电动机械提梁机在钢-混组合箱梁预制桥面板安装中的应用

杨宏

摘要：本文以甘肅省兰州市某公路工程建设项目桥梁工程上部结构施工为例，对双向六车道一级公路桥梁上部为宽幅钢波纹腹板-混凝土组合箱梁双钢梁的箱间预制桥面板安装施工工况进行分析，主要从工艺原理、施工准备、测量放样、预制桥面板运输、电动机械提梁机起吊、预制桥面板安装架设等内容。针对该种施工条件，通过专门设计制作的轮胎式电动机械提梁机，将预制桥面板快速安装至钢波纹腹板-混凝土组合箱梁双钢箱梁箱之间预定位置上。提高了施工安全性和稳定性，加快了施工进度和生产效率，减少了燃油消耗和车辆尾气的排放，对减少施工成本、提升安全环保文明施工水平都具有良好的效用。

关键词：电动机械提梁机组合箱梁预制桥面板 架设安装

中图分类号：U445.4

Application of Electric Mechanical Girder Cranes in the Installation of the Prefabricated Bridge Decks of Steel-Concrete Composite Box Girders

YANG Hong

（Gansu Yuanlong Road and Bridge Mechanization Highway Engineering Co.， Ltd.， Lanzhou， Gansu Province， 730010 China）

Abstract： Taking the construction of the superstructure of the bridge project of a highway construction project in Lanzhou City， Gansu Province as an example， this paper analyzes the installation and construction conditions of prefabricated bridge decks among the boxes of the two-way six-lane first-class highway bridge， the upper part of which is a double steel girder with the wide steel-corrugated web-concrete composite box girder， mainly including the process principle， construction preparation， surveying and setting out， transportation of prefabricated bridge decks， lifting of electric mechanical girder cranes， installation and erection of prefabricated bridge decks， etc. For this construction condition， a specially designed and manufactured tire-typed electric mechanical girder crane is used to quickly install prefabricated bridge decks to the predetermined position among the boxes of the double steel box girder with the steel-corrugated web-concrete composite box girder， which improves the safety and stability of construction， accelerates the construction progress and production efficiency， reduces fuel consumption and vehicle exhaust emissions， and has good effects on reducing construction costs and improving the level of safe， environmentally-friendly and civilized construction.

Key Words： Electric mechanical beam lifting machine; Composite box girder; Prefabricated bridge deck; Erection and installation

当前公路交通运输建设正在进行快速发展，大量的公路建设项目陆续开工，其中桥梁工程的数量和里程显著增加，各种桥梁结构也不断出现，这就需要大批桥梁上部预制构件的安装架设设备。轮胎式提梁机[1]运用于箱间桥面板架设运输技术已经成熟，但其构造和参数多数为按照具体工况经过验算进行适用性改造后使用，无专门规范规定。在《公路桥涵施工技术规范》（JTG/T 3650-2020）规定了构件运输应符合的施工技术规定，在《公路工程施工安全技术规范》（JTG F90-2015）规定了构件运输应符合的施工安全规定。电动机械提梁机在已架设的钢箱梁上行走，安装桥面板，该施工方法安装箱间预制桥面板，具有性能可靠，安全设施齐全，整机结构合理，运转平稳，操作舒适，维修方便，抗倾覆稳定性好，机动性良好，安装效率高，操作简单方便的特点。

1 工程项目概述

本施工技术应用于甘肃省兰州市某公路改建工程项目，该项目设计钢波纹腹板-混凝土组合箱梁桥8座，箱间预制桥面板架设共计1054片。为了解决钢波纹腹板-混凝土组合箱梁箱间预制桥面板安装安全、施工效率及安装成本这几个问题，通过对钢波纹腹板-混凝土组合箱梁桥单幅桥面上双钢箱梁箱间净宽度7.5m，以及箱间安装规格尺寸为7.15m×4.4m×0.25m的钢筋混凝土预制桥面板结构形式特点和施工工况进行研究分析，在箱间预制桥面板安装过程中采用轮胎式电动机械提梁机架设桥面预制板，解决了传统汽车吊安装效率低、安装成本高、对已架设桥面结构桥面系施工干扰大的问题。

