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在橋梁建設(shè)向山區(qū)、城市密集區(qū)等復(fù)雜場(chǎng)景延伸的過(guò)程中,傳統(tǒng)雙主梁式架橋機(jī)主梁多為整體式或分段焊接結(jié)構(gòu),存在拆裝工序繁瑣、轉(zhuǎn)場(chǎng)運(yùn)輸困難、工況適配性差等突出問(wèn)題。尤其是在跨徑多變、場(chǎng)地受限的施工環(huán)境中,整體式主梁需大型吊裝設(shè)備輔助組裝,拆裝周期長(zhǎng)達(dá)數(shù)周,嚴(yán)重制約施工效率;同時(shí),固定的結(jié)構(gòu)形式難以適配不同跨度、噸位的梁體架設(shè)需求。為此,研發(fā)模塊化、快速拆裝式雙主梁結(jié)構(gòu),成為提升架橋機(jī)施工靈活性、降低轉(zhuǎn)場(chǎng)成本的核心方向,對(duì)推動(dòng)橋梁施工裝備輕量化、高效化升級(jí)具有重要意義。

模塊化劃分是雙主梁結(jié)構(gòu)研發(fā)的基礎(chǔ),核心在于實(shí)現(xiàn)功能集成與通用互換。研發(fā)團(tuán)隊(duì)基于主梁的受力特性與施工功能,將雙主梁拆解為標(biāo)準(zhǔn)節(jié)段模塊、橫梁連接模塊、支腿適配模塊三大核心單元。標(biāo)準(zhǔn)節(jié)段模塊采用標(biāo)準(zhǔn)化截面設(shè)計(jì),根據(jù)架設(shè)跨徑需求可靈活增減節(jié)段數(shù)量,節(jié)段長(zhǎng)度統(tǒng)一設(shè)定為6-8米,便于工廠批量生產(chǎn)與質(zhì)量管控;橫梁連接模塊作為雙主梁的橫向傳力關(guān)鍵,采用可調(diào)節(jié)式結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),可適配不同間距的主梁布置,同時(shí)預(yù)留通用接口,兼容起重小車(chē)、導(dǎo)向裝置等附屬部件;支腿適配模塊針對(duì)不同橋墩高度與承載需求,設(shè)計(jì)為可伸縮式標(biāo)準(zhǔn)單元,實(shí)現(xiàn)與主梁的快速對(duì)接。各模塊均采用高強(qiáng)度輕質(zhì)合金鋼材質(zhì),在保障結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的同時(shí)降低單模塊重量,提升運(yùn)輸與吊裝便捷性。
快速拆裝連接技術(shù)是實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)高效組裝的核心突破點(diǎn),研發(fā)過(guò)程中創(chuàng)新采用“高強(qiáng)螺栓+銷軸鉸接”混合連接方案。在主梁標(biāo)準(zhǔn)節(jié)段的端部設(shè)計(jì)集成式法蘭盤(pán),相鄰節(jié)段通過(guò)高強(qiáng)度螺栓進(jìn)行剛性連接,螺栓預(yù)緊力通過(guò)智能扭矩扳手***控制,確保連接剛度與承載穩(wěn)定性,該連接方式拆卸便捷且可重復(fù)使用,適配頻繁轉(zhuǎn)場(chǎng)需求;在橫梁與主梁的連接部位采用銷軸鉸接,配合聚四氟乙烯滑板實(shí)現(xiàn)小幅轉(zhuǎn)動(dòng)調(diào)節(jié),既簡(jiǎn)化拆裝流程,又能適應(yīng)施工過(guò)程中的微小姿態(tài)調(diào)整,減少裝配誤差。同時(shí),為進(jìn)一步提升拆裝效率,在各連接節(jié)點(diǎn)設(shè)置定位銷與導(dǎo)向裝置,配合專用吊裝吊點(diǎn)設(shè)計(jì),使單節(jié)段模塊的組裝時(shí)間縮短至2小時(shí)以內(nèi),整機(jī)拆裝周期較傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)縮減60%以上。
多系統(tǒng)協(xié)同設(shè)計(jì)與工程驗(yàn)證確保了研發(fā)成果的實(shí)用性。通過(guò)BIM仿真技術(shù)對(duì)模塊化結(jié)構(gòu)進(jìn)行全工況力學(xué)分析,優(yōu)化模塊連接節(jié)點(diǎn)的應(yīng)力分布,避免局部應(yīng)力集中;引入智能監(jiān)測(cè)系統(tǒng),在關(guān)鍵連接部位安裝應(yīng)力傳感器,實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)拆裝與作業(yè)過(guò)程中的結(jié)構(gòu)狀態(tài),保障施工安全。在珠肇高鐵極限工況施工中,采用該研發(fā)成果的架橋機(jī)通過(guò)靈活增減主梁節(jié)段、快速切換支腿模塊,成功適配8.4米限高、8米限寬的苛刻施工環(huán)境,整機(jī)轉(zhuǎn)場(chǎng)拆裝僅耗時(shí)3天,較傳統(tǒng)設(shè)備縮短工期40%,并實(shí)現(xiàn)了千噸級(jí)箱梁的高效架設(shè)。未來(lái),隨著模塊化標(biāo)準(zhǔn)化程度的提升,該結(jié)構(gòu)可進(jìn)一步拓展至不同噸位、跨徑的架橋機(jī)機(jī)型,為復(fù)雜工況橋梁施工提供更靈活的裝備解決方案。
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