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【摘 要】 桥面悬拼吊机在斜拉桥已经应用比较多，工艺较成熟，针对钢筋预应力混凝土连续刚构梁桥中的块段悬臂拼装施工，由于有比较多的限制条件，应用需有针对性设计，本文阐述了悬拼吊机在该类型桥梁中的设计及使用情况，为该类型桥梁的施工提供全新的施工经验。
【关键词】 悬拼；吊机；设计；使用
目前，国内外建设的斜拉桥主要以钢箱梁节段拼装设计理念为主，斜拉桥设计成钢箱梁结构或者钢混结构，分节段在预制场预制然后节段吊装，节段吊装主要采用桥面悬拼吊机进行施工，桥面悬拼吊机利用桥面钢箱梁设置锚固点和吊点，由于桥面板为钢结构，在锚固和吊点设置方面方便，节段长度基本一致，所以该工艺应用较多，也较成熟。对于纯钢筋混凝土结构连续刚构梁桥的节段拼装，由于吊机锚固、吊点设置、起始梁段长度受限、节段长度种类多等限制，吊机基本采用较原始的贝雷拼装吊机的方法进行吊机，采用该吊机存在几个缺点：一是吊机本身比较笨重；二是吊机刚度没有合理利用，吊装过程中吊机挠度大；三是吊机操作灵活性比较差，操作难度较大，安全性不够高等问题，针对以上问题，结合佛开扩建北江大桥重建桥节段拼装的设计进行了悬拼吊机的设计，设计出一套适合出钢筋混凝土连续梁桥节段拼装的悬拼吊机。
一 工程概况
佛开高速北江特大桥为改扩建工程，先在原桥梁的两侧新建9.9m宽新建桥，待新建桥建成后，将交通转移至新建桥，然后拆除原北江大桥，在新建桥中间重建两座12.85m宽重建桥，新建桥和重建桥均采用相同的结构设计。采用节段预制悬臂拼装施工方案，边中跨比值为0.60。箱梁采用C60混凝土，采用单箱单室断面，箱梁顶宽10.728m和9.9m，底宽均为5.7m。箱梁顶、底板设2%结构横坡。箱梁根部梁高H根=5.8m，跨中及边跨现浇段中心梁高H中=2.5m，箱梁梁高按2.0次抛物线变化，H根/L=1/17.2，H中/L=1/40。
扩建新建桥主桥的节段拼装施工时采用的传统贝雷拼装的吊机施工，在施工的过程中遇到了前文中提到的问题，施工功效十分低下，严重影响了工期，且在施工过程中操作难度较大，危险性较大，针对以上问题，结合钢箱梁节段拼装吊机及北江大桥主桥预制节段的情况进行了专项设计，设计出适合钢筋混凝土连续梁桥节段拼装的悬拼吊机（BL150t/5m型悬拼吊机）。
二 设计主要研究内容和设计原则
在明确了设计要求后，进行了所需悬拼吊机功能的分析，确定了设计主要的研究内容：
1设计出一套轻型结构的悬拼吊机结构，满足梁段起吊要求
2研究悬拼吊机如何在钢筋混凝土梁段上锚固
3研究悬拼吊机如何设计吊具适应钢筋混凝土梁段节段不同长度的变化
确定研究的内容，进行了结构设计，结构设计时确定需遵循以下设计原则：
1吊机结构需轻便，尽量使结构简单，刚度合理，操作方便
2吊机在桥面上能够适应方向调整，能够满足桥梁曲线的变化
3吊机的吊具设计需满足在起重状态能够调整梁段的状态，满足吊装标高、轴线的精度调整
三 BL150t/5m悬拼吊机的结构设计特点
根据项目立项确定的设计原则和研究内容，经过精心设计，设计出一套满足以上设计要求的钢筋混凝土梁段悬拼吊机——BL150t/5m悬拼吊机，该吊机结构简单，操作方便，施工精度大大提高。
1设计出吊机的主要技术参数如下
1提升重量：150吨（含吊具）；2提升高度：18m；3架桥机自重：45吨；4垂直起吊速度，满载：0----1.2m/min；5吊点平移范围：700mm；6整机运行方式：步履式（油缸顶推）；7整机前移速度：0.5m/min；8 前后锚固距离：4.35m；9左右轨道距离：5.8m；10整机稳定系数：满足GB3811--2008要求。
