交通运输论文--无导梁拖拉法架设钢桁梁关键技术

唐继昌

摘要：以广珠铁路复工工程跨广清高速公路特大桥主跨1×80m钢桁梁架设安装为例，介绍采用不设置前导梁、利用临时支墩减少悬出长度的方式拖拉架设大吨位、大跨度钢桁梁的施工技术要点，为类似施工提供参考。
关键词：钢桁梁无导梁拖拉法架设技术

1 概况
广珠铁路复工工程跨广清高速公路特大桥为双线铁路桥，全长747.64m，与广清高速公路107º斜交。主桥为1孔80m的钢桁梁结构，为无竖杆整体节点平行弦三角桁架下承式钢桁结合梁。桥面布置采用两片主桁，主桁中心距为11.8m，桁高11.6m，节间长度为10m，主桁为无竖杆N形桁架，上、下弦杆件截面为箱型截面，其它杆件为H形截面，主桁杆件为工地M30高强度螺栓连接。钢梁自重1022t，最大杆件重量18.5t。
2 总体方案概述
双线钢桁梁自重较大，前导梁的设计、受力计算较为复杂，前导梁与钢桁梁之间的连接较难处理，而且导致前导梁的结构庞大，施工成本较高,故采用无导梁拖拉法架设钢桁梁。利用桥台临时支架及桥台后路基作为拼装场地进行钢梁拼装作业，采用人工配合吊机的方式拼装钢梁；拼装完成后通过特殊设计的起顶点起顶钢梁，安装上下滑道设施，利用2台10t的卷扬机通过2台3门走5的滑轮组，按照平坡拖拉的方式，拖拉钢梁纵向移动至钢梁设计位置，利用墩顶的调位设施，调整钢梁至设计位置，利用墩顶的临时落梁设施，起顶钢梁，拆除上下滑道，落梁就位，然后施工桥面系和拆除临时支墩。拖拉采用滚轴滑道的方式，上滑道布置在钢桁梁的各个下弦节点，下滑道在支墩及相关路基上通长布置。

