大跨度鋼桁梁跨越通航河道浮托頂推法架設(shè)施工技術(shù)

陳哲紅

摘 要：浮托頂推法加設(shè)鋼桁梁的施工設(shè)施主要由膺架、滑道、水上浮托、頂推縱移、方向及定位控制等系統(tǒng)構(gòu)成，該文結(jié)合丹陽人民大橋改建工程主橋施工實際，介紹了一種在一般浮拖法架設(shè)梁基礎(chǔ)上的創(chuàng)新方法，即采用鋼桁梁后端的頂推裝置代替前方的牽引設(shè)備，具有設(shè)備簡單、操作方便、速度均勻、運行平衡、有利安全等特點，通過對其工藝原理、工藝流程、操作步驟和主要安全質(zhì)量措施，對修建同類橋梁具有重要的指導(dǎo)和借鑒意義。

關(guān)鍵詞：鋼桁梁 浮托 頂推 架設(shè) 施工技術(shù)

中圖分類號：U24 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1672-3791（2017）06（b）-0065-04

鋼桁梁安裝過程中，國內(nèi)一般采用門吊、走行吊施工法、懸臂施工法、橫移施工法等施工方法。對于跨度大且跨越通航河道的鋼桁梁安裝施工時，若采用上述方法，通航河道繁忙，不允許船只長時間占用且不允許在河道中設(shè)置臨時支墩，故上述方法不適宜該類橋所處環(huán)境的施工。

1 工程概述

丹陽市人民橋主橋設(shè)計為跨徑104 m鋼桁梁，橋面寬32.9 m。采用帶豎桿的華倫式三角形腹桿體系設(shè)計，主橋分為左右兩幅，單幅重量達1 300 t。橋址所在蘇南運河是全國水運主通道之一，是京杭運河的重要組成部分。航道規(guī)劃等級為三級，施工期間要保證航道通航，主橋施工技術(shù)難度大，風(fēng)險高，施工中采用浮托頂推施工技術(shù)，解決了該條件下大跨度鋼桁梁安裝就位的施工難題，有效地縮短了工期，降低了橋梁施工對通航的影響，確保了橋梁施工安全。

2 工藝概述

浮托頂推法架設(shè)方法是將鋼桁梁先在岸邊膺架上組拼完畢，利用液壓千斤頂連續(xù)頂推縱移鋼桁梁，使其懸臂適量，再將鋼桁梁一端置于由駁船組成的承梁托架支撐體系上，駁船排水上升、托梁。繼續(xù)頂推鋼桁梁前進，實時調(diào)整方向直至到位，駁船注水、轉(zhuǎn)換支承，墩頂落梁、安裝支座。

3 施工工藝

3.1 施工工藝流程

施工工藝流程圖見圖1所示。

3.2 操作要點

3.2.1 工藝綜述

鋼桁梁桿件單元在工廠加工好后運輸至施工現(xiàn)場，然后在河岸的膺架平臺上進行組拼，組裝完成并驗收合格后，采用千斤頂連續(xù)頂推裝置進行頂推，借助MGE自潤滑板與不銹鋼板特制的滑動裝置，將鋼桁梁向?qū)Π俄斶M，達到預(yù)設(shè)懸臂量后，再將鋼桁梁一端置于由駁船組成的承梁托架支撐體系上，駁船排水上升、托梁。繼續(xù)頂推鋼桁梁前進，實時調(diào)整方向直至到位，駁船注水、轉(zhuǎn)換支承，墩頂落梁、安裝支座。

3.2.2 膺架平臺搭設(shè)

根據(jù)現(xiàn)場條件，利用河岸已經(jīng)施工完成的鋼筋混凝土連續(xù)梁橋面及空地，搭設(shè)膺架平臺，在平臺上組拼鋼桁梁，避免水上作業(yè)，較容易保證安全質(zhì)量，膺架膺架平臺分為兩個邊支架和一個中支架平臺，設(shè)計采用鋼管樁+鋼筋混凝土擴大基礎(chǔ)+鋼管立柱結(jié)構(gòu)形式，鋼管立柱之間采用角鋼焊接成剪刀斜撐及橫聯(lián)系。柱頂部設(shè)置橫向分配梁及縱向下滑道梁。

3.2.3 頂推滑道構(gòu)造

滑道的布置采用下滑道連續(xù)、下弦節(jié)點上滑道間斷的方法，根據(jù)鋼桁梁受力的要求，上滑道設(shè)置于主桁下弦節(jié)點下方，考慮下弦節(jié)點拼接螺栓、縱坡及預(yù)拱度的影響，采用在下弦點與上滑道之間加塞不同厚度木板調(diào)節(jié)高度的方法，使上滑道底面處于同一標(biāo)高上，頂推滑道構(gòu)造圖見圖2。

3.2.4 鋼桁梁桿件單元出廠驗收及現(xiàn)場組拼

鋼桁梁桿件單元在工廠預(yù)處理并加工好以后運輸至施工現(xiàn)場，在現(xiàn)場進行組拼，然后完成鋼桁梁的組拼、無損檢測和涂裝等工作，最后按照設(shè)計圖紙和《鐵路鋼橋制造規(guī)范》（TB 10212-2009）進行驗收，鋼桁梁桿件單元及連接同時應(yīng)符合國家和行業(yè)現(xiàn)行的標(biāo)準(zhǔn)驗收，合格后開具出廠合格證。鋼桁架組拼主要采用250 t履帶吊在組拼平臺上進行吊裝組拼，嚴格按設(shè)計及規(guī)范要求進行，確保組拼質(zhì)量滿足要求。

