64m下承式简支钢桁梁拖拉施工技术

64m下承式简支钢桁梁拖拉施工技术

乔喜娟

中铁六局集团建筑安装工程有限公司山西太原030003

摘要：本文以跨厦深铁路特大桥64m下承式简支钢桁梁项目为例，介绍了采用连续拖拉滑道拖拉法进行钢桁梁拖拉施工技术。理念为设计支架及滑道体系，采用拖拉法使钢桁梁按照既有拖拉轨道快速安装就位。阐述了施工方案、施工工艺、技术要点及安全保证措施，确保钢桁梁在拖拉滑移施工过程中高效、快捷、安全，快速就位。市场前景广阔极具推广价值。

关键词：钢桁梁；支架体系；连续轨道；拖拉

1工程概况

新建梅汕铁路跨厦深铁路特大桥为64m下承式简支钢桁梁，位于潮州沙溪镇境内，与厦深铁路夹角为31.6°，跨越处铁路里程为YDK119+948.575～YDK120+015.09514#墩～15#墩。钢桁梁全长66m，共5个节间，节间长度为12.8米，桁高12.8米，桁宽9.4m，主体结构由主桁、桥面、纵向联结系、桥门架、横梁及其他附属设施组成，总重596t。

钢桁梁结构图

2施工方案

2.1根据现场地理环境结合钢桁梁施工设计图，调查以下方面：

2.1.1采用全站仪实测新建钢桁梁桥梁与上跨厦深铁路的平面位置关系，绘制平面图。

2.1.2采用全站仪实测新建钢桁梁桥位处地貌高程，绘制断面图。

2.1.3采集新建钢桁梁桥梁周边影响施工作业、涉及施工安全的信息。

2.2支架体系构思

2.2.1支架体系立柱及柱基础布置时，需满足厦深铁路车辆安全通行要求。

2.2.2支架体系立柱分布位置满足桥梁拖拉方向纵向重合、横桥正交要求。

2.2.3支架体系为钢桁梁拼装及拖拉施工过程中的主要受力结构，直接关系到钢桁梁桥的整体施工安全。主要研究临时支架在钢桁梁拼装及整体拖拉滑移过程中在不同工况下的整体受力状况以及安全性能，确保施工安全。

2.3通过对施工过程的仔细研究，设计拖拉支架体系。本桥支架体系及施工方案如下：

在10#～14#墩之间及15#墩大里程侧设置临时支架，支架基础采用30根桩基础。支架采用格构柱并设置纵、横连接系，利用11#～15#永久墩和临时支架，搭设整体钢结构稳定体系做为拼装和滑移平台，利用大吨位吊机进行钢桁梁和钢导梁的架设施工，并完成高强螺栓施拧、桥面焊接施工、桥位面漆；在钢桁梁前端设置前导梁，减小梁体悬臂长度，在经得铁路管理部门的同意下，进行要点施工，通过拖拉连续千斤顶将钢桁梁从小里程侧拖拉至大里程侧；随后撤离滑道，安装支座，落梁就位。钢桁梁拖拉及落梁到位后，拆除所有临时设施和拖拉设备。

通过有限元计算软件分析26种工况下临时支架受力情况，确定体系结构形式主要由分配梁、联系桁架、立柱、分配梁、滑道梁及钢管柱基础组成，材质均为Q345B。

3主要施工工艺

3.1施工工艺流程

临时支架施工→拖拉滑道安装→钢桁梁现场拼装、焊接→钢导梁安装→拖拉牵引设备安装、调试→钢桁梁拖拉滑移→钢桁梁落梁、就位。

3.2临时支架施工

支架体系由支架基础、钢管柱、纵横连接系、分配梁以及滑道梁等组成。支撑架布置图及平面布置图如下：

临时支撑架立面布置图

临时支撑架平面布置图

拖拉临时支架由钢管柱、纵横连接系、分配梁、支架基础等组成。为了便于钢桁梁的拖拉架设施工，临时支架布置于11#～14#墩之间及14、15#墩两侧，11#～14#墩之间支架采用φ600×10的钢管，14、15#墩两侧支架采用φ1000×10的钢管，钢管柱之间纵横连接系采用φ219*8的钢管。

