浮拖法架設(shè)大型鋼桁梁

楊長(zhǎng)海 桂曉明

(鐵道戰(zhàn)備舟橋處，山東齊河 251100)

大跨徑鋼桁梁的傳統(tǒng)架設(shè)方法有膺架架設(shè)法、懸臂架設(shè)法。文章以杭州大運(yùn)河南莊兜鋼桁梁113.5 m為例介紹在膺架上拼裝鋼梁，以浮船為載體完成拖拉架梁，這種施工方法的優(yōu)點(diǎn)是:比膺架架設(shè)法節(jié)省膺架材料，占用河道時(shí)間短，施工速度快，且易于操作。

1 施工概況

杭州大運(yùn)河南莊兜鋼梁位于杭州市，跨越大運(yùn)河，為杭州樞紐工程，既有線和新線距離為14 m。鋼梁全重722.9 t，長(zhǎng)為113.5 m，主桁高度為12.6 m，節(jié)間長(zhǎng)度為 11.2 m，主桁中心距為6.6 m。上下弦桿件均為箱形斷面，最大重量為10 t。橋址處土層以粉質(zhì)粘土為主，承載力為120 kPa，地質(zhì)條件較好。京杭運(yùn)河為Ⅲ級(jí)航道，常水位為1.35 m。

2 方案比選

架設(shè)鋼桁梁方案可采用就地膺架法、旋轉(zhuǎn)架設(shè)法、浮拖架設(shè)法等。根據(jù)施工現(xiàn)場(chǎng)的地質(zhì)情況、確保通航無(wú)障礙通行、工期的要求，同時(shí)由于南莊兜鋼桁梁跨度大等特點(diǎn)，故鋼桁梁架設(shè)方案決定膺架拼裝拖拉架設(shè)法，其特點(diǎn)是:鋼桁梁先在膺架上拼裝成整體，然后以液壓千斤頂、滾動(dòng)平車(chē)作頂推設(shè)備，以浮船為載體完成拖拉架梁。該施工工藝易于操作，施工方便，同時(shí)投入的器材、設(shè)備少，施工快，最主要的是解決了通航與施工的矛盾，是其他施工方案難以做到的。

3 施工方案確定

針對(duì)杭州大運(yùn)河鋼桁梁架設(shè)法，考慮到既有線和新線的距離較近，為了保證安全和確保浮墩通過(guò)既有線的橋墩，采用先在新線西側(cè)15 m處搭設(shè)臨時(shí)膺架，在臨時(shí)膺架拼組鋼梁，然后利用浮墩將鋼梁拖到岸邊膺架上，再利用兩岸邊膺架將鋼梁橫移至墩位處。

4 施工流程

臨時(shí)基礎(chǔ)施工→臨時(shí)膺架搭設(shè)→布置下滑道→鋼梁拼裝、浮墩拼組→上滑道安裝、頂推設(shè)備就位→鋼梁縱移→鋼梁橫移→落梁。

5 施工作業(yè)

5.1 搭設(shè)鋼梁拼架臨時(shí)膺架、下滑道和浮拖船

5.1.1 膺架施工

新線西側(cè)15m處搭設(shè)臨時(shí)膺架。每個(gè)臨時(shí)膺架均采用混凝土基礎(chǔ)(尺寸比支架每邊大1 m，厚度為60 cm)，臨時(shí)膺架0號(hào)～10號(hào)墩采用貝雷梁和鋼管樁做墩體，11號(hào)墩采用鋼管樁做墩，主梁采用貝雷梁，最后在主梁上方直接鋪設(shè)枕木和鋼枕。

