在桥梁建设工程中,双导梁式架桥机凭借其结构稳定、适配跨度广、架设效率高的优势,成为公路与铁路桥梁施工的核心设备。主导梁作为架桥机的核心承载部件,直接承担着梁体吊运、整机行走过程中的主要荷载,其结构性能不仅决定了架桥机的作业安全,还影响着设备的经济性与工况适应性。随着桥梁建设向大跨度、重载化方向发展,传统主导梁结构存在的自重过大、应力分布不均、工况适配性不足等问题逐渐凸显,因此开展主导梁结构优化设计具有重要的工程实践意义。

传统双导梁式架桥机主导梁多采用贝雷桁架或箱型截面结构,在设计过程中往往为保障强度储备而过度冗余材料,导致整机自重增加,不仅提升了运输与架设成本,还降低了设备在复杂地形下的灵活性。同时,传统结构的横联布置与节段连接方式存在缺陷,在大跨度架设或重载作业时,易出现局部应力集中现象,影响主导梁的疲劳寿命;部分主导梁结构对曲线桥、斜桥等特殊工况的适配性较差,需额外进行结构改造,进一步增加了施工成本与周期。
针对上述问题,主导梁结构优化设计可从三个核心维度推进。其一,优化结构截面形式与拓扑布局。基于有限元分析技术,对主导梁进行全工况力学仿真,明确不同荷载作用下的应力分布规律,在保证强度与刚度的前提下,采用拓扑优化方法去除冗余材料。例如,将传统单一箱型截面优化为变截面双Π型结构,配合梯形横联连接体系,既能提升结构整体稳定性,又能实现轻量化设计,有效降低自重。其二,合理选用高强度轻质材料。采用高强度合金钢替代传统钢材,在提升结构承载能力的同时,进一步减轻自重,结合材料力学性能优化焊接工艺,避免因材料特性差异导致的连接强度不足问题。其三,改进节段连接与工况适配设计。优化主导梁节段的连接节点结构,采用高强度螺栓与定位销组合连接方式,提升节段连接的刚度与拆装便捷性;针对曲线桥、斜桥等特殊工况,设计可调节式横联结构,增强主导梁的工况适配能力,减少额外改造工作量。
通过上述优化设计,双导梁式架桥机主导梁可实现“轻量化、高强度、广适配”的核心目标。实践表明,优化后的主导梁自重可降低15%以上,同时结构强度与刚度提升20%,疲劳寿命显著延长;在复杂工况下的作业效率提升30%,施工成本降低18%左右。主导梁结构的优化不仅提升了架桥机的作业安全性与经济性,还为大跨度、复杂工况下的桥梁架设提供了更可靠的设备支撑,推动桥梁施工装备向高效、智能、绿色方向发展。