2 电动机械提梁机在钢-砼组合箱梁预制桥面板安装中技术要点

2.1 工艺原理

（1）采用电动机械提梁机安装钢波纹腹板-混凝土组合箱梁箱间预制桥面板时，由桥面板运输车、轮胎式电动机械提梁机两大设备配合完成，箱间预制桥面板安装包括运输上桥、桥面运输、逐孔架设三大工序。

（2）箱间预制桥面板在梁场完成后，利用运输车将桥面板由预制场运输至安装工位点，采用轮胎式电动机械提梁机运输至安装位并完成安装。轮胎式电动机械提梁机由小型龙门架、卷扬机、液压系统和转向组成。采用电动机、减速机构驱动。配备电控操作系统，自身体积小、重量轻，机动灵活，解体运输方便，使用成本低；使用安全可靠，同步性能好。

（3）采用轮胎式电动机械提梁机安装箱间预制桥面板，跨间安装桥面板顺序由桥梁一端至另一端，每跨箱梁梁端一侧向另一侧进行安装。

2.2 施工准备

2.2.1现场准备

（1）对施工现场桥头段50m范围内地面进行平整、压实，保证电动机械提梁机行走平稳。临时道路必须全部按照不大于6%综合坡度、不小于R=200的曲线半径，严格整平压实，以便载重运输预制桥面板车辆行走和调头。

（2）清理施工范围内的场地并进行围挡，设立警戒线。

（3）为防止架设后板底污渍无法清理，在预制场桥面预制板检查台上提前擦除预制板的板底污染；为防止桥面板架设时相邻板的预埋钢筋外露部分挤压、割断预应力波纹管预埋的外露部分，提前割除外露的预埋波纹管富余长度部分，仅留10cm便于与相邻预应力波纹管进行连接；为防止桥面板吊装[2]过程中和吊装后虚混凝土块掉落造成高空坠物，提前清除预制板四周虚混凝土块，清理负弯矩槽口泡沫胶，并检查体外束预埋锚垫板后方混凝土应密实。

（4）按照临电规范接通施工临时用电，配电箱必须防雨，配齐临时用电安全保护措施。室外设置的电焊机、砂轮机等设备上部应搭设雨棚，下部采取支垫离地20 cm方法防止雨水浸泡。现场使用的电缆线、电线等严禁浸泡在雨水中或铺设在潮湿的地面上，应当架空安装或埋地及设置安全可靠的防护措施。

2.2.2 技术准备

（1）组织全体吊装施工技术管理人员对照施工图纸进行审查，对预制场桥面板存放位置和规格型号进行排查，确保待架设的预制板类型规格和数量准确。

（2）按照施工现场条件和资源配置情况编制预制桥面板架设施工[4]技术方案，对所需材料进行采购进场，确保充足的数量，以满足连续施工的要求。

（3）组织施工机具、机械设备进场，并经过检修能保证正常运转。

（4）安排劳动力组织，做到工种配套，对工人进行技术、安全教育。

2.3 测量放样

（1）架设施工[5]预制桥面板前，对待架设桥梁的跨径线，预制桥面板纵、横向边缘线、平面位置等进行放样，对预制安装桥面板的四角的标高进行测量。

（2）在架设桥面板前核对设计位置对应板块的类型和编号，针对不同位置和规格的预制桥面板，根据图纸定出桥面板架设平面位置，严格控制桥面板安装位置准确。

（3）在待架区单幅两片双钢箱主梁弹出架设桥面板的中心线、边缘线、位置轮廓线，提前放样出预制桥面板四周预留的纵横向外露钢筋在主梁的位置。架设桥面板完毕后应及时整理好资料。

2.4 电动机械提梁机试验准备

電动机械提梁机使用前应进行试验检查，包括设备检查准备、设备空负荷试验、静负荷试验和动负荷试验。以上各个步骤在前一步骤未合格之前，不得进行下一步骤的试运转。

2.4.1 电动机械提梁机空载试验

设备组装完成后检查操作方向应与电动机械提梁机的各机构设计的运转方向相符；分别开起行走和提梁机构的电动机，检查电机运转应该正常，制动电机应该按照设计动作准确及时的动作，各限位形状及安全装置动作应该准确、制动应该可靠；放缆和卷缆的速度应与相应的机构速度相协调。

