第2章 道路桥梁工程施工常用设备

长期以来，由于架设工具本身及其构造技术和使 用安全管理工作处于较为落后的状态，致使事故 的发生率较高。中国现在使用的用钢管材料制作 的脚手架有扣件式钢管脚手架、碗扣式钢管脚手 架、承插式钢管脚手架、门式脚手架，还有各式 各样的脚手架、挂挑脚手架以及其它钢管材料脚 手架。从其材料和构造情况来着手，并可将其大 致划分如下：
在立杆与立杆的联结中，也有三种传力方式： 1)承插对接的支承传力。即上下立杆对接，采用 连接棒或承插管来确保对接的良好状态； 2)销杆连接的销杆抗剪传力； 3)螺扣连接的啮合传力。即内管的外螺纹与外(套 )管的内螺纹啮合传力。其中后两种传力方式多用 于调节高度要求的立杆连接中。
按联结部件的固着方式和装设位臵划分： 1)定距连接：即联结焊件在杆件上的定距设臵， 杆件长度定型，联结点间距定型； 2)不定距联结：即联结件为单设件，通过上紧螺 栓可夹持在杆件的任何部位上。
合理的选定机种，必须与施工条件、施工方法和 技术经济效益联系起来，相互比较，才能选出理 想的机种。一般性机械选定的考虑要点是：能适 应工地的土质、地形；能满足工程质量要求；在 保证质量的前提下，不影响和损坏附近建成的建 筑物；能高效率地完成需要的工作；机械运转费 少而施工单价低；容易进行运转、维修，可靠性 又高的；可以自动化和省力的；安全而又不会污 染环境的；易于筹办、便于转移的。
按横杆与立杆之间的传递垂直力的方式划分： 1)靠接触面摩擦作用传力。即靠节点处的接触面压紧后的 摩擦反力来支承横杆荷载并将其传给立杆，如扣件的作用， 通过上紧螺栓的正压力产生摩擦力； 2)靠焊缝传力。大多数横杆与立杆的承插联结就是采用这 种方式，门架也属于这种方式； 3)直接承压传力。这种方式多见于横杆搁臵在立杆顶端的 里脚手架； 4)靠销杆抗剪传力。即用销杆穿过横杆的立式联结板和立 杆的孔洞实现联结、销杆双面受剪力作用。这种方法在横 杆和立杆的联结中已不多见。
按我国机械制造业通常的分类，工程机械主要包 括挖掘机械、铲土运输机械(推土机、铲运机、平 地机等)、路面机械、压实机械、工程起重机械、 校工机械、钢筋混凝土机械及风动工具等八大类。 为了保证建筑、道路和桥梁施工过程的机械化， 根据工程种类，工程机械应包括：
1. 2. 3. 4. 5. 6. 7.
工程机械就其土建范围来说是用来完成公路桥涵 的建筑、隧道修建和道路养护工程等作业的一种 技术设备，是施工过程中必不可少的物质基础， 是实现基本建设机械化的重要生产工具。这类机 械包可以使用于铁路、水利、城建工程以及其他 土建工程中。工程机械的大量使用，可以提高机 械化施工程度、加快工程进度、保证工程质量、 缩短工期和减轻工人劳动强度，从而节约了劳动 力、提高了劳动生产率、降低了工程造价，对加 速基本建设、发展国民经济起着十分重要的作用。 工程机械由于服务对象，施工要求各异。因此， 土木工程中使用的机械种类繁多，型号复杂，名 称也不一致。
按工人固定结点的作业方式划分 1)插入打紧； 2)拧紧螺栓。
不同类型的工程施工选用不同用途的脚手架和模 板支架。目前，桥梁支撑架使用碗扣脚手架的居 多，也有使用门式脚手架的。主体结构施工落地 脚手架使用扣件脚手架的居多，脚手架立杆的纵 距一般为1.2~1.8m；横距一般为0.9~1.5m。钢 管扣件脚手架搭设中应注意地基平整坚实，设臵 底座和垫板，并有可靠的排水措施，防止积水浸 泡地基。
