单梁式架桥机的额定起重量与工作级别是衡量其承载能力和适用性的核心指标,直接影响桥梁架设的安全性和效率。额定起重量指架桥机在标准工况下可稳定吊装的最大重量,而工作级别则反映其载荷频率和使用强度,两者需根据工程需求和结构特性综合设计。
目前主流单梁式架桥机的额定起重量覆盖范围广,从 130 吨到 1000 吨不等。箱梁式结构因闭合截面抗扭刚度高,通常适配较大起重量,例如 JQ1000 型架桥机可架设 40 米高铁箱梁,额定起重量达 1000 吨,其双箱梁设计通过前中后联系梁形成刚性框架,适应重载和复杂应力分布。桁架式结构则凭借空腹杆件组合实现轻量化,例如港珠澳大桥使用的 120 吨架桥机,主梁采用三角形桁架设计,总长 200.76 米,在大跨度和高风载环境下表现优异。部分特殊工况机型如单线梁 550t 架桥机,通过双箱梁结构和辅助支腿设计,可适应隧道口等复杂地形的架设需求。
工作级别是架桥机设计的重要依据,按国家标准分为 A1、A2、A3 三级,由载荷谱系数和使用等级决定。A3 级适用于中等频繁使用场景,例如某新型铁路架桥机工作级别为 A3,其额定起重量 950 吨,通过模态分析验证主梁刚度满足动态要求,可适应 2% 纵坡和 6 级风载。高铁项目中,昆仑号架桥机采用 GT785 潜艇级钢材,工作级别达到 A3 级,在福厦高铁成功架设 40 米千吨箱梁,通过智能化控制实现毫米级定位精度。公路桥梁常用 A2 级架桥机,如 200t/50m 双桁架架桥机,工作级别 A3,通过优化腹杆布置和销轴连接,在 4% 纵坡工况下仍能稳定作业。
实际应用中,箱梁式因综合性能均衡成为主流,尤其在高铁建设中广泛采用 32-40 米跨度组合,对应额定起重量多在 900-1000 吨,工作级别 A3。桁架式则多用于特殊工程,如跨江跨海桥梁或大悬臂施工,其起重量通常在 120-550 吨之间,工作级别根据使用频率调整。选择时需权衡刚度、自重和经济性,例如公路桥梁常用 40 米跨度,对应主梁长度约 68-80 米,工作级别 A2 即可满足需求;而铁路桥梁因荷载更大,跨度多控制在 32-40 米,需采用 A3 级架桥机以确保长期稳定性。两种结构均通过变截面设计优化受力,例如箱梁在跨中加厚腹板,桁架在支点区域加密腹杆,确保重载下的可靠性。
总之,单梁式架桥机的额定起重量与工作级别需根据桥梁类型、地质条件和施工工艺综合匹配,箱梁式适合大吨位、高频率场景,桁架式则在跨度和经济性上更具优势,两者均通过材料创新和结构优化持续提升性能,满足不同工程需求。