一種應(yīng)用在節(jié)段拼裝架橋機(jī)上的適應(yīng)于簡(jiǎn)支梁架設(shè)的假梁方案設(shè)計(jì)

程愛(ài)國(guó)

摘 要：本文主要介紹了節(jié)段拼裝架橋機(jī)在架設(shè)簡(jiǎn)支梁時(shí)，設(shè)計(jì)一種假梁裝置，滿(mǎn)足架橋機(jī)的架設(shè)混凝土梁及過(guò)孔要求。

關(guān)鍵詞：節(jié)段拼裝架橋機(jī);簡(jiǎn)支箱梁;假梁

中圖分類(lèi)號(hào)：U445 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671-2064（2020）01-0133-02

0 引言

節(jié)段拼裝架橋機(jī)是一種廣泛應(yīng)用于公路橋梁架設(shè)的一種施工設(shè)備，在一些大跨度或者不具備整孔箱梁運(yùn)輸?shù)墓こ蹋梢钥紤]在梁場(chǎng)預(yù)制節(jié)段箱梁，分段運(yùn)輸至橋梁架設(shè)區(qū)，使用節(jié)段拼裝架橋機(jī)進(jìn)行架設(shè)，這種類(lèi)型的橋梁在設(shè)計(jì)初期根據(jù)不同的情況分為連續(xù)梁以及簡(jiǎn)支梁兩種連接形式，其中在架設(shè)簡(jiǎn)支梁工況時(shí)，由于橋墩墩頂空間小，以及架橋機(jī)支腿站位，混凝土梁鋼絞線(xiàn)張拉等工序，設(shè)計(jì)一種新形式的假梁裝置，來(lái)滿(mǎn)足這個(gè)工況的作業(yè)需求，同時(shí)也加快了施工效率和安全性。

1 假梁使用工況說(shuō)明

節(jié)段拼裝架橋機(jī)在架設(shè)簡(jiǎn)支梁工況時(shí)，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)狹窄的橋墩，這樣的橋墩既不滿(mǎn)足架橋機(jī)過(guò)孔前輔助支腿的站位，以及倒運(yùn)中支腿的站位，在架梁階段，同樣需要有足夠的中支腿站位空間，同時(shí)中支腿還不能和混凝土梁的鋼絞線(xiàn)張拉孔操作空間干涉，針對(duì)以上工況需要，設(shè)計(jì)一種假梁裝置，以圖1的某型號(hào)節(jié)段拼裝架橋機(jī)整機(jī)示意圖為例[1]。

在圖1所示的節(jié)拼架橋機(jī)中件7，即設(shè)計(jì)增加的假梁。假梁安裝橋墩頂部的前半部分，與預(yù)埋在橋墩頂部的螺紋鋼錨固。前中支腿支撐在假梁上。假梁的設(shè)計(jì)，需要避開(kāi)張拉孔，對(duì)后期整體張拉帶來(lái)便利。過(guò)孔時(shí)，前支腿也將臨時(shí)支撐在假梁上。詳細(xì)示意圖見(jiàn)圖2假梁站位示意圖。

2 假梁設(shè)計(jì)計(jì)算

架橋機(jī)屬于特種作業(yè)設(shè)備，假梁的組成為鋼結(jié)構(gòu)，需要預(yù)留復(fù)雜工況下載荷的安全系數(shù)，假梁的受力計(jì)算主要有兩種工況，一是在重載工況下，即中支腿站立在假梁上，重載掛載滿(mǎn)跨混凝土節(jié)段箱梁，此時(shí)假梁鋼結(jié)構(gòu)所受的應(yīng)力最大，一是在過(guò)孔工況下，前輔助支腿站立在假梁上，由于是懸臂支撐，所以假梁存在翻轉(zhuǎn)趨勢(shì)，需要將架梁與橋墩預(yù)埋的精軋螺紋鋼進(jìn)行錨固，對(duì)假梁的結(jié)構(gòu)應(yīng)力以及精軋螺紋鋼受力進(jìn)行計(jì)算[2]。

2.1 重載工況，假梁的結(jié)構(gòu)應(yīng)力計(jì)算

通過(guò)計(jì)算可得出在滿(mǎn)掛混凝土節(jié)段梁狀態(tài)，假梁所受的的載荷F，再根據(jù)假梁定義的截面，得出假梁各個(gè)截面的幾何參數(shù)，包括截面面積、截面慣性矩、x、y軸方向截面形心到邊緣的距離、受力件偏角角度，受力桿件長(zhǎng)度，計(jì)算出桿件的長(zhǎng)細(xì)比，得出穩(wěn)定系數(shù)，再依次計(jì)算假梁的穩(wěn)定性。重載工況假梁受力示意圖見(jiàn)圖3。

