宁波象山港大桥BL250架桥机研究设计
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【摘 要】 bl250架桥机专为宁波象山港公路大桥主桥标准节段悬拼施工而设计。该架桥机采用单机双吊点抬吊施工工法，由架桥机将钢箱梁节段安全准确地提升至桥面，并依靠吊点平移滑车和吊具调平机构的配合，将钢箱梁节段进行对位和拼接，从而实现了对整座桥梁的铺设。
【关键词】 BL250架桥机 双吊点抬吊 平移滑车 调平机构 对位 拼接
1 桥梁概况
象山港公路大桥主桥为主跨688米的双塔双索面五跨连续半漂浮斜拉桥，跨径布置为82+262+688+262+82m，全长1376m。桥梁布置如图1所示：
主桥桥面纵坡为2.5%。主梁为扁平流线形封闭钢箱梁，梁高3.5m（中心线位置箱梁内尺寸），梁宽26.4m，其中标准梁段长度15m，最大节段重量233t。
2 BL250架桥机的工作原理及拼装工法
BL250架桥机架桥机额定起重量为250t，吊幅10m～13m，起升高度70m。该架桥机的工作原理为：将架桥机的前支点放置在位于已安装好的节段斜拉索横隔板处，并将钢梁起吊吊耳作为架桥机的后锚点，该后锚点位于前支点15m的位置，将前后锚点固定即实现了架桥机的稳定性；然后采用单机双吊点抬吊施工工法，由架桥机将钢箱梁节段安全准确地提升至桥面，并依靠吊点平移滑车和吊具调平机构的配合，从而达到将钢箱梁节段进行对位和拼接的目的。此外，通过更换短吊具，还可以实现对边跨合龙梁段的吊装。
3 BL250架桥机主要结构设计
BL250架桥机主要由机架金属结构、锚固支撑系统、吊具、轨道及前移机构、吊点平移机构、起升卷扬机、液压系统、司机室、电气系统、支顶装置等组成。如图2所示。下面对架桥机的主要组成部分进行详细的阐述：
3.1 机架金属结构
架桥机的金属结构部分主要由底盘结构和菱型结构架组成，材料为Q345C。
3.1.1 底盘结构
底盘采用以箱形和工字形梁组成的平面框架结构。主要由前横梁、后横梁、两根主纵梁及平面联接系组成。前横梁下面两端设有四个螺旋支顶，间距为2.4m+9.6m+2.4m。两根主纵梁之间的间距为12m，两侧纵梁伸出前横梁1.5m处设前滑靴。底盘为立柱、斜撑杆、后拉杆、司机室、卷扬机、液压泵站等提供支承。主纵梁前部设有立柱和斜撑连接法兰。底盘尾部设与钢梁吊耳相连接的锚固装置。底盘拼装后最大外形尺寸：长20m×宽15m。
3.1.2 菱型结构架
菱型结构架主要由顶部主梁、斜撑杆、后拉杆及立柱等组成。顶部主梁为箱型变截面结构，其头部安装有可纵向、横向滑移的起升滑轮组；立柱采用箱型门式结构，下端通过法兰同底盘栓接，其上部通过销轴同后拉杆铰接；后拉杆采用箱型截面，两端分别通过销轴与底盘纵梁和立柱铰接。顶部主梁、斜撑杆及立柱之间通过空间联接系连成一体。
3.2 锚固支撑系统设计
整机锚固支撑系统由三部分组成：前部螺旋顶、后部拉锚及前、后液压支顶。
螺旋顶及液压支顶：底盘前部装有两个机械螺旋顶和两个液压支顶（吊重时可作为机械螺旋顶使用），后部安装有两个液压支顶。架桥机前移到工作位后，操作前、后液压支顶油缸顶出，使走行滑靴悬空，向下旋紧机械螺旋顶并缩回液压油缸，前支反力通过机械螺旋顶和钢支座传递至钢梁上。
