步履式换步过孔型架桥机的主梁作为核心承载部件,其结构形式与材料选择直接影响设备的安全性和施工效率。实际工程中,主梁设计需兼顾强度、刚度与轻量化需求,以下是基于工程实践的具体解析:
一、主梁结构形式与设计特点
箱形梁结构
箱形梁因其闭合截面的抗弯抗扭性能优异,成为主流选择。例如 jq900a 型架桥机采用双箱梁结构,通过箱形变截面设计(梁高 3.0m)实现跨中与支点处的受力优化。箱形梁通常由上下盖板、腹板及内部加劲肋组成,节段间采用高强螺栓连接,如 66m 长的主梁分 6 节制造,螺栓连接确保整体刚性。部分机型为适应曲线施工,在箱梁底面设置纵向导轨,与中支腿托辊配合实现纵移。
桁架梁结构
桁架梁通过杆件组合实现轻量化,常见形式包括:
三弦杆桁架:如 TPZ80m/2700t 型造桥机采用三弦杆桁架梁,通过三角形截面提升侧向稳定性,配合 Q460C 钢材减轻自重;
空间三角俯架:适应小曲率半径的架桥机采用分段销接的空间三角俯架结构,通过模块化设计降低运输难度。桁架节点多采用销轴连接,便于现场快速拼装。
组合结构与特殊设计
大跨度工况下常采用双箱梁 + 横联梁的平面框架结构(如 1800t 架桥机),通过前后横联增强横向刚度。部分机型采用倒凹字形主梁,腹腔内铺设轨道供天车通行,前端悬臂用于吊装牛腿等辅助结构。
二、材料选型与制造工艺
钢材选择标准
主梁材料严格遵循铁路规范 TB/T 3296-2023,禁用 Q235B 以下钢材,普遍采用 Q345B 及以上强度等级。例如:
常规工况使用 Q345B,厚度>40mm 钢板需超声波探伤(Ⅱ 级);
大吨位机型采用 Q460C(如 TPZ80m/2700t)或 Q420qDNH 耐候钢(如钢桁架梁顶推施工),兼顾强度与耐腐蚀性。
焊接与加工工艺
焊接质量直接影响结构可靠性:
采用埋弧自动焊焊接主焊缝,100% UT+RT 检测(GB/T 3323-2019 2 级);
箱形梁制造中,腹板下料预留上拱度,通过二次抛物线法控制变形,盖板与腹板采用对称施焊减少应力集中。厚度>40mm 钢板需开坡口并进行焊后消应力处理。
防腐与连接细节
主梁表面采用热浸镀锌或喷涂氟碳涂层防腐,关键节点(如高强螺栓连接处)增设密封胶防止锈蚀。销轴、螺栓等连接件均选用高强度合金材质,确保重复拆装后的连接性能。
三、典型工程应用案例
jq900a 型架桥机:双箱梁结构,节段间高强螺栓连接,适应 32m 箱梁架设,最小曲线半径 R5500m;
科威特海湾大桥项目:1800t 架桥机采用双箱形主梁 + 横联梁结构,成功架设 60m 跨度箱梁,验证了大吨位下的结构可靠性;
水苏沟大桥:钢桁架梁顶推施工中,Q420qDNH 钢材与三角形无竖杆桁架结合,实现 80m 跨径的高效架设。
这些设计通过模块化制造、有限元分析优化和严格的工艺控制,确保主梁在 900 吨级箱梁吊装时的刚性与稳定性,同时满足复杂工况下的过孔精度要求。实际工程中,主梁结构形式与材料的选择需综合考虑跨度、荷载、施工环境等多维度因素,以实现安全性与经济性的平衡。