2.2 過(guò)孔工況，假梁的結(jié)構(gòu)應(yīng)力及螺紋鋼受力計(jì)算

將前輔助支腿支撐到假梁上以后，進(jìn)行后中支腿及前中支腿的倒運(yùn)作業(yè)，在天車(chē)吊運(yùn)前中支腿到假梁上方時(shí)，前輔助支腿對(duì)假梁的載荷最大，此時(shí)，錨固的精軋螺紋鋼也受力最大。將假梁作為一個(gè)整體，計(jì)算假梁的各截面幾何參數(shù)，得出各截面的穩(wěn)定性，確認(rèn)在前輔助支腿支撐下，假梁的翻轉(zhuǎn)點(diǎn)，利用等彎矩公式，得出假梁穩(wěn)定所需要的螺紋鋼拉力，再用得出的拉力驗(yàn)證螺紋鋼的破斷拉力安全系數(shù)。如圖4過(guò)孔工況假梁的受力示意圖。

在架橋機(jī)縱移過(guò)孔中，同時(shí)由于施工線(xiàn)路的縱坡影響，假梁作為主承重部件，會(huì)受到水平力，也需要計(jì)算假梁在水平力作用下的穩(wěn)定性[3]。

3 有限元受力分析復(fù)核

假梁的結(jié)構(gòu)需要完全的讓出混凝土梁的張拉作業(yè)空間，橋墩的空間狹窄等因素決定了假梁的結(jié)構(gòu)受力的復(fù)雜性。對(duì)于復(fù)雜的組成結(jié)構(gòu)，目前的計(jì)算機(jī)有限元分析軟件技術(shù)已經(jīng)相當(dāng)成熟，在完成對(duì)結(jié)構(gòu)整體的設(shè)計(jì)選型后，使用三維軟件solidworks做成三維化模型，使用軟件進(jìn)行有限元受力分析，更加精確直觀的復(fù)核整體結(jié)構(gòu)每個(gè)點(diǎn)的應(yīng)力情況以及位移變形量。如圖5所示，假梁的三維模型在重載工況整體應(yīng)力示意圖。

由圖5中，我們可直觀的看出假梁各個(gè)部位的應(yīng)力值，最不利的應(yīng)力位置點(diǎn)。保證結(jié)構(gòu)整體的穩(wěn)定性。

為了完整的適應(yīng)連續(xù)簡(jiǎn)支梁架設(shè)，每臺(tái)架橋機(jī)配備2套假梁，即可完成架橋機(jī)的循環(huán)作業(yè)，同時(shí)在架橋機(jī)上設(shè)置了一套輔助天車(chē)，專(zhuān)門(mén)用于安裝、拆除假梁，不需要再使用汽車(chē)吊輔助作業(yè)，極大地實(shí)現(xiàn)了設(shè)備的一體化，也為客戶(hù)節(jié)省了人員和機(jī)具的成本投入。

4 結(jié)語(yǔ)

我國(guó)的橋梁設(shè)計(jì)技術(shù)和橋梁施工水平已經(jīng)處于國(guó)際領(lǐng)先地位，以前的施工設(shè)備已經(jīng)不能滿(mǎn)足越來(lái)越多樣化的架梁設(shè)計(jì)，混凝土梁的樣式也越來(lái)越多樣化，客戶(hù)對(duì)于架橋設(shè)備一體性要求越來(lái)越高，架橋機(jī)需要具備架設(shè)不同的工況的功能，既能架設(shè)簡(jiǎn)支梁工況，也能滿(mǎn)足連續(xù)梁的架設(shè)，橋梁的曲線(xiàn)、坡度等因素，對(duì)架橋機(jī)的設(shè)計(jì)和制作都是很大的考驗(yàn)，在滿(mǎn)足施工要求的前提下，安全、高效的施工，最大化的優(yōu)化架梁設(shè)備，是架橋機(jī)的設(shè)計(jì)者一直要走的路。

參考文獻(xiàn)

[1] 張質(zhì)文，王金諾.起重機(jī)設(shè)計(jì)手冊(cè)[M].北京：中國(guó)鐵道出版社，2000.

[2] GB/T3811-2008.起重機(jī)設(shè)計(jì)規(guī)范[S].

[3] GB/T5001.鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范[S].