一种应用在节段拼装架桥机上的适应于简支梁架设的假梁方案设计
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摘 要：本文主要介绍了节段拼装架桥机在架设简支梁时，设计一种假梁装置，满足架桥机的架设混凝土梁及过孔要求。
关键词：节段拼装架桥机;简支箱梁;假梁
中图分类号：U445 文献标识码：A 文章编号：1671-2064（2020）01-0133-02
0 引言
节段拼装架桥机是一种广泛应用于公路桥梁架设的一种施工设备，在一些大跨度或者不具备整孔箱梁运输的工程，可以考虑在梁场预制节段箱梁，分段运输至桥梁架设区，使用节段拼装架桥机进行架设，这种类型的桥梁在设计初期根据不同的情况分为连续梁以及简支梁两种连接形式，其中在架设简支梁工况时，由于桥墩墩顶空间小，以及架桥机支腿站位，混凝土梁钢绞线张拉等工序，设计一种新形式的假梁装置，来满足这个工况的作业需求，同时也加快了施工效率和安全性。
1 假梁使用工况说明
节段拼装架桥机在架设简支梁工况时，经常会出现狭窄的桥墩，这样的桥墩既不满足架桥机过孔前辅助支腿的站位，以及倒运中支腿的站位，在架梁阶段，同样需要有足够的中支腿站位空间，同时中支腿还不能和混凝土梁的钢绞线张拉孔操作空间干涉，针对以上工况需要，设计一种假梁装置，以图1的某型号节段拼装架桥机整机示意图为例[1]。
在图1所示的节拼架桥机中件7，即设计增加的假梁。假梁安装桥墩顶部的前半部分，与预埋在桥墩顶部的螺纹钢锚固。前中支腿支撑在假梁上。假梁的设计，需要避开张拉孔，对后期整体张拉带来便利。过孔时，前支腿也将临时支撑在假梁上。详细示意图见图2假梁站位示意图。
2 假梁设计计算
架桥机属于特种作业设备，假梁的组成为钢结构，需要预留复雜工况下载荷的安全系数，假梁的受力计算主要有两种工况，一是在重载工况下，即中支腿站立在假梁上，重载挂载满跨混凝土节段箱梁，此时假梁钢结构所受的应力最大，一是在过孔工况下，前辅助支腿站立在假梁上，由于是悬臂支撑，所以假梁存在翻转趋势，需要将架梁与桥墩预埋的精轧螺纹钢进行锚固，对假梁的结构应力以及精轧螺纹钢受力进行计算[2]。
2.1 重载工况，假梁的结构应力计算
通过计算可得出在满挂混凝土节段梁状态，假梁所受的的载荷F，再根据假梁定义的截面，得出假梁各个截面的几何参数，包括截面面积、截面惯性矩、x、y轴方向截面形心到边缘的距离、受力件偏角角度，受力杆件长度，计算出杆件的长细比，得出稳定系数，再依次计算假梁的稳定性。重载工况假梁受力示意图见图3。
2.2 过孔工况，假梁的结构应力及螺纹钢受力计算
将前辅助支腿支撑到假梁上以后，进行后中支腿及前中支腿的倒运作业，在天车吊运前中支腿到假梁上方时，前辅助支腿对假梁的载荷最大，此时，锚固的精轧螺纹钢也受力最大。将假梁作为一个整体，计算假梁的各截面几何参数，得出各截面的稳定性，确认在前辅助支腿支撑下，假梁的翻转点，利用等弯矩公式，得出假梁稳定所需要的螺纹钢拉力，再用得出的拉力验证螺纹钢的破断拉力安全系数。如图4过孔工况假梁的受力示意图。
在架桥机纵移过孔中，同时由于施工线路的纵坡影响，假梁作为主承重部件，会受到水平力，也需要计算假梁在水平力作用下的稳定性[3]。
3 有限元受力分析复核
假梁的结构需要完全的让出混凝土梁的张拉作业空间，桥墩的空间狭窄等因素决定了假梁的结构受力的复杂性。对于复杂的组成结构，目前的计算机有限元分析软件技术已经相当成熟，在完成对结构整体的设计选型后，使用三维软件solidworks做成三维化模型，使用软件进行有限元受力分析，更加精确直观的复核整体结构每个点的应力情况以及位移变形量。如图5所示，假梁的三维模型在重载工况整体应力示意图。
由图5中，我们可直观的看出假梁各个部位的应力值，最不利的应力位置点。保证结构整体的稳定性。
为了完整的适应连续简支梁架设，每台架桥机配备2套假梁，即可完成架桥机的循环作业，同时在架桥机上设置了一套辅助天车，专门用于安装、拆除假梁，不需要再使用汽车吊辅助作业，极大地实现了设备的一体化，也为客户节省了人员和机具的成本投入。
4 结语
我国的桥梁设计技术和桥梁施工水平已经处于国际领先地位，以前的施工设备已经不能满足越来越多样化的架梁设计，混凝土梁的样式也越来越多样化，客户对于架桥设备一体性要求越来越高，架桥机需要具备架设不同的工况的功能，既能架设简支梁工况，也能满足连续梁的架设，桥梁的曲线、坡度等因素，对架桥机的设计和制作都是很大的考验，在满足施工要求的前提下，安全、高效的施工，最大化的优化架梁设备，是架桥机的设计者一直要走的路。
参考文献
[1] 张质文，王金诺.起重机设计手册[M].北京：中国铁道出版社，2000.
[2] GB/T3811-2008.起重机设计规范[S].
[3] GB/T5001.钢结构设计规范[S].
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