林 敏

廣東珠三角城際軌道交通有限公司

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淺談拖拉法架設(shè)鋼桁梁的關(guān)鍵技術(shù)

林 敏

廣東珠三角城際軌道交通有限公司

摘 要：結(jié)合廣珠鐵路廣清高速公路特大橋主跨80m鋼桁梁架設(shè)安裝的實(shí)例，介紹拖拉法架設(shè)大噸位、大跨度鋼結(jié)構(gòu)的施工技術(shù)。利用橋臺后路基及橋臺作為臨時支墩進(jìn)行鋼梁拼裝作業(yè)，人工配合吊機(jī)拼裝鋼梁；拼裝完成后通過特殊設(shè)計的起頂點(diǎn)起頂鋼梁，安裝上下滑道設(shè)施，利用兩臺10噸的卷揚(yáng)機(jī)通過兩臺三門走五的滑輪組，按照平坡拖拉的方式，縱向拖拉鋼梁縱移通過至鋼梁設(shè)計位置，利用墩頂?shù)恼{(diào)整設(shè)施，調(diào)整鋼梁至設(shè)計位置，利用墩頂?shù)呐R時落梁設(shè)施，起頂鋼梁，拆除上下滑道，落梁就位，然后施工橋面系和拆除臨時支墩。

關(guān)鍵詞：拖拉法了；大跨度；鋼桁梁；架設(shè)

一、工程概況

（一）全橋概況

新建鐵路廣州至珠海段廣清高速公路特大橋位于廣州市白云區(qū)江高鎮(zhèn)內(nèi)，沿江高鎮(zhèn)私企區(qū)鶴云路橫跨廣清高速公路，地形平坦，交通條件好。橋起止里程為DK2+168.51～DK2+916.16，中心里程為DK2+539.965，橋全長747.64m，與廣清高速公路107度斜交。全橋孔跨布置為：（18+24+18）m連續(xù)剛構(gòu)+（24.98+24.98）m T構(gòu)+5-32m簡支梁+2-24m簡支梁+7-32m簡支梁+2-20m簡支梁+1-80m鋼桁梁+1-24m簡支梁。樁基礎(chǔ)為直徑1.0m和1.25m鉆孔灌注樁，橋墩采用雙線圓端型橋墩，橋臺采用矩形空心橋臺。

（二）拖拉法架設(shè)鋼桁梁施工現(xiàn)場照片

結(jié)構(gòu)形式：

廣珠鐵路跨廣清高速公路特大橋?yàn)殡p線鐵路橋，道碴槽內(nèi)寬9.5米，人行道凈寬1.15米。主橋?yàn)橐豢?0 米的鋼桁梁結(jié)構(gòu)，為無豎桿整體節(jié)點(diǎn)平行弦三角桁架下承式鋼桁結(jié)合梁。橋面布置采用兩片主桁，主桁中心距為11.8米，桁高11.6米，節(jié)間長度為10米，主桁為無豎桿N形桁架，上﹑下弦桿件截面為箱型截面，其它桿件為H形截面，主桁桿件為工地M30高強(qiáng)度螺栓連接。鋼梁自重1014噸，最大桿件重量18.5噸。

二、鋼梁的拼裝施工方法及工藝

鋼桁梁的拼裝場地主要設(shè)在橋臺支架和臺后路基之上，在橋臺鋼管樁施工完成后，盡快施工縱橫分配梁和下滑道，與路基本體部分的下滑道同時完成（澆筑C30混凝土，采用膨脹螺栓固定下滑道鋼軌，鋼軌采用P50鋼軌），以構(gòu)成鋼桁梁的拼裝臺座。充分利用支架，減少路基部分的滑道長度。

（一）鋼梁拼裝順序

鋼梁拼裝安裝原則：從下至上，先下平面，后立面，盡快形成三角形穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，然后安裝上平面。每安裝兩個節(jié)段的縱橫梁即安裝一節(jié)的斜桿，每安裝兩節(jié)的斜桿即安裝一節(jié)上平聯(lián)，依次類推拼裝完成。

