在双导梁式架桥机的整机结构体系中,支腿作为核心承载与姿态调节部件,承担着传递整机自重、梁体荷载及施工附加载荷的关键职责,其结构性能直接决定架桥机作业稳定性、施工安全性及工况适配能力。无论是吊梁纵移、过孔行走还是梁体对位等核心工况,支腿都需提供精准的支撑定位与动态受力平衡。随着桥梁建设向大跨度、复杂地形(如山区小半径曲线桥)及重载化方向发展,传统支腿结构存在的承载冗余、适配性不足、稳固性欠佳等问题逐渐凸显,因此开展支腿结构优化设计,对提升架桥机整体作业效能、降低施工风险具有重要工程意义。

传统双导梁式架桥机支腿普遍存在三大核心问题:其一,结构适配性受限,在极小半径曲线桥、窄桥等特殊工况下,前支腿易出现偏移落桥风险,中后支腿横移范围不足,难以满足梁体精准对位需求;其二,承载与轻量化失衡,为保障强度采用的实心或简单箱型截面设计导致支腿自重过大,增加了整机能耗与运输成本,同时焊缝区域易出现应力集中,影响疲劳寿命;其三,连接与稳定性能不足,支腿与基础、主梁的连接多采用刚性固定方式,难以适应路基不均匀沉降或施工振动带来的位移偏差,易引发局部过载失稳。
针对上述问题,支腿优化设计需聚焦结构形式、连接系统与适配能力三大核心维度。在结构形式优化方面,采用模块化箱型蜂窝截面设计,通过内部蜂窝状加强筋提升抗扭刚度,同时降低自重,相较于传统结构可实现减重15%以上;针对特殊工况,研发可伸缩旋转式前支腿,通过液压驱动实现水平±5°转角调节与纵向伸缩,配合加宽中支腿、后支腿的托轮槽,提升横移适配范围。在连接系统优化上,采用球形铰+橡胶阻尼复合支座替代传统刚性连接,可吸收±30mm垂直位移偏差与微小水平形变,降低附加应力45%以上,同时配备10.9级高强螺栓组与液压插销定位系统,提升连接可靠性与拆装效率。
此外,优化设计还需整合材料升级与智能监测技术:选用Q690D级高强钢提升承载能力,确保压缩变形率控制在0.15%以内;在支腿关键焊缝与承载部位集成应力传感器与位移监测模块,实时反馈受力状态,配合液压闭环控制系统实现动态载荷调节。实践表明,优化后的支腿结构可使架桥机抗倾覆系数提升至2.0以上,成功解决极小半径曲线桥架设时的过孔偏转、横移受限等难题,同时延长疲劳寿命至2×10^6次循环以上,为复杂工况下的桥梁架设提供了可靠的局部结构支撑,推动架桥机装备向高效、安全、智能化升级。