桥梁工程机械选择与应用思考论文
摘要:现代桥梁施工高度依赖机械设备，选择和配套机械是否合理直接关系到生产效率、施工质量和经济效益。由于影响机械选择的因素多，选好施工机械并不容易，因此本文对这个课题进行了分析和探讨。
关键词:桥梁工程机械；选择；应用
1桥梁工程机械的种类与选择影响因素
1．1桥梁工程机械种类
桥梁工程机械可分为桥梁施工通用机械和桥梁施工专用机械，也可分为桥梁基础施工机械和桥梁上部结构施工机械。桥梁施工机械中的大部分是通用的，例如混凝土机械、钢筋加工机械、预应力张拉机械、起重吊装机械、桩工机械、钻孔设备、泥浆系统设备、挖泥(砂)设备、排水设备等;桥梁施工专用机械是指专用于某一类桥梁施工的机械，例如梁桥施工机械、拱桥施工机械、斜拉桥施工机械、悬索桥施工机械等。用于桥梁基础施工的机械有桩工机械、钻孔设备、泥浆系统设备、挖泥(砂)设备、排水设备等，桥梁上部结构施工机械包括起重吊装机械、桥面施工机械及各类专用机械等。可见，桥梁工程机械种类是非常多的。
1．2桥梁工程机械选择的影响因素
影响桥梁工程机械选择的因素非常多，大体可分为经济因素、技术因素和社会因素三大类。经济因素是在购买、租赁、使用、维修与保养过程中产生的各种费用相关因素，例如设备售价及付款方式、投产前支出费用、安装搬迁费用、设备台班费用、运行附加费用等。技术因素包括设备制造工艺水平、机械使用可靠性、设备生产能力、自动化控制水平、维修性、操作安全性、操作舒适性、项目配套性、机群配套性、设备配套人员数量等。社会因素包括设备供货渠道、设备供货周期、设备运输方式及要求、设备供货商售后服务、维修配件供应、对环境污染程度等。可见，影响桥梁工程机械选择的因素多且复杂。
2桥梁工程机械选择与配套原则
2．1桥梁工程机械选择原则
桥梁工程机械选择的依据包括工程量、工期和质量。合理选择机械设备应结合工程特点、施工需要和施工单位的实际情况［1］。一般而言，先进的大型设备适合规模大、要求高的大型桥梁项目，但也可能受到运输道路等因素制约，大型设备无法进场，专为大型设备进场修建专用道路往往不经济，这种情况下只能选择中小型施工机械。所以，桥梁工程机械选择的基本原则是技术先进、经济合理和生产适用，此外还要兼顾通用性强、安全可靠、环保优先和维修性好等原则。鉴于桥梁类型特点，针对桥梁类型选用专用机械施工效率高、工程质量好，某些桥梁施工只能使用特定的专用机械。
2．2桥梁工程机械配套原则
桥梁工程施工一般由不同功能的机械组合而成，并按照一定的程序作业。机械组合也称为机群配置，合理组合可以显著提高整个工程的施工效率，最大限度地降低工程成本。组合方式分为按机械技术性能进行组合以及按机械类型或数量进行组合。设备配套组合原则如下:
(1)先主导机械后配套机械。主导机械也就是对施工方法、质量、进度等具有决定性影响的机械，例如土方开挖施工挖掘机是主导机械，自卸运输车是配套机械，所以应先选定挖掘机，再根据挖掘机铲斗容量配套自卸运输车。
(2)主导机械与配套机械能力匹配关系应当是后者能力略大，这样可以充分发挥主导机械的生产效率。
(3)机械配套数量宜少而精，不宜多而杂，因为少而精便于各机械发挥协同作业的能力，同时可减少配套机械故障对整个工程施工的影响。反之，配套机械多而杂必然增加协同作业的难度，并且配套机械发生故障的可能性也增加，因此而造成停工的概率也大增。
(4)合理制定施工方案，尽量采用多个系列并列组合施工方式，这样即使某个系列故障停机也不至于整个工程停工。
3桥梁工程机械选择方法及应用
3．1桥梁工程机械选择方法