按主桁縱梁→主次橫梁→斜桿→上平聯(lián)→橫聯(lián)的順序進(jìn)行拼裝。用龍門吊將桿件逐一拼裝。拼裝前先將節(jié)點(diǎn)鈑﹑拼裝鈑﹑填鈑﹑高強(qiáng)螺栓配到各節(jié)點(diǎn)附近。

（二）鋼梁拼裝步驟

1.縱梁預(yù)拼∶

橫向設(shè)置四片縱梁，中心距為2.3米，均采用工字形截面，縱梁不穿過橫梁，腹板及下翼板均焊于橫梁腹板上，上翼板為橫梁整體上翼板，上翼板在縱梁中部工地對接焊，腹板及下翼板在縱梁中部采用高強(qiáng)螺栓連接，連接順序先焊后栓，焊接前采用沖釘定位。

2.橫梁預(yù)拼

橫梁：每隔10米設(shè)置一根主橫梁，相鄰主橫梁之間設(shè)置兩根次橫梁，均采用工字形截面，橫梁上翼板與焊于節(jié)點(diǎn)板上的橫梁接頭連接，上翼板采用工地對焊，腹板與下翼緣采用高強(qiáng)螺栓連接，連接順序?yàn)橄群负笏ǎ附忧安捎脹_釘定位。

3.主桁斜桿預(yù)拼∶

上弦﹑下弦弦桿在鋼梁拼裝前端與大節(jié)點(diǎn)處節(jié)點(diǎn)板，拼接板﹑填板用沖釘及少量螺栓連結(jié)，沖釘按主桁節(jié)點(diǎn)拼裝要求插打，并上少量螺栓不擰，以便其余桿件安裝，中間小節(jié)點(diǎn)用少量沖釘，螺栓栓帶于弦桿上。

4.上平聯(lián)預(yù)拼

本梁設(shè)上平面縱向聯(lián)結(jié)系，交叉式結(jié)構(gòu)，平聯(lián)桿件與平聯(lián)節(jié)點(diǎn)板對拼相連?？v向平聯(lián)采用工字形截面桿件，每拼裝兩節(jié)的縱梁和主次橫梁后即安裝斜桿，盡快形成穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，并拼裝上平聯(lián)以形成穩(wěn)定結(jié)構(gòu)。

5.橋門架及橫聯(lián)

本梁在端斜桿處設(shè)置橋門架，橋門架采用板式結(jié)構(gòu)，其構(gòu)件焊于上平縱聯(lián)橫撐底板及斜腹桿上，該構(gòu)件采用工字形截面，同時在A3節(jié)點(diǎn)設(shè)置中間橫聯(lián)，橫聯(lián)尺寸與橋門架相同。在第一節(jié)上平聯(lián)安裝完成后即安裝端頭的橋門架及橫聯(lián)。

（三）拼裝基本工藝

1.捆吊

拴捆前校對由預(yù)拼場發(fā)來的桿件是否符合拼裝順序，同時檢查接頭處有無泥垢等雜物，連接板是否已經(jīng)上好和有無妨礙安裝的螺栓，以免返工。拴捆時要注意桿件的重量及重心位置，可以在預(yù)拼場進(jìn)行多次試吊，確定各類桿件的吊裝位置，然后在以后的吊裝桿件時，直接畫出其吊裝位置，以便于吊裝。桿件宜用專用吊具起吊，使弦桿﹑縱橫梁等盡可能保持水平，豎桿保持垂直，斜桿保持40°～50°的傾斜度，拼裝用的吊籃應(yīng)事先掛于節(jié)點(diǎn)板或其近旁，隨桿件一同起吊。起吊前嚴(yán)格核實(shí)桿件重量是否在相應(yīng)吊距的額定起重量以內(nèi)，經(jīng)試吊無意外再提升。為減少吊機(jī)轉(zhuǎn)臂，起臂次數(shù)，加快拼裝進(jìn)度，對于重量很小的聯(lián)結(jié)系桿件，小立桿等采取長短千斤繩，多根桿件成串起吊，逐個安裝。