2.4.2 电动机械提梁机静载试验

先开动起升机构进行空负荷升降操作，并使天车在顶部全行程上进行往返运行，各机构应无异常现象。在试车过程中，要对每一台电机的空载电流情况进行专人检测，并做相应记录，便于及时根据测试进行维修和调整。

2.4.3 电动机械提梁机动载试验

动负荷试运转应针对各个机构、全行程进行。各个机构的动作应操作平稳、灵敏可靠，安全保护装置、联锁连动装置和限位装置的动作应准确可靠。试运行检测人员要检测主钩电机的电流，检查是否均衡一致，并检查各接线点无打火、发热现象，设备安装稳固，行走顺畅。

2.5 桥面板初步定位

2.5.1 在现场采用电动机械提梁机进行卸车并安装

吊桥面板顺序由单幅一头主跨向另一头，跨内从每跨箱梁梁端一侧向另一侧进行安装。

（1）在桥面预制板四角预留吊环上起吊，钢丝绳与桥面板的夹角应满足规范要求。起吊作业时电动机械提梁机应保持行走锁定，不准前后行驶，禁止用斜拉法拖拽起吊。

（2）吊物吊离运梁车高度10～20cm后需宜稍停，待检查吊钩、钢丝绳、卡环、预埋吊环等构件应受力正常，且桥面板平稳后，才能继续起吊。电动机械提梁机切忌急起、急停，突然受力。

（3）施工区域和非施工区域的隔离设施，设立必要的警示标志。

2.5.2 橋面板的架设及就位

桥面板安装采用小龙门在已架设的钢箱梁[3]上行走，到达既定位置安装桥面板。电动机械提梁机依照吊装架设顺序，从待机区域运行到起运梁车位置，下落并连接吊具，检查连接是否牢靠、安全，检查吊具、钢丝绳是否能够均匀受力起吊桥面预制板，如果不能，操作电动机械提梁机小车走行调整。

（1）走行对位。桥面预制板起吊后，通过操控提梁机走行系统前后移动，在纵向对中桥面板中线与对应设计位置线；通过操控提梁机横移小车左右移动，在横向对中桥面板中线与对应设计位置线。

（2）吊板起升。一切准备工作就绪，各项检查无误后，开始起吊。如果一切正常则继续起升至吊桥面板纵移所需高度。在整个的起吊梁的过程中，吊装指挥和操作司机都要注意观察和控制桥面板起升的水平情况并及时调整，保证预制桥面板均匀、平稳、安全的起升。

（4）吊桥面板纵向走行。桥面板起升到位后，操作司机依照吊装指挥的命令，按走行方向通过按钮及遥控通讯。吊装指挥在明确所有人员就位，在保证安全、无障碍、无故障的情况下下达吊装纵向走行命令。在整个吊装运行过程中，操作司机应精神高度集中，观察整机走行状态、走行过程中各项参数的变化，严格按照吊装指挥的命令进行操作，保证走行姿态正确，预制桥面板平稳、安全。操作司机在走行过程中如有任何视野不清和情况不明，或监护人员发觉有障碍等情况的时候，都应停止运行，排除不明确的因素，保障人身、设备和箱梁的安全。

2.6 钢筋位置调整

（1）预制桥面板为矩形，外露钢筋与桥面板边缘平行，预制桥面板纵、横向四个接触面边缘均设置有预埋钢筋，当桥面板安装时，预制桥面板纵、横向外露钢筋与钢箱梁主梁、相邻预制桥面板外露钢筋之间存在位置相互干扰的问题，需要提前对冲突部位的钢筋位置进行调整。桥面板初步就位时，按照待安装板外露钢筋的竖直投影位置，对钢筋位置有冲突可能性的钢筋，在钢箱梁主梁顶板上进行标记，通过平移前后左右平移调整钢筋位置，对于无法通过平移达到精准定位的，通过杠杆掰折调整就位。

（2）预制桥面板内预留了部分预应力孔道，相邻预制桥面板外露钢筋与负弯矩预留波纹管之间存在位置冲突，相邻预制桥面板负弯矩预留波纹管之间要相互对齐，需要提前对冲突部位的钢筋位置进行调整，并需要考虑对预应力孔道[6]进行对齐。桥面板初步就位时，按照待安装板外露钢筋的竖直投影位置，对钢筋位置有冲突可能性的钢筋，要在钢箱梁主梁顶板上进行标记，通过平移前后左右平移调整钢筋位置，对于无法通过平移达到精准定位的，通过杠杆掰折调整就位。调整过程中应充分考虑预应力孔道上下和左右位置进行对齐。