3 主要施工工艺流程及要点
3.1钢桁梁拼装
钢桁梁的拼装场地设在桥台临时支架和台后路基之上，在桥台临时支架钢管桩施工完成后，施工纵横分配梁和下滑道，与路基本体部分的下滑道同时完成,路基部分下滑道采用C30混凝土条形基础，利用膨胀螺栓固定下滑道钢轨，钢轨采用P50钢轨，以构成钢桁梁的拼装台座。施工时充分利用支架，减少路基部分的滑道长度。
钢梁拼装安装原则：自下至上，先下平面，后立面，尽快形成三角形稳定结构。每安装两个节段的纵横梁即安装一节的斜杆，每安装两节的斜杆即安装一节上平联，依次类推拼装完成。拼装按主桁纵梁→主次横梁→斜杆→上平联→横联的顺序进行。
3.2支墩设置
依据总体施工方案，在本桥24#台处、广清高速公路两侧、以及22#墩顶部设置临时支墩。
所有临时支墩均采用Φ630mm的打入钢管桩进行搭设，钢管桩纵向3排，横向间距2.0m，纵向间距2.2m，其上设置纵横分配梁, 24#台及22#墩处临时支墩结合既有桥台及桥墩结构搭设而成。分配梁的纵梁采用2I40工字钢，横梁采用2I55工字钢，下滑道梁采用2H350型钢组焊钢板而成。临时支墩的设计必须经过各种不同工况的检算，打入桩承载力必须满足最不利工况承载力要求。
3.3滑道安装
钢桁梁拼装完成经检查满足质量要求后，利用设置在路基段的4个起顶点，采用4台500t千斤顶顶起钢梁，用方木抄死后安装上滑道及滚轴。
3.4拖拉施工
采用2台10t的卷扬机，配合2个3门走5的滑轮组进行拖拉施工。钢桁梁总自重1022t，按照平坡拖拉的方案组织施工。根据《路桥施工计算手册》，上下走板的摩擦系数取0.05，阻力系数为2.5，采用直径为7cm的滚筒，所需牵引力为2.5×1022×(0.05＋0.05)/7=36.50t；采用2个走5的滑轮组进行拖拉，每个卷扬机的动力为35.5/2/5=3.55t。采用2个10t的卷扬机进行拖拉，可以满足施工要求。
3.4.1牵引系统布置
牵引拖拉方式为推进拖拉，即将动滑车组放在钢梁后端，定滑轮组放在前方适当地方，卷扬机牵引下，钢梁将被推着前进，本方式在钢梁前端不设滑车、卷扬机等工具，可以减小前端下挠度，顺利上墩，拖拉准备和前方墩顶托架滑道布置同时进行。提前做好拖拉准备。
采用双头牵引滑车组，可用一台来调节滑轮组的速度，调整牵引偏差。牵引速度控制在1.0m/min～1.5m/min。
具体布置如下：①牵引卷扬机固定在23#墩前方2#临时支墩上。②牵引固定滑车固定在23#墩后方，钢丝绳固定位置在23#墩旁支架上与23#墩紧靠。③动滑车固定在钢桁梁纵梁下翼缘，固定位置设在6、7、8#节点上。
3.4.2防滑应急布置
考虑减少拖拉摩擦力，又要考虑有冲击载荷引起的溜滑，备用2台5t卷扬机防止钢桁梁在移动时产生的溜滑。
防溜滑卷扬机布置在路基平台上，借用导向滑车，采用2倍钢丝绳固定在钢桁梁后端横梁上，拖住钢桁梁防止溜滑。防滑钢丝绳始终处于拉紧戒备状态。防滑装置依据拖拉方向及时向前移动。
3.4.3动滑车移位
动滑车位移每次最大距离为45cm，每次移动到达，动滑轮组要向尾端位移，如此循环拖拉。当位移到最后梁尾，距离固定滑轮为最小极限时，固定滑轮向23#墩前方移动，或者移至2#支墩前方，导向滑车向22#墩移动。
3.4.4最终位移
当钢桁梁拖拉接近22#墩时，由于卷扬机位置和固定滑轮组位置限位，不能达到最终位置时，或者拖拉偏移较大，无法调正时就要调整拖拉方向、卷扬机和动滑轮固定位置，最终拖拉就位。
3.4.5拖拉纠偏措施
在拖拉过程中，由于滚动阻力摩擦和钢梁安装应力的释放，行走过程中产生偏移，要严密注视。
（1）首先在拖拉前进行试拉，对拖拉过程进行观察。
（2）拖拉过程观察横向位移情况。
（3）发现偏移用卷扬机进行纠偏。
（4）纠偏方法：①滚面纠偏：正确塞滚筒，水平、平行送入。滚筒有偏移及时用锤子调顺。②牵引纠偏：当发生偏移时，采用卷扬机单机运转调正，用偏移同方向的卷扬机进行纠偏，此方法是悬空纠偏。③横向推移纠偏：发生偏移在桥墩上面，采用千斤顶，利用顶架进行纠偏。
（5）拖拉之前下滑道上刻画前进标尺，观察偏移情况。
（6）有时采用强制纠偏，即下滑道固定牢固，使钢桁梁产生横移，保证下滑道不变形。
3.5上墩
由于不设前导梁，钢桁梁在拖拉前进时，钢桁梁的前端会产生下挠度，所以前支墩的下滑道暂不铺设，在钢桁梁拖拉进入至前端临时支墩时停止拖拉，在临时支墩用千斤顶支顶起钢桁梁，在钢桁梁前端的梁底安装下滑道、上滑道及滚筒。
3.6落梁及定位
钢梁拖拉至22#墩顶后，先安装临时支座，再在临时支座上安装千斤顶。解除下滑道、分配梁等与支墩之间的联系。
利用千斤顶、滑移梁、滚杠等进行移梁和落梁。每个墩顶安置2台500t千斤顶，在统一指挥下操作千斤顶，保证千斤顶同步。首先将梁与支座一同顶起，在支座下安放滑移梁，然后在滑移梁与支座间放置滚杠，用千斤顶和倒链滑车纵横向移梁。移梁时必须确保匀速、同步、慢行，严格按照千斤顶操作规程操作。
钢桁梁只允许一端2个支点起顶或落梁，禁止两端支点同时起顶或落梁。落梁时根据油压顶工作，每100mm进行升降调整垫片，反复多次直至调整在支座上。4台千斤顶落梁同步率控制在5mm。
钢梁拖拉完成后，可能因种种原因不能与设计位置保持一致，必须在墩位处做纵横移进行微调就位。纵横移由上下滑道、辊轴（或滑块）及水平千斤顶等设施组成。
(1)横移采用施加外力法，为了既加快进度又避免钢梁偏移，将顶力设备对称布置于桥墩左、右侧，当一侧横移千斤顶工作时，另一侧的设备起保险作用。
(2)钢梁纵移可利用温差法、起落梁法或顶推法实施。此桥采用起落梁法进行调整。
起落梁法即通过起落顶使钢梁变形、支点移动，然后转换体系，进行反向操作使钢梁移动，如此反复进行，直至钢梁纵移到设计位置。为增加固定支点的摩擦约束，固定支点加垫石棉板，使其摩擦力大于所有活动支座的摩擦力之和。
4 论文结束语
采取上述技术措施，本桥钢桁梁顺利完成了架设，在采用拖拉法架设施工过程中，由于积极开展技术攻关，不断优化方案，采用无导梁拖拉方法，节约了架设费用，同时拖拉过程中，监控到位，纠偏方法得当，保证钢桁梁准确就位，提高了钢桁梁架设施工的质量，确保施工进度，达到预期的经济目标和质量目标。

参考文献：
1、《路桥施工计算手册》周水兴何兆益邹毅松等编著人民交通出版社