大跨度斜拉桥基本情况及架梁程序

    1．1 大跨度斜拉桥基本情况

    随着桥梁建设的不断发展，斜拉桥的桥型各异，就主塔而言有独塔、双塔、多塔；就斜拉索而言有单索面、双索面、三索面。文中以汕头宕石大桥为例，介绍双塔、双索面、三跨斜拉桥所用170t步履式架梁起重机。汕头宕石大桥为三跨斜拉桥，其跨度为100m+518m+100ITI，桥面顺桥方向最大坡度为4．5％，横向最大坡度为2％，桥面距水面高约50m。主梁采用钢箱梁，钢箱梁节段长12m，宽31m，高3m，每节段标准钢箱梁重170t，节段钢箱梁之间的连接采用连接板栓接，连接螺栓高出桥面约45into。

    1．2 架梁程序
    1) 将节段钢箱梁用驳船浮运到桥位处正下方并定位；
    2) 利用步履式架梁起重机将钢箱梁吊起并提升至桥面标高；
    3) 将待架钢箱梁与已架钢箱梁进行对位拼接，并安装好永久斜拉索，使钢箱梁的重量逐步转移到斜拉索和已架钢箱梁上；
    4) 步履式架梁起重机自动向前行走一个节段梁长度；
    5) 架梁起重机定位，将起重机前、后支点分别与已架箱梁锚固，准备下一循环架梁。汕头宕石大桥钢箱梁架设，分别以两主塔为对称轴线同时对称架梁，主跨至跨中合拢，故全桥共需4台步履式架梁起重机同时作业。汕头宕石大桥架梁起重机布置。

    2 步履式架梁起重机方案设计要点

    170t步履式架梁起重机在具有一定坡度的桥面上作业和自动向前、向后行走，行走时各行走机构应能自动跨越桥面箱梁拼接处螺栓障碍。起重机起吊箱梁进行拼装对位时，应能实现箱梁水平移动和各方位自由转动，以便待架箱梁和已架箱梁在高空立体快速、准确拼装对接。起重机自重力求减轻，以减小起重机作业至跨中时产生较大的力矩。为了满足架梁基本要求，其方案设计要点如下：

    1) 起重机结构采用两片双三角形桁架式结构，起重力矩直接由机架前滑动支座和后锚固支座传递给已架钢箱梁；
    2) 起重机行走机构采用步履行走方式；
    3) 钢箱梁拼装对位装置具有水平移动和各向自由转动等功能；
    4) 起重机设置空载变幅机构；
    5) 起重机前、后支点分别利用钢箱梁吊点螺栓孔进行锚固；
    6) 起升机构设置安全保护装置。

    3 步履式架梁起重机机构组成及原理分析

    3．1 主体结构
    主体结构由两片双三角形桁架和横向连接系组成，采用受力明确、传力可靠、受风面积小、用材较省的空间立体桁式结构。起重力矩由两片双三角形桁架的前滑动支座和后锚固支座直接传递给已架箱梁，起重机不另设配重，减轻了整机自重。

     3．2 起升机构
    起升机构由4台安装在机架底梁尾部兼作配重用的8t卷扬机、起重钢丝绳、定滑轮组、动滑轮组组成。4台卷扬为集中控制，可同时动作，也可单独动作。起吊箱梁采用两吊点的起升方案，每2台卷扬机为一组，钢丝绳串联穿绕，共同驱动一个动滑轮组吊点，当同一组的2台卷扬机同时动作或单台动作时，其与动滑轮组吊点的速度相差1倍，可实现提升钢箱梁快速起升、慢速拼装对位的功能。

    3．3 行走机构
    行走机构由液压系统、行走油缸、机架顶升油缸、滑座、槽形走道等组成。4只垂直顶升油缸分别安装在起重机底盘的前、后横梁上；2只行走油缸分别装在底盘两侧纵梁下面；前、后滑座分别安装在底盘前支点和底盘中部，各滑座与底盘之间均为铰接。槽形走道与底盘之间用液压油缸连接，起重机前、后滑座与槽形走道在滑移过程中相互导向。170t步履式架粱起重机既可向前行走，也可向后行走，每一个工作循环行走距离为12m(箱粱节段长度)。

    3．4 空载变幅机构
    空载变幅机构由变幅油缸、机架前三角架变幅箱形拉杆、机架后三角架顶部箱形套、销轴等组成。

    3．5钢箱梁拼装微调对位装置
     微调对位装置由可调三角吊架、垂直偏心微动提升装置、水平微调牵引装置组成。

     3．5．1 可调三角吊架
     可调三角吊架是连接动滑轮组和钢箱梁的传力构件，三角吊架的一根斜杆可伸长或缩短，从而改变三角吊架动滑轮组中心相对钢箱梁重心的水平投影位置，实现动滑轮组中心通过钢箱梁重心轴线，并使钢箱梁预先形成一定的斜度，基本满足桥面纵向坡度拼装要求。

     3．5．2垂直偏心微动提升装置
     垂直偏心微动提升装置是在变幅油缸前端连接一根钢丝绳，钢丝绳通过起重机前端定滑轮组上部的导向滑轮直接提升三角吊架的前端。当操纵变幅油缸伸缩运动时，通过钢丝绳偏心提升钢箱梁前端，形成一个使钢箱梁绕动滑轮组轴线转动的力矩，从而实现微调转动钢箱梁，使其上平面斜度与已架设好钢箱的桥面斜度基本一致，便于钢箱梁上、下连接板拼装对位。

    3．5．3水平微调牵引装置
     水平微调牵引装置是在起重机前支点处与三角吊架之间用一电动葫芦连接起来，在钢箱梁提升到位、斜度调整好的情况下，将待架钢箱梁向起重机方向拉拢，使钢箱上、下面板拼装间隙满足连接板拼装要求。

     3．6安全保护装置

     步履式架梁起重机设有重量限制器、起升高度限位器、急停装置等安全保护装置。重量限制器可显示起重机吊点瞬时起吊重量，当起重机超载时，可自动切断卷扬机回路电源，实现安全保护作用；起升高度限位器通过限制起重机起升高度，可防止钢箱梁到位后卷扬机过卷扬；急停装置在起重机进行起吊作业出现异常情况时，可迅速切断卷扬机回路电源，实现安全保护作用。

     4 步履式架梁起重机的三种状态

     4．1 行走状态
     起重机行走分为上坡行走和下坡行走。在上坡区域行走时，起重机从主塔墩处3．5％的坡度向跨中行走，逐步行走至跨中坡度变为0。；在下坡区域行走，起重机从主塔处3．5％的坡度向前行走，坡度逐步变化到4．5％。起重机在行走状态时，其底架与桥面平行。

     4．2 作业状态
     起重机起吊作业时，两根轨道与桥面固定，利用起重机机架后部两只顶升油缸将机架基本调平，起重机前支点与轨道销接，后支点与高度方向具有多档销孔的锚固支座销接(锚固支座用高栓与钢箱梁连接)，起吊作业时产生向上的拉力通过后锚固支座传递给钢箱梁。
 
     4．3 非作业及避风状态
     起重机非作业时与起重机作业时固定状态相同，但必须将三角吊架与已架好的钢箱梁固定；起重机避风状态与非工作状态固定相同，但必须将起重机后退三个节段钢箱梁距离，以确保起重机避风安全。

    随着大跨度斜拉桥不断发展和兴建，大跨度斜度桥架梁用步履式架梁起重机现已系列化，不仅用于钢箱的架设，同时应用于混凝土节段箱梁的架设，有着广泛的应用前景，将为我国斜拉桥技术的发展做出较大贡献。