu)，放下三角吊架。三角吊架與鋼箱梁設(shè)吊耳之間穿銷，穿銷完畢，必須仔細(xì)檢查各個(gè)吊點(diǎn)的收力情況之后，用兩根桿件橫向把兩個(gè)三角吊架鉸結(jié)起來(lái)，增加整個(gè)吊架的整體性。
鋼箱梁起吊：先同時(shí)啟動(dòng)兩組卷?yè)P(yáng)機(jī)，使吊點(diǎn)同時(shí)受力，調(diào)節(jié)四個(gè)吊點(diǎn)的平衡，然后慢慢起吊，鋼箱梁起吊到離開浮運(yùn)平駁10cm的高度時(shí)，停止起吊，靜止停留2分鐘，檢查受力情況和鋼箱梁平衡度，然后慢慢起吊，提升鋼箱梁到橋面位置。
鋼梁起吊到橋面位置時(shí)，與前一鋼箱梁的水平間距達(dá)200-400mm，所以必須水平拉攏鋼箱梁才能穿沖銷和上高強(qiáng)螺栓。拉攏方法是：用幾個(gè)手拉葫蘆拉預(yù)先焊在鋼箱梁面上的鋼板，使鋼箱梁之間的接觸良好。
微調(diào)鋼箱梁傾斜度，采用變幅油缸；微調(diào)三角吊架的前后吊點(diǎn)的高低，最終使鋼箱梁與鋼箱梁的孔位相吻合。
孔位吻合好后，立即穿沖銷。先上連接四個(gè)角的沖釘，再間隔著安裝成梅花形沖釘群，剩下的孔眼安裝高強(qiáng)螺栓并初擰，然后再用高強(qiáng)螺栓逐一代替沖銷，替換方法也是先中間后四周，高強(qiáng)螺栓安裝好并扭緊。用千斤頂調(diào)整節(jié)段焊縫間隙，根據(jù)測(cè)量監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)再微調(diào)鋼箱梁位置、標(biāo)高，最后開始栓焊連接。
2) 合攏段鋼箱梁施工
完成中跨M17#梁段安裝后，對(duì)已完成的鋼箱梁節(jié)段進(jìn)行調(diào)索，使箱梁標(biāo)高線型達(dá)到預(yù)期目的，選擇溫差較小的時(shí)段開始吊裝合攏段M18。
架梁機(jī)起吊合攏段就位，先選擇適當(dāng)溫度臨時(shí)固結(jié)與M17梁段接縫，并精確調(diào)整合攏段的標(biāo)高、線型、焊縫間距等，進(jìn)行焊接，再滑移M19梁段與M18進(jìn)行焊接，完成中跨合攏。
3 結(jié)語(yǔ)
CQ-320步履式架梁機(jī)在東沙特大橋鋼箱梁吊裝施工中的使用，將一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)節(jié)段施工的周期控制為8天，大大的節(jié)省了施工時(shí)間，在整個(gè)施工期間展現(xiàn)了其安全，高效，快捷的特性。在成本控制方面更是創(chuàng)造了良好的經(jīng)濟(jì)效應(yīng)，單東沙大橋施工就節(jié)約成本約300萬(wàn)元。這樣一個(gè)能大大節(jié)省人力，物力，財(cái)力的架梁機(jī)，值得在鋼箱梁施工中更多的應(yīng)用和推廣。
