在节段拼架桥机施工中,节段运输栈桥协同调度是保障施工效率与安全的核心环节。通过科学设计栈桥结构、优化运输路径及动态协调设备资源,可实现节段梁运输与栈桥使用的无缝衔接。以下结合工程实践与行业标准,从协同调度体系、流程设计、资源配置及风险防控等方面进行详细阐述。
一、协同调度体系构建
(一)栈桥结构设计
栈桥采用钢管桩基础与贝雷梁主桁架组合体系,钢管桩直径根据地质条件选取 600-1200mm,入土深度需穿透软弱土层进入持力层≥5m。桥面宽度按双线设计,单侧净宽≥6m,满足运梁车双向通行需求。例如,张靖皋长江大桥南航道桥采用 359.9 米滑移栈桥,通过 900 吨运梁台车实现 718.5 吨节段梁的***运输。
(二)运输路径规划
分级路径管理:主路径为栈桥主干道,次路径为临时便道,通过 BIM 模型模拟运输过程,优化转弯半径(≥20m)与坡度(≤8%)。
动态路径调整:利用 GPS 定位系统实时监控运梁车位置,当栈桥某段出现拥堵时,自动切换至备用路径。例如,中交马东铁项目通过优化运梁通道,将单次运输时间从 45 分钟缩短至 30 分钟。
二、协同调度流程设计
(一)调度机制
优先级管理:根据架桥机拼装进度,优先运输当前施工跨的节段梁。例如,某高铁项目采用 “双工作面交替运输” 模式,确保梁体供应与拼装节奏一致。
预调度系统:通过 TMS(运输管理系统)提前 24 小时生成运输计划,明确每榀梁的装车时间、运输路线及到达节点。
(二)设备协同
运梁车与栈桥匹配:根据栈桥承载能力(活荷载 5-15kN/m²)选择适配车型,如 30mT 梁采用载重 120t 的轮胎式运梁车。
多机协同作业:当多台运梁车同时通行时,通过无线通信系统协调间距(≥30m),避免共振效应。例如,常泰长江大桥采用 8 台架桥机分 3 个工作面同步施工,通过智能调度实现设备零冲突。
三、资源配置与动态管控
(一)设备配置
主辅设备组合:配置主运梁车(载重 120t)与辅助移梁机(载重 200t),形成 “运输 - 吊装 - 调整” 闭环。某项目通过优化设备组合,使单日运输效率提升 30%。
备用设备冗余:在栈桥两端设置备用运梁车,当主设备故障时,1 小时内恢复运输。
(二)人员分工
调度中心:设专职调度员 3 名,24 小时监控运输状态,实时调整计划。
现场协调组:每工作面配备 2 名协调员,负责栈桥与运梁车的对接指挥,确保对位精度(偏差≤5mm)。
四、安全管理与风险防控
(一)结构安全控制
实时监测:在栈桥关键部位安装应力传感器与倾角仪,当应力超限 10% 或倾角偏差≥2° 时,自动触发预警。
定期检测:每周进行栈桥沉降观测(允许偏差≤3mm),每月开展焊缝探伤检测,确保结构稳定性。
(二)运输安全措施
防滑设计:栈桥桥面铺设 3mm 厚防滑钢板,横向设置间距 300mm 的防滑条,摩擦系数≥0.6。
应急响应:制定三级应急预案,Ⅰ 级响应(设备故障)启动备用车 4 小时内恢复运输;Ⅱ 级响应(地质灾害)10 分钟内完成人员撤离与设备锚固。
(三)交叉作业防护
隔离措施:在栈桥两侧设置高度≥2m 的防护围栏,顶部安装激光扫描装置,实时监测人员与设备越界行为。
立体防护:在栈桥下方 5m 处搭设双层防落棚(脚手板 + 彩钢板),可承受 10kg 坠落物冲击。
五、典型工程应用
成渝高铁某标段在 40mT 梁施工中采用以下协同调度方案:
栈桥设计:双线栈桥长 800m,钢管桩直径 800mm,贝雷梁主桁架间距 3m,承载能力 15kN/m²。
调度系统:集成 GPS 定位与 TMS 系统,实现运梁车路径动态优化,运输效率提升 25%。
安全管理:建立 “三查” 制度(查栈桥状态、查设备性能、查操作记录),施工期间未发生安全事故。
该标段通过协同调度,总工期缩短 18%,验证了该方法的有效性。