2.對孔

桿件起吊就位后對孔時應(yīng)在釘孔基本重合的瞬間微微起落吊鉤使桿件轉(zhuǎn)動對合其他孔眼，弦桿先對近端孔眼，豎桿先對下端的孔眼，斜桿宜先成較陡狀態(tài)，待下端對合后再徐徐降低吊鉤對合上端，對合弦桿時可用扁鏟式小撬棍引導(dǎo) 用牽引器或?qū)ф溁嚴(yán)牍?jié)點(diǎn)板空間內(nèi)。沖釘只能用小錘輕敲人釘孔內(nèi)，禁止用強(qiáng)迫過孔的方法對孔，以免孔邊變形。對孔困難時應(yīng)查明原因，用鏈滑車或千斤頂牽引或頂移，以至于抬高桿件或鋼梁的某一部分使孔眼對合。

3.穿釘栓

對好孔眼后應(yīng)先在釘栓群四周打入4個定位沖釘，隨即安裝4 ～6個安裝螺栓，確認(rèn)板縫間未留有任何雜物時，即擰緊螺栓同時安裝其余釘孔的沖釘和螺栓。為了保證鋼梁的對位準(zhǔn)確和預(yù)留拱度的要求，預(yù)拼和拼裝鋼梁時，每個節(jié)點(diǎn)按其螺栓的數(shù)量布置50%的沖釘，并成三角形分布；在大節(jié)點(diǎn)全部采用大沖釘，以確保鋼梁的預(yù)拱度。螺栓的安裝必須按螺栓布置圖進(jìn)行安裝。

4.緊螺栓

沖釘?shù)箵Q高強(qiáng)度螺栓，應(yīng)在其余高強(qiáng)度螺栓終擰完成后進(jìn)行，以防結(jié)構(gòu)尺寸發(fā)生變化。在換沖釘時，為防止沖釘從高空掉落，可加工塑料軟管，一頭套住沖釘。

（四）高強(qiáng)螺栓的安裝工藝

1.扭矩扳手的使用

扭矩扳手在使用前必須進(jìn)行標(biāo)定，其扭矩誤差不得大于使用扭矩值的±5% ，操作后進(jìn)行扭矩校正時。若發(fā)現(xiàn)其誤差超過允許范圍，則對該工班用該扳手終擰的高強(qiáng)度螺栓連接副全部用檢查扳手進(jìn)行檢查﹑處理。

在使用過程中若發(fā)現(xiàn)異常情況應(yīng)及時報告專業(yè)人員，由其進(jìn)行處理。電動扳手在打開開關(guān)后，將高強(qiáng)度螺栓擰到規(guī)定扭矩時自動關(guān)機(jī)，不得中途松手停機(jī)，其起動扭矩不應(yīng)超過標(biāo)定扭矩的70% 。改變旋轉(zhuǎn)方向時，其延時保護(hù)裝置起作用，超過5S方能起動；手動扳手?jǐn)Q到規(guī)定扭矩時，扳手會出現(xiàn)響聲，表示已經(jīng)到位，在使用時注意平穩(wěn)加力，不許沖擊加力。

2.高強(qiáng)螺栓的安裝

安裝時，螺栓穿入方向應(yīng)以施擰方便為準(zhǔn)，并力求一致。高強(qiáng)度螺栓連接副組裝時，螺母帶圓臺面的一側(cè)應(yīng)朝向墊圈有倒角的一側(cè)，螺栓頭下墊圈有倒角的一側(cè)應(yīng)朝向螺栓頭。安裝時，嚴(yán)禁強(qiáng)行穿入螺栓（用錘直接打入），不得碰傷螺紋及沾染贓物。