2悬拼吊机主要结构特点
该机主要由机架结构、可移动定滑轮组及其吊具平移机构、液压站、吊具、起升卷扬机、滑道及整机前移机构、前后锚固机构、电气液压系统、整机水平调节用千斤顶等组成。
①承重系统：由悬臂梁、立柱、机架、斜拉杆、轨道梁、固定横联、撑杆系等组成，其中横联和斜撑均采用螺栓联接。承重结构主要采用菱形桁架结构设计，根据预制梁段的长度和起始最短梁段长度来设计承重结构菱形桁架的大小，尽量做到结构最省，但起吊能力及刚度均满足起吊设计要求。
②可移动定滑轮组及其吊具平移机构：由可移动的固定座、拉板、滑轮组、平移油缸等组成。油缸推动固定座水平移动，从而使被吊梁块水平移动调整对位，能够适应不同长度的吊装。
③轨道系统：采用油缸伸缩使整机的支承滑靴在轨道上滑动来实现移动，油缸分别同整机和轨道梁铰接，可实现吊机在已拼好的梁段上自行。
④液压站：该液压站主要用于平移油缸、前移油缸的驱动，吊机在桥上前移及后退、吊具的前后移动均通过液压系统来控制，一方面能够保证操作精度，同时也可以实现吊机在桥梁曲线变化时的微调，通过单独控制两边的油缸，调整行走路线，另一方面采用液压系统操作大大降低了操作工人的劳动强度。
⑤吊机锚固装置：悬拼吊机的锚固在承重系统机架上利用钢筋混凝土梁段上的竖向预应力进行锚固，提供吊机起吊时的抗倾覆力矩，满足起吊受力要求。（如图1）
四 BL150t/5m悬拼吊机的应用
吊机设计完成并在专业加工厂家进行加工，在佛开北江大桥主桥上进行拼装，悬拼吊机在桥面拼装后，用千斤顶及水平仪，调平悬拼吊机，依靠在梁块上的预设锚固点，固定悬拼吊机，经试吊合格后即可吊装梁块，吊机梁段吊装的简单操作步骤如下：
1下放吊具至运梁船上，将吊具上的吊索与预制梁块连接可靠后，准备起吊。
2对位拼装符合要求后，现场进行对位及张拉。
3对接完成后，解除悬拼吊机与桥面的锚固，支顶油缸将整机顶起后轨道前移，再收缩油缸启动前移机构，实现悬拼吊机前移。
4到达下一个工作点时，通过调整机架前螺旋顶和后部千斤顶操平机架，使悬拼吊机前部与梁块横隔墙顶面贴紧。
5前、后锚装置与架好的梁体进行锚固。
本悬拼吊机的特点是能够适应起步梁段长度较小的混凝土梁段的吊装，在设计时充分考虑吊机的起步长度，佛开北江大桥主桥0#块长度只有10m，而单个吊机的对梁段长度要求达到8.4m，吊装时必须梁段对称吊装，即必须两台吊机同时向两个不同方向吊装，两台吊机同时吊装对梁段的长度要求至少为16.8m，为了解决该问题，针对现场实际情况设计了1#块段吊装时吊机的联体结构，吊装完1#块段后进行解联施工，然后进行剩余梁段吊装。
经过全面设计研究，最终设计出的BL150t/5m悬拼吊机满足了佛开北江大桥主桥所有块段的吊装，并成功完成了所有梁段的吊装，实现了零事故，并且吊装工期由原来平均5天一个节段缩短为2天一个节段，大大提高了施工效率。
结语
BL150t/5m悬拼吊机的成功设计及应用解决了混凝土连续梁桥块段拼装时的吊装操作复杂的问题，该吊机能够满足梁段重量为150t，梁段长度在5m以内变化所有混凝土梁段的吊装，吊机能够利用梁段本身的竖向预应力进行自锚固，且能够在已拼装的梁段上自行，能够实现吊机在桥面上轴心位置的精确调整，能够实现梁段吊装过程中标高的精确调整，使梁段的吊装精度得到大大提高，且由于吊机结构简单，操作方便，使工人劳动强度大大减少，因此有广阔的应用空间，为此类型的桥梁施工提供了有力的经验。
参考资料
[1] 《钢结构设计手册》中国建筑工业出版社，编剧委员会主任汪一骏，2004年8月第三版