5.1.2 滑道布置

膺架完成后，在弦桿正下方布置下滑道，下滑道采用4根P50的鋼軌，每側(cè)兩根，鋼軌放在枕木上，兩根鋼軌分開(kāi)布置(相鄰鋼軌間間距為55 cm)。

5.1.3 浮拖船拼組

浮拖船的浮體部分是28節(jié)中—60浮箱拼組而成，以鋼管樁、“六五”式軍用墩作支墩，支墩高9 m。在船體四角各設(shè)置4個(gè)電動(dòng)錨機(jī)，電動(dòng)錨機(jī)和岸邊的四個(gè)地壟通過(guò)φ19.5 mm鋼絲繩連接，用來(lái)控制鋼桁梁浮拖時(shí)的鋼桁梁的偏移。

5.2 鋼梁拼裝

5.2.1 桿件預(yù)拼

按拼裝順序?qū)⑾鄳?yīng)的桿件吊放到預(yù)拼臺(tái)座上進(jìn)行預(yù)拼。將弦桿節(jié)點(diǎn)上的拼接板、填板和間隔撐等，按設(shè)計(jì)要求連接到弦桿上。

5.2.2 縱、橫梁預(yù)拼

按照?qǐng)D紙將節(jié)點(diǎn)小件連接到縱、橫梁上，同時(shí)將預(yù)拼縱梁吊放到預(yù)拼臺(tái)上，兩片縱梁拼成一組，并拉對(duì)角線檢查縱梁預(yù)拼的質(zhì)量，將可以預(yù)拼的小件連接到小件所在的節(jié)點(diǎn)上。

5.2.3 上下平聯(lián)及橫聯(lián)的預(yù)拼

將單獨(dú)的桿件連接成一組上下平聯(lián)整體或橫聯(lián)整體，并連接好與各部位拼裝的連接板。

5.2.4 拼裝順序

鋼梁拼裝順序?yàn)橄扔叶撕笞蠖?，先底盤(pán)后桁架，同時(shí)對(duì)稱拼裝，拼裝順序?yàn)?下弦桿拼接→橫梁安裝→下平聯(lián)→縱梁安裝→斜桿安裝→上弦桿安裝→上平聯(lián)安裝→橫聯(lián)安裝→檢查設(shè)備等小件安裝。

鋼桁梁拼裝好后，經(jīng)檢驗(yàn)桿件編號(hào)和數(shù)量符合設(shè)計(jì)要求，即可進(jìn)行高強(qiáng)螺栓的施擰。高強(qiáng)螺栓施擰根據(jù)圖紙要求進(jìn)行，采用扭矩法。由試驗(yàn)確定終擰扭矩值后，先初擰然后終擰。對(duì)初擰過(guò)的螺栓，按現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試的終擰扭矩值進(jìn)行終擰，容許誤差10%，終擰后的螺栓，頂面及時(shí)涂上紅漆，終擰的要求與初擰相同。

5.3 鋼桁梁頂推

鋼梁浮拖前，將鋼梁頂前先頂推出3個(gè)節(jié)間，使其前段E0點(diǎn)落到浮船支墩上。頂推縱移系統(tǒng)主要由兩套頂推設(shè)備(液壓千斤頂、夾軌器、滾動(dòng)平車(chē))、油泵及控制柜組成。頂推前，用千斤頂將整個(gè)鋼桁梁頂起，在后支點(diǎn)E0節(jié)點(diǎn)下兩側(cè)各安裝兩個(gè)滾動(dòng)平車(chē)，滾動(dòng)平車(chē)與頂推裝置連接在一起，在千斤頂?shù)捻斖葡孪蚯皾L動(dòng)，在前支點(diǎn)E2節(jié)點(diǎn)處布置兩個(gè)滾動(dòng)平車(chē)，滾動(dòng)平車(chē)與下滑道之間安放φ90的滾杠。頂推時(shí)滾杠滾動(dòng)，鋼梁在頂推器的頂推下移動(dòng)，滾杠交替滾動(dòng)，鋼梁持續(xù)移動(dòng)，直到滾動(dòng)平車(chē)到達(dá)14號(hào)臨時(shí)墩位置。