3.2.5 頂推縱移系統(tǒng)

頂推縱移系統(tǒng)由2臺ZLD100連續(xù)頂推千斤頂、鋼絞線、后錨梁、油泵及液壓控制柜、計算機系統(tǒng)等構(gòu)成。在設(shè)計的兩個頂推反力平臺上安裝千斤頂，由鋼絞線與后錨梁相連接形成頂推反力，從而頂推鋼桁梁縱移。該系統(tǒng)具有機械化程度高，而且設(shè)備簡單、操作方便、速度均勻、運行平穩(wěn)、安全可靠的特點。

3.2.6 駁船承梁托架系統(tǒng)

利用駁船作為水上承載設(shè)施，在駁船上搭設(shè)承梁托架，首先在船體加勁面板龍骨處設(shè)置鋼管臨時支架立柱，鋼管之間設(shè)置單肢角鋼水平連桿和剪刀撐，頂面橫橋向設(shè)置型鋼分配橫梁，橫梁上設(shè)置縱滑道梁，主鋼管立柱外圍設(shè)鋼管斜撐（見圖3）。

3.2.7 駁船方向定位系統(tǒng)

為保證安全及駁船的方向精準(zhǔn)控制，設(shè)置駁船方向控制纜，在河兩岸設(shè)置鋼筋混凝土地錨，通過鋼纜繩與駁船上的慢速卷揚機相連接（見圖4）。

3.2.8 頂推作業(yè)

（1）頂推作業(yè)步驟見表1。

（2）頂推前對膺架及承梁托架焊接部位、千斤頂?shù)冗M行嚴格檢查，對重要結(jié)構(gòu)部位的焊縫采用探傷方法進行檢測，確保頂推過程中的結(jié)構(gòu)安全。頂推設(shè)備，除進行空載運行檢查外，還要對各頂推機具的同步性進行調(diào)試。

（3）準(zhǔn)備工作完成后，起頂鋼桁梁，同時整理下滑道并涂油，在各下弦桿節(jié)點下安置滑道及滑塊，然后落梁，安裝頂推設(shè)備。

（4）人員就位，開始頂推縱移，并逐個取掉懸出的上滑道，當(dāng)頂推至懸臂16 m位置時停止頂推，此時梁體懸臂合適，完成第階段頂推。

（5）第二階段，浮托頂推階段，駁船駛至設(shè)計預(yù)定位置上定位，完成駁船方向定位系統(tǒng)安裝，然后安裝駁船承梁托架位置上滑道，駁船排水上升托梁，經(jīng)檢查各系統(tǒng)完好后，開始浮托頂推。

（6）當(dāng)梁體頂推到位后停止頂推，駁船注水落梁至墩頂臨時支墩上，駁船駛出，拆除頂推系統(tǒng)。（見圖5）

3.2.9 頂推過程中的糾偏措施

為保證梁體按設(shè)計軸線滑動，有效地解決頂推過程中偏轉(zhuǎn)問題就必須采用橫向糾偏裝置施加橫向力進行糾偏，采用滾輪裝置進行糾偏，糾偏受力點設(shè)在鋼桁梁兩端，糾偏裝置見圖6。在頂推的同時高程的偏位也同樣存在，即桁架橋端部下?lián)?，為此也必須進行糾偏，主要采用船舶排水浮托頂升的方法，控制在下?lián)? cm左右進行糾偏，禁止上撓浮托頂推。

3.2.10 安裝支座和落梁就位

（1）落梁前的準(zhǔn)備工作。

第一，拆除滑道及支架，檢查各部位平面及高程位置。

第二，千斤頂、液壓泵站就位。梁體4個支點分別設(shè)置2臺DCG8012型同步千斤頂，千斤頂放置在橋墩預(yù)留平臺上。

第三，安裝支座，安裝前仔細檢查支座銘牌，噸位、類型、安裝方向是否正確，支座吊裝過程中注意保護支座，防止油漆面受損或被污染。

第四，準(zhǔn)備各種規(guī)格百度鋼板或墊塊，指揮人員和操作人員就位。

（2）落梁施工。

梁體在兩墩之間交替下落，嚴禁同時落梁，每個墩處單次下落按10 cm控制，直到落至設(shè)計標(biāo)高，支座完全受力，測試并調(diào)整梁體線形達到設(shè)計和規(guī)范要求，錨固支座。

4 結(jié)語

該橋采用浮托頂推法架設(shè)主橋鋼桁梁，所用設(shè)備簡單，操作方便，不污染河水，不損壞河堤，施工封航時間短，對航運干擾小。主要工序如鋼桁梁組拼、駁船托架都可以平行作業(yè)，有利于縮短工期。支墩頂部設(shè)置MGE自潤滑板滑道，頂推水平力較小，采用液壓千斤頂頂推設(shè)備連續(xù)頂推，設(shè)備輕型簡便，頂推啟動和停止控制平穩(wěn)，保證臨時膺架的穩(wěn)定，施工安全系數(shù)高。采用結(jié)構(gòu)分析計算軟件建立工況分析模型，設(shè)定預(yù)警值，在頂推過程中實時監(jiān)測鋼桁梁線型、膺架位移，比照計算軟件分析結(jié)果，及時調(diào)整頂推狀態(tài)，保證鋼桁梁姿態(tài)符合要求。該方法簡單易行，勞動強度低，成本投入低，施工效率高，易于推廣。

參考文獻

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