[2] 《桥涵》人民交通出版社出版，交通部第一公路工程总公司主编，2000年10月版
[3] 《材料力学》高等教育出版社，刘鸿文，2001版
【关键词】 悬拼；吊机；设计；使用
目前，国内外建设的斜拉桥主要以钢箱梁节段拼装设计理念为主，斜拉桥设计成钢箱梁结构或者钢混结构，分节段在预制场预制然后节段吊装，节段吊装主要采用桥面悬拼吊机进行施工，桥面悬拼吊机利用桥面钢箱梁设置锚固点和吊点，由于桥面板为钢结构，在锚固和吊点设置方面方便，节段长度基本一致，所以该工艺应用较多，也较成熟。对于纯钢筋混凝土结构连续刚构梁桥的节段拼装，由于吊机锚固、吊点设置、起始梁段长度受限、节段长度种类多等限制，吊机基本采用较原始的贝雷拼装吊机的方法进行吊机，采用该吊机存在几个缺点：一是吊机本身比较笨重；二是吊机刚度没有合理利用，吊装过程中吊机挠度大；三是吊机操作灵活性比较差，操作难度较大，安全性不够高等问题，针对以上问题，结合佛开扩建北江大桥重建桥节段拼装的设计进行了悬拼吊机的设计，设计出一套适合出钢筋混凝土连续梁桥节段拼装的悬拼吊机。
一 工程概况
佛开高速北江特大桥为改扩建工程，先在原桥梁的两侧新建9.9m宽新建桥，待新建桥建成后，将交通转移至新建桥，然后拆除原北江大桥，在新建桥中间重建两座12.85m宽重建桥，新建桥和重建桥均采用相同的结构设计。采用节段预制悬臂拼装施工方案，边中跨比值为0.60。箱梁采用C60混凝土，采用单箱单室断面，箱梁顶宽10.728m和9.9m，底宽均为5.7m。箱梁顶、底板设2%结构横坡。箱梁根部梁高H根=5.8m，跨中及边跨现浇段中心梁高H中=2.5m，箱梁梁高按2.0次抛物线变化，H根/L=1/17.2，H中/L=1/40。
扩建新建桥主桥的节段拼装施工时采用的传统贝雷拼装的吊机施工，在施工的过程中遇到了前文中提到的问题，施工功效十分低下，严重影响了工期，且在施工过程中操作难度较大，危险性较大，针对以上问题，结合钢箱梁节段拼装吊机及北江大桥主桥预制节段的情况进行了专项设计，设计出适合钢筋混凝土连续梁桥节段拼装的悬拼吊机（BL150t/5m型悬拼吊机）。
二 设计主要研究内容和设计原则
在明确了设计要求后，进行了所需悬拼吊机功能的分析，确定了设计主要的研究内容：
1设计出一套轻型结构的悬拼吊机结构，满足梁段起吊要求
2研究悬拼吊机如何在钢筋混凝土梁段上锚固
3研究悬拼吊机如何设计吊具适应钢筋混凝土梁段节段不同长度的变化
确定研究的内容，进行了结构设计，结构设计时确定需遵循以下设计原则：
1吊机结构需轻便，尽量使结构简单，刚度合理，操作方便
2吊机在桥面上能够适应方向调整，能够满足桥梁曲线的变化
3吊机的吊具设计需满足在起重状态能够调整梁段的状态，满足吊装标高、轴线的精度调整
三 BL150t/5m悬拼吊机的结构设计特点
根据项目立项确定的设计原则和研究内容，经过精心设计，设计出一套满足以上设计要求的钢筋混凝土梁段悬拼吊机——BL150t/5m悬拼吊机，该吊机结构简单，操作方便，施工精度大大提高。
1设计出吊机的主要技术参数如下
1提升重量：150吨（含吊具）；2提升高度：18m；3架桥机自重：45吨；4垂直起吊速度，满载：0----1.2m/min；5吊点平移范围：700mm；6整机运行方式：步履式（油缸顶推）；7整机前移速度：0.5m/min；8 前后锚固距离：4.35m；9左右轨道距离：5.8m；10整机稳定系数：满足GB3811--2008要求。
2悬拼吊机主要结构特点