后部拉锚：后部拉锚是通过设在底盘主纵梁尾部的锚杆，将架桥机尾部与钢梁的吊耳连接，承受架桥机工作时向上的拉力。
3.3 支撑滑靴设计
支撑滑靴由滑块和反钩组成，滑靴支撑在轨道面上，为槽型结构，底部安装有滑块，减少行走时的摩擦阻力；反钩装置保证在前移轨道梁时，不在钢梁上拖行。
3.4 轨道及前移机构设计
依靠走行油缸的伸缩，使支撑滑靴在轨道上滑动实现整机移动，油缸的尾部同机架铰接，活塞杆头部同安装在轨道梁上滑动支座铰接，整机在轨道梁上一次最大滑行距离为3.75m。
其动作原理如下：
（1）架桥机通过支顶油缸支撑于钢梁上。支顶油缸顶起，轨道梁被悬吊于滑靴下。
（2）通过走行油缸的伸缩动作，轨道梁沿滑靴槽向前移动。
（3）回缩支顶油缸，使轨道梁放置于钢梁上，此时整机自重通过滑靴全部承受在轨道上。
（4）通过走行油缸的伸缩动作，架桥机沿轨道梁向前滑动，达到纵向走行的目的。
3.5 吊点平移机构设计
吊点平移机构由可移动的支座、拉板、滑轮组、平移油缸等组成。油缸推动支座水平移动，从而使钢箱梁节段纵、横向移动。纵向可调距离为3m，横向可调距离为±100mm。
3.6 吊具设计
吊具由动滑轮组、主梁、扁担梁、调平油缸等组成，其可转动式主梁（主梁的中部同动滑轮组铰接）通过油缸的伸缩来改变主梁同动滑轮组的相对角度，达到调坡的目的。扁担梁两端设有铰接式吊耳。主梁上设有泵站，其电源及控制信号由主机提供。
3.7 起升机构设计
整机采用两套相同的起升机构组成两点抬吊，每套起升机构由1台电动卷扬机带动，每台卷扬机的电机功率为45kW，卷筒直径￠1250mm，4层缠绕；钢丝绳直径为￠30mm，倍率m=10，单绳拉力150kN。采用变频调速控制及同步跟踪控制技术。为提高安装的安全性，除高速端制动器外，在卷扬机卷筒低速端设有液压钳式制动器。两台卷扬机可以联合动作，也可独立动作。
4 电气系统
该架桥机的电气系统主要由电源系统、主起升系统、安全报警、控制及监控系统、视频监控系统和照明系统等组成。整机功率约为105KW。
本系统的设计充分考虑到BL250架桥机的特殊性，具备较高的安全性、可靠性及完备的防止误操作功能，能够很好地满足架桥机大范围平稳调速的要求。
5 液压系统
本机液压系统为开式系统，即液压泵从油箱吸出液压油后，输出到各执行机构，各执行机构的回油直接返回油箱，其构成简单，散热和滤油条件好。本机液压系统由机架液压系统和吊具调平液压系统两部分组成。两套系统相互独立，自成体系，主要是为适应各部分之间相隔比较远的工作特点。
6 结语
BL250架桥机专为宁波象山港公路大桥主桥标准节段悬拼施工而设计，该架桥机主要由机架金属结构、锚固支撑系统、吊具、轨道及前移机构、吊点平移机构、起升卷扬机、液压系统、司机室、电气系统、支顶装置等部分组成。采用单机双吊点抬吊施工工法，由架桥机将钢箱梁节段安全准确地提升至桥面，并依靠吊点平移滑车和吊具调平机构的配合，从而达到将钢箱梁节段进行对位和拼接的目的。同时，该架桥机具备较高的安全性、可靠性及完备的防止误操作功能，并能够很好地满足架桥机大范围平稳调速的要求。
参考文献：
[1]GB/T50017-2003，钢结构设计规范[S].
[2]GB/T3811-2008，起重机设计规范[S].33-56.
[3]张质文，虞和谦，王金诺等.起重机设计手册[M].北京：中国铁道出版社，1998.120-125.