特殊性机械的选定：应根据施工的需要，必须引 进特殊机械时，除了上述要点外，还要考虑以下 几点：有无可代替的其它施工方法；引进特殊机 械后是否具备经营管理的能力并能充分发挥特殊 机械的效能；能否成为今后新施工方法的典型。
根据机械选型要点，选出与其相适应的机种和数 量后，还需要研究施工技术、施工组织，合理地 进行配组。配组的方法，首先在已选定的施工机 械中，正确确定机组的主体机械，然后配备所需 的辅助机械，使之配套，形成单项工程机械化。 这样可以提高机械化施工水平，逐步向全工程实 行流水作业法的综合机械化发展。
重点： 架桥机 缆索起重机 龙门起重机 万能杆、脚手架 贝雷梁 钢板桩 预应力张拉设备及其应用。
难点：
施工机械选型的原则与方法及计算。
2.1 概述

近年来，随着我国高等级公路建设的蓬勃发展， 机械制造业为工程施工提供了大批性能优良的施 工机械新品种。同时，许多单位由国外引进了不 少新型和大型土方工程机械、路面施工机械及桥 梁施工机械，大大加快了公路建设的步伐。高等 级公路路基路面施工的主要机械常包括铲土运输、 挖掘、拌和、摊铺、压实等机械。桥梁施工常用 设备有万能杆件、脚手架(支架)、贝雷梁、钢板 桩、架桥机、起重千斤顶、缆索起重机、滑车组 与卷扬机、浮箱与龙门架、混凝土搅拌机械等。 作为公路工程技术人员要了解或掌握施工机械的 使用性能，对正确地选择施工机械，科学地进行 机械化施工组织与管理，保证施工质量，加快工 程进度，有着十分重要的意义。
按杆件的材料划分： 1)单一规格钢管的脚手架。它只使用一种规格的 钢管，如扣件式钢管脚手架，只使用Ф48×3.5的 电焊钢管。 2)多种规格钢管组合的脚手架。它由两种以上的 不同规格的钢管构成，如门式脚手架。 3)以钢管为主的脚手架。即以钢管为主，并辅以 其它型钢杆件所构成的脚手架，如设有槽钢顶托 或底座的里脚手架，有连接钢板的挑脚手架等。 碗扣式钢管脚手架当采用钢管横杆时，为单一钢 管的脚手架；当采用型钢搭边横杆时，为以钢管 为主的脚手架。
图2.1 万能杆件 拼成支架
肢背直角刨成圆弧，以适合同标准杆件的连接。 调节段使用的连接板B8、B11、B12、B13、 B26、B29、B14、B43。各相关连接板依据调节 尺寸的不同，板上孔组中心线变化相应的角度， 板上斜杆端孔至力交汇点的距离也随调节尺寸的 变化而变化，以使杆件中心线与力作用线重合。 调节斜杆所在中心线长度，等于斜杆两端孔之距， 与端孔至力交汇点之距两倍的和。各调节板与调 节尺寸一一对应，同一规格的调节板可用于几个 调节尺寸，同一根调节斜杆也可用与几个调节尺 寸。调节段使用的连接板，弦杆连接孔中心线与 立杆端孔中心线之距为110mm，调节段所用立杆 比标准立杆短20mm。
为了使组合的每台机械都能在施工中发挥最大效 率，机械选型配套应符合下列要求： 在规定施工期内，机械应完成的工作量； 要充分利用主机的生产能力； 主体机械与辅助机械以及运施工具之间各机械的工 作能力要保持平衡，还要使机组得到合理的配合 和使用。
2.2 桥梁施工常备式结构及应用
1 万能杆件
万能杆件是用以拼装各种形式的脚手架或临时性 设施的多功能杆件。(图2.1) (图2.2)万能杆件调 节段的调节弦杆用120×12等边角钢制做，长 2050和2650mm，其上钻Φ28毫米的孔，孔间距 为50mm遍布全长，钉线55mm，两肢背上的孔 相互错开，以实现每增加或减少50mm都能调节 的目的。

