双悬臂式架桥机作为桥梁建设中的核心装备,主梁是其承载重量、保证架设精度的关键部件,就像架桥机的“脊梁”。主梁的截面形式直接决定了这根“脊梁”的硬朗程度,也就是刚度,而刚度的强弱,不仅影响架桥机的作业稳定性,更关系到桥梁架设的质量与安全。其中,箱型和桁架式是双悬臂架桥机主梁最常用的两种截面形式,它们凭借不同的结构设计,对刚度产生着截然不同的影响。

箱型截面是双悬臂架桥机主梁的主流选择,因其外形酷似封闭的箱体而得名,整体呈现出上下盖板与两侧腹板围成的空心结构,部分还会在内部设置隔板形成多腔室布局。这种封闭结构的设计,让箱型截面的受力更加均匀,能够有效分散主梁在吊装、过孔过程中承受的弯曲和扭转荷载,就像一个坚固的空心框架,不易发生变形。
箱型截面对刚度的提升作用十分显著,尤其是抗扭刚度和整体抗弯刚度表现突出。由于截面呈封闭状,材料分布更合理,能最大限度发挥材料的承载潜力,即便在双悬臂架桥机单侧悬臂承重、受力不均的工况下,也能有效抑制主梁的挠曲和扭转变形。比如在千吨级箱梁架设中,箱型主梁通过优化盖板和腹板厚度,配合多腔室隔板设计,可将跨中挠度控制在安全范围,保证梁体精准就位。不过,这种截面形式也存在一定局限,整体自重相对较大,会在一定程度上增加架桥机的负荷,但相较于其优异的刚度表现,仍是大吨位、大跨度架设场景的首选。
桁架式截面则是另一种常见的主梁形式,它由上弦杆、下弦杆和腹杆通过焊接或销轴连接,组成一个个三角形单元,整体呈镂空状,结构轻盈且紧凑。与箱型截面的“实心硬朗”不同,桁架式截面的刚度主要依靠杆件的协同受力来实现,三角形结构的稳定性让其在承受纵向荷载时,能有效传递力的作用,减少整体变形。
桁架式截面的刚度表现与箱型截面有明显区别,其抗弯刚度虽能满足中等吨位的架设需求,但抗扭刚度相对较弱。由于结构镂空,在双悬臂架桥机单侧受力时,容易出现轻微的扭转和挠曲,尤其是在大跨度、大荷载工况下,这种变形会更加明显。不过,桁架式截面的优势在于自重轻,能有效减轻架桥机的整体重量,降低设备运行和运输成本,且焊接施工难度较低,维修维护也更为便捷,适合中小吨位、中等跨度的桥梁架设场景。通过优化腹杆的布置形式,还能在一定程度上弥补其刚度不足的短板,提升作业稳定性。
综上,箱型和桁架式两种截面形式,分别以“强刚度、重负荷”和“轻自重、高灵活”为核心特点,对双悬臂架桥机的刚度产生着关键影响。箱型截面凭借封闭结构的优势,提供更强的抗弯抗扭刚度,适配大吨位、大跨度施工;桁架式截面则以轻盈的结构,在中等负荷场景中发挥优势,兼顾经济性与实用性。选择哪种截面形式,需结合架设吨位、跨度要求和施工场景综合考量,核心都是通过合理的结构设计,让主梁的刚度与架桥机的作业需求完美匹配,确保桥梁架设过程安全、精准、高效。