頂推裝置布置在鋼軌上，用兩個(gè)千斤頂夾軌器將鋼軌夾緊，用主推千斤頂頂推鋼梁前進(jìn)(主推千斤頂頂推力為60 t，一個(gè)行程為1 m)，頂推過(guò)程中要隨時(shí)觀察鋼梁的走向，發(fā)現(xiàn)偏移及時(shí)糾正。

5.4 鋼桁梁浮拖

懸出3個(gè)節(jié)間后，浮墩插入第二個(gè)節(jié)點(diǎn)，此過(guò)程操作時(shí)，先在浮體中灌水500 t，實(shí)際鋼梁在浮墩上壓重為401 t，浮墩插入后用鋼絲繩將鋼梁同其捆綁結(jié)實(shí)，然后抽水直到上滑道脫離鋼軌(下滑道)，停止抽水。

將浮墩的4根纜繩帶好，考慮到浮墩在移動(dòng)過(guò)程中中間兩個(gè)既有橋墩的阻擋，在既有橋墩上設(shè)導(dǎo)向輪進(jìn)行調(diào)節(jié)錨繩方向，鋼梁在移動(dòng)過(guò)程中通過(guò)四個(gè)角的錨繩來(lái)控制鋼梁在橋軸線方向的偏移直到鋼梁到達(dá)對(duì)面的支架。

5.5 鋼梁的橫移

鋼梁到達(dá)支架后，垂直橋軸線重新安裝鋼軌，安裝頂推小車(chē)，頂推鋼梁，考慮到滑車(chē)承載力有限，每個(gè)支座處設(shè)兩個(gè)滑車(chē)，千斤頂換方向進(jìn)行頂推。

6 注意事項(xiàng)

1)鋼桁梁浮拖前，應(yīng)對(duì)浮拖區(qū)域的水深進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量，要保證拖拉區(qū)域的水深在最低水深達(dá)到2 m，要保證浮拖船在浮拖時(shí)不被擱淺。2)浮拖鋼桁梁準(zhǔn)備:浮拖前要進(jìn)行對(duì)浮拖船注水壓載，讓浮拖船吃水在1.8 m左右，并在浮拖區(qū)域進(jìn)行來(lái)回拖拉，以測(cè)量水深是否滿足浮拖要求。3)浮拖前三天密切關(guān)注地方臺(tái)的天氣預(yù)報(bào)，關(guān)注浮拖期間是否有雨和風(fēng)(五級(jí)以上臺(tái)風(fēng))，或者有強(qiáng)對(duì)流的天氣。4)鋼桁梁頂推過(guò)程中，觀察鋼桁梁在浮拖過(guò)程中的中心方向的調(diào)控，當(dāng)鋼桁梁前端中心線偏差大于20 cm時(shí)，立即停止拖拉，利用浮拖船四角的電動(dòng)錨機(jī)進(jìn)行調(diào)整。5)當(dāng)一切準(zhǔn)備就緒后，將浮拖船注水加載插入到鋼梁底下，使浮拖船拖架頂在鋼桁梁11.2m位置，在鋼桁梁11.2m節(jié)點(diǎn)下搭設(shè)4個(gè)枕木垛(分別在兩側(cè)弦桿和縱梁下)，并用鋼絲繩將鋼桁梁與浮拖船浮體垂直拉緊，使鋼桁梁與浮拖船在浮拖過(guò)程中形成一個(gè)整體。

7 結(jié)語(yǔ)

1)浮拖法與常規(guī)架設(shè)方法相比，封航時(shí)間短，極大緩解了航道交通阻塞的壓力，滿足了港航部門(mén)的要求。2)采用浮拖法架設(shè)鋼桁梁，安全可靠，投入機(jī)具少，方法簡(jiǎn)單。3)頂推系統(tǒng)采用液壓千斤頂、夾軌器、滾動(dòng)平車(chē)等，頂推利用夾持器夾持下滑道作為反力點(diǎn)，滾動(dòng)平車(chē)代替滑船作為滑動(dòng)支點(diǎn)等新工藝，取得了頂推浮拖平穩(wěn)行走效果。