3.高強(qiáng)螺栓的擰緊工藝

施擰前，應(yīng)按生產(chǎn)廠提供的批號，并按每批不少于8套分批測定高強(qiáng)度螺栓連接副的扭矩系數(shù)。高強(qiáng)度螺栓連接副的擰緊采用扭矩法擰緊，擰緊分初擰﹑復(fù)擰和終擰3步進(jìn)行。初擰和復(fù)擰扭矩值為終擰扭矩值的50% ，在螺栓上涂上黃漆，以視區(qū)分。高強(qiáng)度螺栓連接副的擰緊應(yīng)在螺母上施擰，擰緊順序應(yīng)從節(jié)點(diǎn)中央沿桿件向四周進(jìn)行。高強(qiáng)度螺栓的初擰﹑復(fù)擰﹑終擰應(yīng)在同一天完成。

三、鋼桁梁拖拉施工工藝流程及操作要點(diǎn)

（一）鋼桁梁起頂和滑道安裝

在鋼桁梁拼裝完成后，檢查拼裝施工質(zhì)量滿足要求后，利用四個設(shè)置在路基段的起頂點(diǎn)，采用4臺500噸千斤頂，起頂鋼梁，采用方木抄死后，安裝上滑道及滾軸。檢查一切滿足拖拉要求后，落梁至滑道上，準(zhǔn)備拖拉施工。

（二）鋼桁梁拖拉體系

本橋拖拉采用兩臺10噸的卷揚(yáng)機(jī)，配合兩個三門走五的滑輪組進(jìn)行拖拉施工?？傮w所有鋼桁梁自重1022噸，按照平坡拖拉的方案組織施工。采用鋼滾軸的摩擦系數(shù)為0.045，所需的拖拉力為1022*0.045=45.99≈50噸；采用兩個五輪的滑輪組進(jìn)行拖拉，每個卷揚(yáng)機(jī)的動力為25/5/2=2.5噸，因而采用兩個10噸的卷揚(yáng)機(jī)進(jìn)行拖拉是完全可行的，正常拖拉力為定額動力的25%。

1.牽引方式

牽引拖拉方式為推進(jìn)拖拉，也就是將動滑車組放在鋼梁后端，定滑輪組放在前方適當(dāng)?shù)胤?，卷揚(yáng)機(jī)牽引下，鋼梁將被推著前進(jìn)，本方式在鋼梁前端不設(shè)滑車，卷揚(yáng)機(jī)等工具，可以減小前端下?lián)隙?，順利上墩，拖拉?zhǔn)備和前方墩頂托架滑道布置同時進(jìn)行。提前做好拖拉準(zhǔn)備。

采用雙頭牽引滑車組，配合卷揚(yáng)機(jī)可同時起動，也可以開一臺來調(diào)節(jié)滑輪組的速度，調(diào)正牽引偏差，牽引速度控制在60m/h～80m/h。

2.拖拉布置

（1）拖拉總體布置 ①牽引卷揚(yáng)機(jī)固定在23#墩前方2#臨時墩膺架上。②牽引固定滑車固定在23#墩后方，鋼絲繩固定位置在23#旁膺架上與23#墩緊靠。③動滑車固定在鋼桁梁縱梁下翼緣，固定位置設(shè)在6﹑7﹑8#節(jié)點(diǎn)上，也可根據(jù)拖拉實(shí)施具體情況而定。

（2）防滑布置 ①防溜滑卷揚(yáng)機(jī)固定在路基平臺上，在路基兩側(cè)預(yù)留安裝卷揚(yáng)機(jī)位。②固定滑車固定在路基平臺上，可以根據(jù)鋼絲長度移動固定位置。③動滑車固定鋼桁梁橫梁上。

