CQ-320斜拉索桥通用步履式吊梁机在箱梁吊装施工中的应用

　　摘要：东沙特大桥主桥钢箱梁施工采用一套CQ-320步履式架梁机进行施工，该架梁机曾经在湛江海湾大桥和杭州湾跨海大桥北航道钢箱梁吊装施工中使用过，在此前两座桥梁建设过程中就已经展现其优良特性，设计者在各杆件之间采用销接或高强螺栓连接方式，使得架梁机在运输过程中较为方便，安装拼装时也较为简单快捷，吊装钢箱梁的过程更加容易操作。
　　关键词：步履式吊梁机，箱梁吊装施工，应用
　　
　　1工程概况 
　　东沙特大桥东沙特大桥主桥为主跨338m混合梁斜拉桥，空间索面，全长518m，主梁采用钢箱梁与砼箱梁相接合的混合梁，钢箱梁与砼箱梁的接合段设在主跨距主塔中心41m处，钢箱梁上斜拉索索距为16m，砼箱梁上斜拉索索距为8m。钢箱梁总长296.75m，梁全宽38m，顶面宽36m，箱梁中线处梁高3.3m。钢箱梁总节段数为20节，其中JH钢砼结合过渡梁段1节，长为3m；M1梁段1节，长14.4m；M2~M18标准节段梁段共17节，长16m；M19梁段1节，长7.35m。
　　其中JH段和M19段采用500T浮吊吊装，直接吊装到水中支架上。M1~M17号梁段为标准节段，M18为中跨合拢段，均采用步履式架桥机吊装。
　　2CQ-320通用步履式斜拉桥架梁机施工中的应用
　　为满足东沙特大桥钢箱梁施工要求，现场只使用一套CQ-320T步履架桥机进行钢箱梁M-1～M-18梁段的吊装施工。
　　                          
　　                                                                             图1外观正视图
　　                    
　　                                                                   图2外观俯视图
　　根据钢箱梁的具体规格尺寸，架桥机外形定为长30米×宽14.7米×高8米。该机的额定起重重量为320t，起升高度为60m，起升速度为1.25m/min，行走顶推油缸推力为16t，行程为1200mm，由于CQ-320T步履架桥机是使用桁架组成，因此在投入使用前，进行CQ-320T步履架桥机的改装组拼、荷载试验工作。
　　2．1架桥机的拼装：
　　1）安装行走系统
　　首先场地清理，测量放样，定中线和边线。然后架梁机滑槽布置按测量放样定线布置，安装走道滑座4个，滑座底面焊接滑板。
　　2）安装机架
　　3）安装液压系统
　　4）安装后锚固系统
　　步履式架梁机在行走到吊装位置后，在吊装作业前架梁机后面必须进行锚固。锚固后必须进行严格检查，确定牢固后方可进行吊装作业。
　　5）安装起升机构系统
　　在两片后横梁上安装4台卷扬机公用底座。在公用底座上安装容绳量为800m的4台8t卷扬机，满足起吊高度50m的需要。在机架上设置钢丝绳限位装置。在上纵梁端安装8组定滑轮装置。安装三角吊架和7组动滑轮，按照钢箱梁设计坡度，调节三角吊架双头螺栓。串联缠绕钢丝绳。
　　6）安装可调节三角吊架机和装配吊耳
　　三角吊架为活动吊具，根据桥向纵坡不同安装尺寸、在空载的情况预先将吊架一边通过双头螺杆将吊架调至需要的尺寸，调节范围3630mm~4190mm，不允许在重载情况下调节。三角吊架装配吊耳加工的孔径要比钢箱梁装配吊耳的孔径大些，这样有利于穿销。吊架各部分通过销轴连接，起吊前必须检查各销子安装到位。吊装中跨合拢段钢箱梁时，拆除三角吊架，改用两台架梁机抬吊。