门式钢管脚手架适应范围： 1)构造定型脚手架； 2)作粱的支撑架(承受竖向荷载)； 3)构造活动优点（10点）： 1)多功能：能根据具体施工要求，组成不同组架 尺寸、形状和承载能力的单、双排脚手架，支撑 架，支撑柱，物料提升架，爬升脚手架，悬挑架 等多种功能的施工装备。也可用于搭设施工棚、 料棚、灯塔等构筑物。特别适合于搭设曲面脚手 架和重载支撑架。 2)高功效：常用杆件中最长为3130mm，重 17.07kg。整架拼拆速度比常规快3~5倍，拼拆 快速省力，工人用一把铁锤即可完成全部作业， 避免了螺栓操作带来的诸多不便。
图2.2 万能杆件 拼成塔架
钢制万能杆件又称拼装式钢脚手架，可以组拼成 衍架、墩架、塔架或龙门架等形式，以作为桥梁 墩台、索塔的施工脚手架，必要时还可作为临时 桥梁的墩台和桁架。万能杆件拆装容易，运输入 便，利用效率高，可以大量节省辅助结构所需的 木材，适用范围较广。用万能杆件组拼成桁架时 其高度可2m、4m及2m的倍数、当高度为2m时， 腹杆为三角型，当高度和宽度为4m时，腹杆为 菱形，高度超过6m时，则可做成多斜杆的形式。
门式钢管脚手架(图2.3)的优点： 1)门式钢管脚手架几何尺寸标准化； 2)结构合理，受力性能好，充分利用利用钢材强 度，承载能力高； 3)施工中装拆容易、架设效率高，省工省时、安 全可靠、经济适用。
图2.3 门式 钢管脚手架
门式钢管脚手架的缺点： 1)构架尺寸无任何灵活性，构架尺寸的任何改变 都要换用另一种型号的门架及其配件； 2)交叉支撑易在中铰点处折断； 3)定型脚手板较重； 4)价格较贵。
第2章 道路桥梁工程施工常用设备
内容及要求
主要介绍了桥梁施工的常用设备，桥梁施工常用 的起重设备，混凝土施工设备，预应力张拉设备， 道路工程常用的施工机械设备，半刚性基层材料 拌和机械，沥青路面施工机械，水泥混凝土路面 施工机械等内容。 需要了解桥梁施工常备式、桥梁施工常用的起重 设备、混凝土施工设备、预应力张拉设备、道路 工程常用的施工机械设备、半刚性基层材料拌和 机械、沥青路面施工机械、水泥混凝土路面施工 机械等，重点需要熟悉他们的使用方法及使用时 的注意事项。
桁架承载能力应根据荷载标限和跨度检算，可采用下列 方法变更荷载能力： 1)变更组成杆件的杆件数目； 2)变更杆件的自由长度； 3)变更衍架的高度； 4)变更衍架的数目； 5)变更杆件组拼的结构形式。 用万能杆件组拼以墩架、塔架时，其柱与柱之距离可以 和衍架完全一样按2m倍数。
3)通用性强：主构件均采用普通的扣件式钢管脚手架之钢 管，可用扣件同普通钢管连接，通用性强。 4)承载力大：立杆连接是同轴心承插，横杆同立杆靠碗扣 接头连接，接头具有可靠的抗弯、抗剪、抗扭力学性能。 而且各杆件轴心线交于一点，节点在框架平面内，因此， 结构稳固可靠，承载力大，整架承载力提高，约比同等清 况的扣件式钢管脚手架提高15%以上。 5)安全可靠：接头设计时，考虑到上碗扣螺旋摩擦力和自 重力作用，使接头具有可靠的自锁能力。作用于横杆上的 荷载通过下碗扣传递给立杆，下碗扣具有很强的抗剪能力 (最大为199kN)。上碗扣即使没被压紧，横杆接头也不致 脱出而造成事故。同时配备有安全网支架、间横杆、脚手 板、挡脚板、架梯、挑梁、连墙撑等杆配件，使用安全可 靠。