步履式换步过孔型架桥机的精确落梁定位需通过多维度测控与动态调整实现,其核心在于将梁体空间位置偏差控制在毫米级,确保支座受力均匀与结构线形平顺。以下从关键技术环节展开说明:
一、三维基准体系建立
采用 “全站仪 + 激光测距仪” 组合测量系统,在桥台垫石及架桥机主梁设置 6 个以上监测控制点,构建三维坐标基准网。全站仪实时采集梁体前端、中端、后端的 X/Y/Z 坐标,通过坐标转换算法计算梁体空间姿态,横向偏差控制在 ±3mm,纵向偏差≤±5mm。激光测距仪同步监测梁底与支座顶面间距,结合设计标高预留 5-8mm 沉降补偿量,避免因临时支座压缩导致超差。
二、四向微调机构协同
架桥机前、后起重小车配备四向液压微调装置,通过 “纵向牵引 + 横向平移 + 垂直顶升 + 旋转纠偏” 组合动作实现精确定位:
纵向微调:卷扬机采用双闭环控制(速度环 + 位置环),通过编码器实时反馈卷筒转速,纵移速度≤2m/min,制动响应时间≤0.3 秒,确保梁体纵向位移误差≤±2mm。
横向平移:横移轨道采用双轨同步驱动,轨道水平度误差≤1mm/m,通过伺服电机调节小车横向位置,横移偏差控制在 ±1.5mm。
垂直顶升:液压油缸配备压力传感器,单缸压力偏差≤5%,通过 PLC 系统动态调整顶升高度,确保梁体四角高差≤2mm。
旋转纠偏:对于斜交角度>15° 的梁体,前支腿设置可旋转支座,允许平面旋转 ±20°,通过倾角传感器实时监测梁体扭转,扭转角偏差≤0.2°。
三、动态监测与实时反馈
多源数据融合:在梁体腹板及支座垫石布置应变片与位移计,实时监测梁体挠度(控制值≤L/600)及支座反力分布。压力环传感器嵌入临时支座,实时反馈砂箱支座砂体密实度,确保沉降差≤3mm。
智能预警系统:建立 “三级预警” 机制:当偏差达到设计值的 70% 时黄色预警,85% 时橙色预警,100% 时红色预警并自动停机。例如,某 40m 箱梁落梁时,激光测距仪监测到梁底距支座顶面差值达 6mm(设计允许 8mm),系统自动触发黄色预警并调整顶升速度。
自识别定位技术:采用激光传感器与拉绳编码器组合,通过测量架桥机小车相对已架梁体的位置,结合北斗导航系统生成三维移动指令,实现梁体绝对位置自动识别,定位精度≤±2mm。
四、临时支座精准安装
砂箱支座施工:采用 φ300mm 钢制砂箱,内填干燥中粗砂(含水率≤2%),分层夯实至密度≥1.8g/cm³。砂箱顶部设置 10mm 厚限位钢板,与梁体腹板焊接固定,确保落梁时砂体压缩量≤5mm。
硫磺砂浆支座应用:在负温环境下采用电热式硫磺砂浆支座,埋设电阻丝加热装置,拆除时通电加热至 120℃使砂浆软化,同步控制梁体下降速率≤1mm/min,避免冲击荷载导致支座碎裂。
支座预压验证:临时支座安装后进行分级预压(荷载为梁重的 1.2 倍),每级持荷 30 分钟,通过百分表监测累计沉降量≤2mm,确保支座压缩变形稳定。
五、特殊工况应对策略
曲线桥落梁:对于半径≤600m 的曲线梁,采用 “逐点纠偏” 工艺:将梁体划分为 5 个控制截面,每个截面设置 2 个激光靶标,通过调整前、后小车横向偏移量补偿曲线半径,横向累计偏差≤±8mm。
高墩桥梁落梁:当墩高>40m 时,在已架梁体前端设置型钢支撑,与架桥机中支腿形成三角形稳定结构,主梁悬臂端挠度控制在 L/800 以内。运梁车通行路径采用 “碎石垫层 + 土工格栅” 加固,路基沉降≤10mm。
风力影响控制:在主梁两端设置防风缆绳,缆绳拉力通过地锚测力计监测,当风力≥6 级时,启动液压锁定装置将架桥机与桥台刚性连接,梁体横向摆动幅度≤±10cm。
该技术通过三维基准测控、多向协同调整及动态反馈机制,系统解决了落梁过程中的空间定位、姿态纠偏及荷载分配问题。施工时需重点核查临时支座压缩量、四向油缸压力均衡性及梁体坐标偏差,确保落梁精度满足《公路桥涵施工技术规范》(JTG/T 3650-2020)要求。