　　7）安装驾驶室
　　8）安装栏杆、梯子、人工走道
　　2.2架梁机定位
　　1）场地清理，包括每1m前铺一块□200×400×50mm钢板。
　　2）架梁机前移：解除后锚，顶升四个顶升油缸，顶升到架梁机滑座离开滑槽2cm绝不能超出滑槽的深度。拔出推拉油缸推拉销子，启动推拉油缸，前拉15m长的滑槽，推拉油缸行程为1m，滑槽每1m设置一个推拉挡块，共8个。油缸推拉6次，滑槽前移6m。利用前滑座和后滑座在滑槽里两点定线，所以滑槽前移永远保持直线。
　　2.3架梁机调平和锚固
　　1）架梁机吊装钢箱梁前必须事先整体机架调平和后锚固。
　　2）机架调平，利用锚固支座8个Φ46孔穿销，调节机架尾部高低，达到整个机架水平。
　　3）吊重以274t计，单一锚固点受力137t，每一锚固支座采用8个φ46高强螺丝和钢梁吊耳，即每个高强螺丝受力为17.1t。两个支撑点处则各预设8个φ48孔进行锚固，同样采用φ46高强螺丝锚固。
　　4）吊点处高强螺丝必须扭紧，扭矩一样大，受力均匀。
　　2.4架桥机荷载试验
　　1）试验工况
　　现浇箱梁及JH段浇注完成，且C1～C4、S1～S4安装完后，即安装桥面吊机并进行吊机荷载试验，此时吊机前支点落在现浇箱梁H1节段上。
　　2）荷载试验标准及试验目的
　　荷载试验标准按最重梁段M17节段（长16m，G=274.68t）的1.2倍进行试验，试验分两部分进行：首先进行1.1G的动载试验，其目的是检验起重机各机构和制动器的功能；最后进行1.2G的静载试验，其目的是验证起吊机各构件设计承载能力，检验各机构的制造质量。试验采用节段M1节段（长14.4m，重245.8t）配重采用配重块（5块4.5t,1块2t）与4φ210×400cm钢桶(厚度1.2cm)加水。
　　3）试验程序
　　起重机处于工作状态（起重机机架水平，后锚固座锚固），调节起重机幅度为10.6m，同时启动两台起升卷扬机，起吊M1节段钢箱梁（245.8t）作为试吊重物，试验分两步进行：
　　① 1.1倍超载进行动载试验
　　起吊重量：274.7t×1.1=302.2t
　　超载重量：302.2-245.8=56.4t
　　4φ210×400cm钢桶自重：10.72t
　　6块配重块重量：24.5t
　　每桶加水重量：（56.4-24.5-10.72）/4=5.3t，加水深度：1.53m
　　步骤如下：
　　a、应变计的设置。为了检测试验过程中桥面吊机主要构件的受力情况，保证试验过程中的安全，在桥面吊机的各主要受力构件上设置振弦式应变计，应变计的安装及检测由长沙理工大学东沙特大桥监控小组负责。在桥面吊机安装完成后测试各主要构件的初始受力情况，在试验过程中按照分级加载的情况分别测试各工况条件下的受力状况，然后与计算数据进行对比，以检验设计受力状况与实际受力状况是否吻合。发现异常及时停止试验，同时分析原因，以保证结构安全。
　　b、配重水箱安装。用浮吊将水箱按照要求吊放在钢箱梁顶面上。水箱处于吊点中间两条横隔板处，对称放置，低部垫平并焊平联连接。同时为了防止水箱在钢箱梁顶面滑动，将水箱与钢箱梁顶面临时焊接固定，待试验完毕后，委托山桥用碳刨刨除。
　　c、吊机与钢梁吊点连接。将桥面吊机的扁担梁落至钢箱梁上方，调整位置，将扁担梁上的吊耳与标准节段钢箱梁的吊耳连接好。