3.3拖拉滑道安装

采用拖拉支座和聚四氟乙烯滑板作为拖拉钢梁时的滑动移梁设施。

反力架平台各杆件之间采用焊接连接，焊缝均采用熔透焊缝。液压拖拉器利用固定板安装在反力架牛腿上。

3.4钢导梁安装

根据本桥的拖拉跨度，满足拖拉过程中抗倾覆系数≥1.3的要求，设置钢导梁进行拖拉辅助施工。导梁与主梁连接位置采用高强螺栓和焊接两种方式链接，导梁主体结构采用Q345B钢材。

3.5钢桁梁现场拼装、焊接

根据现场实际情况，在11#～14#之间临时支架平台上拼装钢桁梁，钢桁梁拼装安装原则：从下至上，先下平面，后立面，尽快形成三角形稳定结构，然后安装上平面。按主桁下弦杆→桥面系→（斜杆+上弦杆）→上平联→横联逐一拼装。

3.6拖拉牵引设备安装、调试

拖拉系统由1个主控台、2个泵站、2台千斤顶、2束钢绞线、2个拖拉后锚装置、2个千斤顶反力装置、2套拖拉导向装置组成。拖拉千斤顶安装在14#桥墩顶面反力装置上，液压泵和主控台放在千斤顶附近。正式拖拉前，对拖拉牵引设备进行调试，检查连续拖拉系统调试状况良好，操作各泵站，启动千斤顶，预紧钢绞线，使钢绞线松紧程度基本一致，保证钢绞线没有交叉和扭转，千斤顶锚板上各钢绞线与后锚板孔同心对正。对钢桁梁进行试拖拉，检查拖拉系统工作状态正常。

3.7钢桁梁拖拉滑移

拖拉锚点设置在钢桥面端部横梁上，共设置两个拖拉锚点。

对拖拉体系进行空载调试并试拖拉，调试完成后开始正式拖拉，分六个天窗点拖拉到设计位置，钢桁梁拖拉到位后进行线性及轴线的微调。

第一步：钢桁梁第一个天窗点

各项拖拉前工作经监理验收完成并试拖拉后进行钢桁梁的要点施工。利用220分钟天窗点拖拉16m

第二步：钢桁梁第二个天窗点

使用220分钟天窗点拖拉24m，停止作业，锁定钢梁，拖拉速度8m/h。

第三步：钢桁梁第三个天窗点

使用220分钟天窗点拖拉24m，锁定钢梁，拖拉速度8m/h。此时导梁已经通过15#主墩。

第四步：钢桁梁第四个天窗点

使用160分钟天窗点先将导梁前端拖拉16m停止作业，锁定钢梁，拖拉速度8m/h。点毕后拆除第一、二、三节段6+8+8m导梁，然后装车运走。拖拉过程中，需保证滑道支撑体系仅在下弦节点中心线左右1.5m范围内受力。

第五步：钢桁梁第五个天窗点

使用160分钟天窗点先将导梁前端拖拉16m停止作业，锁定钢梁，拖拉速度8m/h。点毕后拆除第四、五节段8+8m导梁，然后装车运走。拖拉过程中，需保证滑道支撑体系仅在下弦节点中心线左右1.5m范围内受力。

第六步：钢桁梁第六个天窗点施工

使用160分钟天窗点先将导梁前端拖拉14m停止作业，锁定钢梁，拖拉速度8m/h。

第七步：剩余钢导梁拆除

钢梁拖拉的第6个点施工完毕后，首先将15号墩落梁千斤顶及落梁垫块支垫到位，将钢桁梁顶起。钢梁拖拉的第6个点施工完毕后，将第六节段10m导梁依次解体并装车运走。

3.8钢桁梁落梁、就位

钢桁梁拖拉到位拆除钢导梁后，并安装落梁千斤顶及辅助设施进行落梁施工，落梁采用大吨位千斤顶进行两侧同步落梁。

钢桥导梁拆除以及钢桥拖拉就位后拆除14#墩和15#墩的滑道、分配梁，14#墩临近既有铁路厦深高铁右线3.85m，15#墩临近既有铁路厦深高铁左线4.9m，属于临近营业线B类施工，落梁在封锁点范围内进行施工作业。