目前，桥梁工程机械选择一般要经过信息收集、分析对比、初定型号及供货商、综合评价、选择决策等几个步骤。选择过程就是根据前述原则，对机械设备的使用、性能、效益进行分析，以解决配置什么机械、配置多少机械、如何配置机械的问题。对于比较简单、小型的工程，结合经验或类似工程可以很快选定机械，但对于大型、复杂的工程，因为涉及机械费用大、影响因素多，就需要采用更客观的评价方法。下面结合几个应用分析不同情况下的选择方法。
3．2钢板桩施工机械选择
钢板桩用于桥梁基础，其施工主要有四类机械，即冲击打入机械(如自由落锤、蒸汽锤、液压锤、柴油锤、空气锤等)、振动打击机械(主要是振动打拔桩锤)、振动冲击打桩机械、静力压入机械(如油压式压桩机)。选择钢板桩施工机械应根据工程规模、土质情况、作业能力、作业环境等条件来选择，初步选定后经过试打验证确定最终方案［2］。以振动打桩机为例，先计算振幅，再计算偏心距，并初步选定锤型，然后计算必要的质量，标贯击数不大时为桩自重与振动锤重量之和，标贯击数较大时还要加上附加重量。再以柴油打桩机为例，柴油锤的选择直接关系到钢板桩能否顺利打入和施工效率，有工程经验时，可根据土质情况进行选择;缺少经验时，应该按照实际参数进行选择，然后试锤确定。
3．3沥青混凝土拌合楼选择
某桥梁桥面铺装沥青混凝土，要求配置生产能力80～100t/h的拌合楼，价格约300万元，但施工单位资金紧张，希望采用分期付款方式，并提出了A、B、C、D四种方案，它们的标价分别为340万元、333万元、405万元、350万元，其中A运输距离较近，当地建有配件中心，其他三种方案距离较远，但维修工程师48h可以到位，质量方面C方案评价最高，其次是B、A，而D方案故障率较高且某些方面设计不合理。然后组织6名机电专家、工程师进行评价，每一个人将评价结果填入“设备选型方案评判表”，对技术、经济、社会指标分别给予好、较好、一般、差的评价。数据处理采用了层次分析法、模糊数学理论，用层次分析法构建各因素之间的.比较判断矩阵，确定各因素的重要程度，利用模糊数学理论确定因素集、评语集、评价对象集，最后得到综合评价矩阵。结果A、B、C、D评分分别为76.97分、64.59分、69.66分、57.63分，所以最优方案为A。
3．4桥面压实机群配置
某桥梁桥面铺装沥青混凝土要配置压实机群。桥面铺装与普通公路路面铺装不同，因为桥面下有较大的临空面，沥青混凝土料热量容易散失，降温较快，而且出于桥梁安全性考虑，不宜采用高强度振动压实机具，这些情况导致桥面压实易出现压实度不满足要求的问题。为了既不影响桥梁安全，又满足压实度要求，就要根据桥面不利荷载桥段位置，考虑碾压时间与碾压速度的关系，并分散不利荷载的影响，采用对桥梁安全性影响较小的振荡压路机与胶轮压路机组合配置［3］。对AC－13沥青混合料来说，初压阶段可采用振荡压路机静压1～2遍;复压阶段采用4台11t双钢轮压路机和2台26t轮胎压路机作业，双钢轮压路机静压1遍，振压4遍，然后轮胎压路机碾压2遍;终压阶段再采用振荡压路机静压1～2遍，以消除轮胎压路机产生的轮迹。
4结语
桥梁工程机械种类、型号、规格多且复杂，这给施工机械的合理选择带来不小难度，许多施工单位只是凭借经验进行选择，难免选择不合理，导致设备生产效率低、工艺质量差、故障多、经济效益下降等一系列问题，因此应重视机械选择方法研究，有利于提高选择的合理性，从而使机械设备更好地为工程建设服务。
参考文献
［1］谢祖文．公路工程施工机械选择与配套方法［J］．交通世界，2012(15):42－43．
［2］蔡学伦．如何选择钢板桩施工机具［J］．交通世界，2013(9):155－156．
［3］任亚鹏．基于桥梁安全的桥面合理压实方法及机群配置研究［D］．西安:长安大学，2013．
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