（3）桥面板架设时钢筋位置调整前、后示意图，如图1、图2所示。

2.7 就位安装

（1）桥面板安装就位。提前在桥面预制板底面四周与钢箱梁、箱间横梁接触位置5cm范围内涂抹密封胶。在桥面板搬运到位后，对准就位位置，应匀速缓慢下吊钩就位安装。桥面板就位前应进行测量对线复核，确认无误后，进行高程测量。下落桥面板过程中操作司机必须听从指挥并执行呼唤应答制度，做到动作协调、下落桥面板速度一致，保证下落桥面板的平稳和安全。

（2）桥面板即将接触钢箱梁顶面时，应暂停下落，测量钢箱梁顶的高差并进行调平。桥面板接触钢箱梁顶，进行缓慢卸载，卸载过程中不得使钢丝绳松弛，以免跳槽乱绳。

（3）桥面板安装时对行走机构进行锁定，架设示意图如图3所示。

2.8 班后检查及维护

安装到位后，解除吊具连接，将设备锁止固定，按要求填写运转记录，并做好班后的检查及必要的维护保养工作。

3 施工安全措施

该架设作业存在高空、临边，人工和设备交叉，施工中应做好以下安全技术措施。

（1）应加强三级安全教育、班前教育、班后总结，提高高空、临边防护、人员施工和设备作业交叉时施工人员的安全意识和对各项安全技术操作规程熟知。

（2）应采购符合要求的劳动保护用品，注重加强安全绳、安全帽等劳动保护用品定期发放，安全员督促现场施工人员按规定穿戴并正确使用防护用品后上岗。

（3）桥面行走及临时连接均采用电力，施工现场应加强临时用电管理，在临边、孔洞处布设安全标志牌和语音提示系统。

（4）桥面板运输机械和提梁机要按照规定的路線行驶，机械桥梁临边作业时应留出安全距离，并采取警示措施。

（5）严禁操作人员酒后上岗操作、擅自离开工作岗位。

4 施工环保措施

该架设作业施工中应用机械，应做好以下环保措施。

（1）施工前，检查施工现场所必须的环境保护措施，包括夜间照明灯光、防护护板、施工现场的围墙栅栏的设置和其他保护措施。

（2）在施工现场张贴宣传标语、条幅、语音提示等措施，通过三级技术交底、班前教育、班后总结等宣传形式开展环保宣传工作。

（3）对于来自桥面板运输机械发动机、架设设备运行的施工噪声，为保护施工人员的健康，采取防护耳塞、缩短其劳动时间等有效措施进行减轻。

（4）避免夜间作业，并加强对桥面板运输机械、架设设备的经常性保养，尽量使其噪声影响降低到最低。

5结语

综上所述，使用箱间预制桥面板架设过程中采用轮胎式电动机械提梁机架设，不仅解决了传统汽车吊架设成本高的问题，同时提高了箱间预制桥面板运输安装施工效率，运输速度与电动机械提梁机架设效率匹配，保证箱间预制桥面板架设施工进度。提高箱间桥面板架设施工稳定性和安全性，减少了燃油消耗和车辆尾气的排放。

参考文献

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[2] 张龙飞.钢桁梁悬索桥桥面板吊装方案比较[J].新型工业化，2020，10（6）：154-157.

[3] 陆爱东，王峰.浅析钢箱梁架设施工控制要点[J].科技创新导报，2019，16（24）：25-29.

[4] 雷立通.铁路T梁预制和架设施工工艺分析[J].科技创新导报，2020，17（12）：32-33.

[5] 许书萍.钢板组合梁桥渐变段桥面板预制安装施工技术探析[J].安徽建筑.2022，29（2）：52-53.

[6] 陈熙贵，欧运平，彭伟哲.桥梁后张预应力孔道压浆技术对在役桥梁结构安全的影响分析[C]//第三届全国在役桥梁安全运营保障技术大会论文集.2021：12-16.