该机主要由机架结构、可移动定滑轮组及其吊具平移机构、液压站、吊具、起升卷扬机、滑道及整机前移机构、前后锚固机构、电气液压系统、整机水平调节用千斤顶等组成。
①承重系统：由悬臂梁、立柱、机架、斜拉杆、轨道梁、固定横联、撑杆系等组成，其中横联和斜撑均采用螺栓联接。承重结构主要采用菱形桁架结构设计，根据预制梁段的长度和起始最短梁段长度来设计承重结构菱形桁架的大小，尽量做到结构最省，但起吊能力及刚度均满足起吊设计要求。
②可移动定滑轮组及其吊具平移机构：由可移动的固定座、拉板、滑轮组、平移油缸等组成。油缸推动固定座水平移动，从而使被吊梁块水平移动调整对位，能够适应不同长度的吊装。
③轨道系统：采用油缸伸缩使整机的支承滑靴在轨道上滑动来实现移动，油缸分别同整机和轨道梁铰接，可实现吊机在已拼好的梁段上自行。
④液压站：该液压站主要用于平移油缸、前移油缸的驱动，吊机在桥上前移及后退、吊具的前后移动均通过液压系统来控制，一方面能够保证操作精度，同时也可以实现吊机在桥梁曲线变化时的微调，通过单独控制两边的油缸，调整行走路线，另一方面采用液压系统操作大大降低了操作工人的劳动强度。
⑤吊机锚固装置：悬拼吊机的锚固在承重系统机架上利用钢筋混凝土梁段上的竖向预应力进行锚固，提供吊机起吊时的抗倾覆力矩，满足起吊受力要求。（如图1）
四 BL150t/5m悬拼吊机的应用
吊机设计完成并在专业加工厂家进行加工，在佛开北江大桥主桥上进行拼装，悬拼吊机在桥面拼装后，用千斤顶及水平仪，调平悬拼吊机，依靠在梁块上的预设锚固点，固定悬拼吊机，经试吊合格后即可吊装梁块，吊机梁段吊装的简单操作步骤如下：
1下放吊具至运梁船上，将吊具上的吊索与预制梁块连接可靠后，准备起吊。
2对位拼装符合要求后，现场进行对位及张拉。
3对接完成后，解除悬拼吊机与桥面的锚固，支顶油缸将整机顶起后轨道前移，再收缩油缸启动前移机构，实现悬拼吊机前移。
4到达下一个工作点时，通过调整机架前螺旋顶和后部千斤顶操平机架，使悬拼吊机前部与梁块横隔墙顶面贴紧。
5前、后锚装置与架好的梁体进行锚固。
本悬拼吊机的特点是能够适应起步梁段长度较小的混凝土梁段的吊装，在设计时充分考虑吊机的起步长度，佛开北江大桥主桥0#块长度只有10m，而单个吊机的对梁段长度要求达到8.4m，吊装时必须梁段对称吊装，即必须两台吊机同时向两个不同方向吊装，两台吊机同时吊装对梁段的长度要求至少为16.8m，为了解决该问题，针对现场实际情况设计了1#块段吊装时吊机的联体结构，吊装完1#块段后进行解联施工，然后进行剩余梁段吊装。
经过全面设计研究，最终设计出的BL150t/5m悬拼吊机满足了佛开北江大桥主桥所有块段的吊装，并成功完成了所有梁段的吊装，实现了零事故，并且吊装工期由原来平均5天一个节段缩短为2天一个节段，大大提高了施工效率。
结语
BL150t/5m悬拼吊机的成功设计及应用解决了混凝土连续梁桥块段拼装时的吊装操作复杂的问题，该吊机能够满足梁段重量为150t，梁段长度在5m以内变化所有混凝土梁段的吊装，吊机能够利用梁段本身的竖向预应力进行自锚固，且能够在已拼装的梁段上自行，能够实现吊机在桥面上轴心位置的精确调整，能够实现梁段吊装过程中标高的精确调整，使梁段的吊装精度得到大大提高，且由于吊机结构简单，操作方便，使工人劳动强度大大减少，因此有广阔的应用空间，为此类型的桥梁施工提供了有力的经验。
参考资料
[1] 《钢结构设计手册》中国建筑工业出版社，编剧委员会主任汪一骏，2004年8月第三版
[2] 《桥涵》人民交通出版社出版，交通部第一公路工程总公司主编，2000年10月版
[3] 《材料力学》高等教育出版社，刘鸿文，2001版