　　d、水箱注水。根据试验重量计算需要加水重量，并在水箱上面画出标志线（1.53m），然后利用两台抽水机向桶内抽海水，到标高线为止。
　　e、起吊。卷扬机进行两台联动起吊，使上下游各自达到20吨，然后继续起吊。荷载281.02t吨（M1节段与水桶重量）、302.2t吨两级别加载，每一级加载后稳压约3-5分钟。
　　f、最后吊机吊住302.2t重物，在1m高度起升范围内上、下起升各三次，完成动载试验。
　　②1.2倍超载进行静载试验
　　起吊重量：274.7×1.2=329.6t
　　超载重量：329.6-245.8=83.8t
　　4φ210×400cm钢桶自重：10.72t
　　6块配重块重量：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动载试验完毕，先将钢箱梁带水箱一并落放至原支点上，桥面吊机不受力，然后向水箱内加水，达到事先画出的标志线时（3.51m），达到1.2G重载，吊起100～200mm后制动并停车时间约15-20分钟，检查各构件、节点以及后锚点。静载试验时不需要进行紧急停车试验，只需要进行两台卷扬机联动试验。静载试验完成后要求将钢箱梁落放至麻袋上，然后再放出水箱内的水，将水箱吊离钢箱梁，进行标准梁段的正式安装。
　　2.5钢箱梁起吊安装
　　1) 标准节段钢箱梁吊装
　　钢箱梁驳运到桥面下水面预定位置，用4个锚机定位，起动起升机构，放下三角吊架。三角吊架与钢箱梁设吊耳之间穿销，穿销完毕，必须仔细检查各个吊点的收力情况之后，用两根杆件横向把两个三角吊架铰结起来，增加整个吊架的整体性。
　　钢箱梁起吊：先同时启动两组卷扬机，使吊点同时受力，调节四个吊点的平衡，然后慢慢起吊，钢箱梁起吊到离开浮运平驳10cm的高度时，停止起吊，静止停留2分钟，检查受力情况和钢箱梁平衡度，然后慢慢起吊，提升钢箱梁到桥面位置。
　　钢梁起吊到桥面位置时，与前一钢箱梁的水平间距达200-400mm，所以必须水平拉拢钢箱梁才能穿冲销和上高强螺栓。拉拢方法是：用几个手拉葫芦拉预先焊在钢箱梁面上的钢板，使钢箱梁之间的接触良好。
　　微调钢箱梁倾斜度，采用变幅油缸；微调三角吊架的前后吊点的高低，最终使钢箱梁与钢箱梁的孔位相吻合。
　　孔位吻合好后，立即穿冲销。先上连接四个角的冲钉，再间隔着安装成梅花形冲钉群，剩下的孔眼安装高强螺栓并初拧，然后再用高强螺栓逐一代替冲销，替换方法也是先中间后四周，高强螺栓安装好并扭紧。用千斤顶调整节段焊缝间隙，根据测量监控数据再微调钢箱梁位置、标高，最后开始栓焊连接。
　　2) 合拢段钢箱梁施工
　　完成中跨M17#梁段安装后，对已完成的钢箱梁节段进行调索，使箱梁标高线型达到预期目的，选择温差较小的时段开始吊装合拢段M18。
　　架梁机起吊合拢段就位，先选择适当温度临时固结与M17梁段接缝，并精确调整合拢段的标高、线型、焊缝间距等，进行焊接，再滑移M19梁段与M18进行焊接，完成中跨合拢。
　　3 结语
　　CQ-320步履式架梁机在东沙特大桥钢箱梁吊装施工中的使用，将一个标准节段施工的周期控制为8天，大大的节省了施工时间，在整个施工期间展现了其安全，高效，快捷的特性。在成本控制方面更是创造了良好的经济效应，单东沙大桥施工就节约成本约300万元。这样一个能大大节省人力，物力，财力的架梁机，值得在钢箱梁施工中更多的应用和推广。