4施工技术要点

4.1滑道梁施工

滑道梁在临时支架上水平布置，焊接在分配梁上。在拖拉过程中，滑道梁承受滑道上部拖拉支座传递的荷载。滑道梁有两种形式：滑道梁一，滑道梁二。滑道梁均由H型钢、导向块、不锈钢板、加劲板等组成。导向块采用10mm厚60mm高的档板和10厚侧挡板（材质为Q235B）组成，挡板在滑道梁上通长布置，侧挡板每隔450mm布置一块。滑道梁加劲板厚16mm（材质为Q345B），滑道梁中每隔800mm布置一道加劲板。滑道梁与立柱节点处，需布置两块加劲板。为了在拖拉过程中减少摩擦力，在两块导向块之间通长布置宽480mm，厚3mm的不锈钢板。

滑道梁在工作时，拖拉支座和滑板在滑道梁上滑动。在滑动时，滑道梁上的导向块对拖拉支座起到限位作用，不锈钢板起到减少摩擦力的作用。滑道梁采用2HN900×300×16×28型钢或3HN900×300×16×28型钢，两种滑道在12轴线对接，对接口处设置一块-900×900×20的钢板，两种滑道均与钢板采用焊接连接。加劲板，导向块侧挡板采用双面角焊缝连接。导向块挡板采用坡口焊焊接在滑道梁上。3mm厚不锈钢板两侧采用氩弧焊每隔500mm焊50mm长的焊缝。

4.2钢桁梁在悬臂状态下暂停拖拉施工的技术要点

对拖拉过程中的最不利工况采用MidascivilV860有限元程序仿真分析。通过分析最不利工况为7#拖拉支座滑出滑道梁，悬挑最大。如下图：

在拖拉过程中，由于第一个天窗点不能将钢桁梁拖拉到位。故在钢桁梁静止在支撑架上时，需对钢桁梁和导梁进行限位，防止钢桁梁在风荷载等作用下位移。由于挡块对钢桁梁和导梁下的拖拉支座有横向限位的作用，拖拉器的自锁功能阻止钢桁梁向背离拖拉方向移动，故需考虑阻止支座拖拉方向的支座移动。

在支撑架最前方拖拉支座两侧滑道梁上焊接两个牛腿，在牛腿上方点焊一根一米长的HW150×150×7×10型钢，通过型钢来阻止支座拖拉方向的位移。在钢桁梁拖拉尾端设置和临时支架上设置锁梁预留孔，通过钢丝绳和倒链将钢桁梁与临时支架基础临时固定，保证钢梁悬臂状态下的稳定。

5安全保证措施

5.1临时支架操作平台需设置封闭围栏，避免施工工具掉落。

5.2在工况验算较大的受力部位，如立柱、纵向连接系、砼基础上设置应力计，实时监测支架体系的受力情况。

5.3做好安全应急预案，应急材料、机具准备到位。

6结束语

通过对施工过程的研究，优化拖拉滑移体系的结构设计。在滑道梁上布置槽钢挡块进行横向限位，使钢桁梁在拖拉过程中，滑移支座始终在两个挡块之间，限制了其在横向的偏移，在实施拖拉过程中未出现需要横向纠偏的情况发生，确保钢桁梁桥在拖拉滑移施工过程中高效、快捷、安全，快速就位。

参考文献：

[1]《建筑钢结构施工手册》，中国钢结构协会，北京：中国计划出版社，2002

[2]《钢结构设计规范》，国家标准管理组，北京：中国建筑工业出版社，2006

[3]《钢结构工程施工质量验收规范》，冶金工业部建筑研究总院，北京：中华人民共和国建设部，2001

作者简介：乔喜娟，女，工程师，于2008年7月毕业于太原理工大学机械电子工程