架桥机过孔作业的强度校核是防止结构变形或坍塌的核心技术保障,需严格遵循《起重机设计规范》(GB/T 3811-2008)和《架桥机安全规程》(GB 26469-2011)要求,通过精准识别最不利受力状态、科学核算载荷效应及强化关键部位验证,构建 “工况界定 - 载荷组合 - 应力管控” 的全流程安全体系。过孔过程中支腿交替支撑导致的结构受力突变,是引发主梁下挠、支腿变形等风险的关键环节,必须针对极端工况实施系统性强度验证。
最不利工况的力学特征需聚焦支撑转换阶段。当架桥机完成 30 米空载过孔、配重梁拉紧且后支腿回缩时(工况九),结构处于最大悬臂受力状态,此时中支腿承受 108.4 吨垂直载荷,后托架单腿支承力达 100.7 吨,形成典型的 “前悬后压” 力学模型。更危险的工况出现在后支腿未完全回缩的过渡阶段(工况八),单侧支腿瞬时受力可达 135.1 吨,主梁跨中产生的弯矩比静态架梁时高出 40% 以上。此阶段主梁既受横向风荷载产生的扭矩,又承受纵向坡度引发的附加剪力,多重应力叠加使箱型主梁翼缘与腹板连接拐角成为最危险点。
载荷组合需整合静态与动态效应。基础载荷包括架桥机自重、配重梁重量及吊具系统重量的总和,900 吨级架桥机过孔时总静载荷可达 1100 吨以上。动态增量需计入 1.1 倍冲击系数,以反映行走机构启动制动产生的惯性力,该系数在坡度 20‰以上时需提升至 1.2。环境荷载中侧向风按作业状态风压的 60% 核算,沿海地区需考虑瞬时阵风对主梁产生的侧向弯矩。载荷组合遵循 “1.2× 静载荷 + 1.1× 动载荷 + 0.6× 风荷载” 的原则,确保极端条件下的强度储备。
关键部位校核实施差异化控制标准。主梁跨中挠度需控制在跨度的 1/1000 以内,悬臂端最大下挠不得超过 150mm,卸载后弹性恢复率必须达到 100%。中支腿与主梁连接部位的应力集中系数需控制在 1.5 以内,采用箱形加强结构分散应力,高强螺栓连接的预紧力损失不得超过设计值的 10%。后托架横梁作为主要承重构件,其翼缘局部承压应力需低于材料屈服强度的 80%,通过增加加劲肋厚度降低变形风险。实际工程中 JQ900A 架桥机通过将横梁截面高度增加 20%,使过孔时的最大应力降低至 134MPa,远低于 Q345 钢的许用应力限值。
验证与管控机制覆盖全作业流程。过孔前需进行空载预演,监测各支腿沉降量及主梁变形值,沉降差超过 5mm 时必须重新调整支撑。正式过孔时采用分级加载模式,每移动 5 米暂停监测关键部位应力,通过应变片实时传输数据,当应力增量超过预警值 10% 时立即停止作业。新设备验收需完成 1.1 倍额定载荷的过孔试验,连续运行 3 次后检查结构有无塑性变形。日常维护每月检测支腿铰点磨损量,每季度复核主梁直线度,确保累积偏差不超过设计限值。
安全冗余设计强化风险防控。关键结构件材料选用 Q355ND 低温韧性钢,其冲击功比普通钢材提高 30% 以上,适应桥梁施工的低温环境。支腿支撑采用 “液压锁 + 机械插销” 双重防护,防止过孔时突然失压。在主梁跨中及悬臂端设置永久变形监测点,通过定期测量评估结构疲劳损伤。通过 “工况精准识别 - 载荷科学组合 - 应力严格管控” 的技术路径,可有效保障架桥机过孔过程的结构安全。