3.防滑應(yīng)急預(yù)防措施

考慮減少拖拉摩擦力，又要考慮有沖擊載荷引起的溜滑，以防萬一，備用2臺5T卷揚(yáng)機(jī)防止鋼桁梁在移動時產(chǎn)生的溜滑。

防溜滑卷揚(yáng)機(jī)布置臺在路基平臺上，借用導(dǎo)向滑車，采用2倍鋼絲繩固定在鋼桁梁后端橫梁上，拖住鋼桁梁防止溜滑。防滑鋼絲繩始終處于拉緊戒備狀態(tài)。防滑裝置依據(jù)拖拉方向及時向前移動。

4.動滑車移位

動滑車位移每次最大距離為45cm，到達(dá)位置之后，動滑輪組向尾端位移，繼續(xù)拖拉，當(dāng)位移到最后梁尾。到固定滑輪為最小極限時，固定滑輪向23#墩前方移動，或者移至23#墩2#膺架前方，導(dǎo)向滑車向22#墩移動。

5.最終位移

當(dāng)鋼桁梁拖拉接近23#墩時，由于卷揚(yáng)機(jī)位置和固定滑輪組位置限位，不能達(dá)到最終位置時，或者拖拉偏移較大，無法調(diào)正時就要調(diào)正拖拉方向，采用拖拉方法，將卷揚(yáng)機(jī)固定在3#墩膺架前方，動滑輪固定在鋼桁梁上進(jìn)行拖拉到位。

6.拖拉糾偏措施

在拖拉過程中，由于滾動阻力摩擦和鋼梁安裝應(yīng)力的釋放，行走過程中產(chǎn)生偏移，要嚴(yán)密注視。

（1）首先在拖拉前進(jìn)行試?yán)?，對拖拉過程進(jìn)行觀察。

（2）拖拉過程進(jìn)行觀察橫向位移情況。

（3）發(fā)現(xiàn)偏移用卷揚(yáng)機(jī)進(jìn)行糾偏。

（4）成立糾偏小組，制定糾偏方案。

（5）事前控制對拖拉上下滑道進(jìn)行檢查，制定嚴(yán)密的拖拉工藝流程，保證拖拉順序進(jìn)行。

（6）事中控制： 建立觀測小組，對拖拉運(yùn)行位移進(jìn)行監(jiān)控。出現(xiàn)問題及時反饋。制定糾偏措施。實(shí)施糾偏措施。

（7）糾偏方法： 滾面糾偏：正確塞滾筒，水平﹑平行送入。滾筒有偏移及時用錘子調(diào)順。牽引糾偏：當(dāng)發(fā)生偏移時，采用卷揚(yáng)機(jī)單機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)調(diào)正，用偏移同方向的卷揚(yáng)機(jī)進(jìn)行糾偏，此方法是懸空糾偏。橫向推移糾偏：發(fā)生偏移在橋墩上面，采用千斤頂，利用頂架進(jìn)行糾偏。

（8）拖拉之前下滑道上刻畫前進(jìn)標(biāo)尺，觀察偏移情況。 強(qiáng)制糾偏，即下滑道固定牢固，使鋼桁梁產(chǎn)生橫移，下滑道不變形，防止偏移。

（三）鋼桁梁拖拉施工

在鋼梁下弦桿與拖拉臨時支墩之間設(shè)有滑道，上滑道與鋼梁下弦大節(jié)點(diǎn)相連，下滑道設(shè)在拖拉臨時支墩上，用鋼滾軸作為滑動體。鋼桁梁在全部拼裝完成后一次拖拉到位。

（四）鋼桁梁落梁及定位

鋼梁拖拉至22#墩頂后，先安裝臨時支座，再在臨時支座上安裝千斤頂。解除下滑道﹑分配梁等與支墩之間的聯(lián)系。

利用千斤頂﹑滑移梁﹑滾杠等進(jìn)行移梁和落梁。每個墩頂安置2 臺500 t千斤頂，在統(tǒng)一指揮下操作千斤頂，一定要使千斤頂同步。首先將梁與支座一同頂起，在支座下安放滑移梁，然后在滑移梁與支座間放置滾杠，用千斤頂和倒鏈滑車縱橫向移梁。移梁時一定要做到勻速﹑同步﹑慢行，嚴(yán)格按照千斤頂操作規(guī)程操作。

每個支墩上布置2臺500噸千斤頂。鋼桁梁只允許一端的兩個支點(diǎn)起頂或落梁，不得兩端支點(diǎn)同時起頂或落梁。說明：落梁時根據(jù)油壓頂工作，每100mm進(jìn)行升降調(diào)整墊片，反復(fù)多次直至調(diào)整在支座上，落梁工作結(jié)束。

通過水平千斤頂，進(jìn)行鋼梁縱橫向位置調(diào)整，使之符合設(shè)計要求。完成鋼梁縱橫向位置調(diào)整，繼續(xù)落梁，4臺千斤頂落梁同步率控制在5mm。

落梁施工測量內(nèi)容：整體軸線偏差﹑底部支撐點(diǎn)十字線與支座上擺中心偏差，橋軸線上每2m分點(diǎn)標(biāo)高值（與設(shè)計值比較），梁長等。

（五）墩面移梁

當(dāng)鋼梁拖拉到位后可能因種種原因不能與設(shè)計位置保持一致，必須在墩位處做少量縱橫移進(jìn)行調(diào)整。

縱橫移由上下滑道﹑輥軸（或滑塊）及水平千斤頂?shù)仍O(shè)施組成。1.鋼梁橫移

（1）橫移采用施工加外力法，鑒于橫移量不易控制，又有東西日偏照的影響，為了既加快進(jìn)度又避免鋼梁偏移，應(yīng)將頂力設(shè)備對稱布置于橋墩左﹑右側(cè)，當(dāng)一側(cè)橫移千斤頂工作時，另一側(cè)的設(shè)備起保險作用。

（2）用倒鏈進(jìn)行調(diào)整。鋼墊塊置于橫梁上，用四氟板和輥軸進(jìn)行移動調(diào)整至理想位置。

2.鋼梁縱移

可利用溫差法，起落梁法或頂推法縱移。此橋采用起落梁法進(jìn)行調(diào)整。

起落梁法即通過起落頂使鋼梁變形﹑支點(diǎn)移動，然后轉(zhuǎn)換體系，進(jìn)行反向操作使鋼梁移動，如此反復(fù)進(jìn)行，直至鋼梁縱移到設(shè)計位置。為增加固定支點(diǎn)的摩擦約束，固定支點(diǎn)加墊石棉板，使其摩擦力大于所有活動支座的摩擦力之和。

3.特別注意事項(xiàng)：

鋼梁頂落梁和縱橫移作業(yè)不能同時進(jìn)行，縱移和橫移工作也不能同時進(jìn)行。

四、結(jié)語

采取上述關(guān)鍵技術(shù)，本橋鋼桁梁架設(shè)比較順利，大大提高鋼桁梁架設(shè)施工的質(zhì)量，保證了施工進(jìn)度，達(dá)到預(yù)期目標(biāo)。

拖拉法架設(shè)鋼桁梁施工中積極開展技術(shù)攻關(guān)和施工方案優(yōu)化，開創(chuàng)性利用功率相同的兩臺卷揚(yáng)機(jī)作為拖拉動力系統(tǒng)，結(jié)合實(shí)際的地質(zhì)施工條件經(jīng)檢算合格后，嚴(yán)格控制臨時支墩樁長施工，避免因拖拉橫向力造成臨時支墩的傾覆，完善質(zhì)量保證體系，有效提高了產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)速度，同時也較好地保護(hù)了自然生態(tài)環(huán)境。

作者簡介：

林 敏，男，1982年生，2006年7月進(jìn)入中鐵二十五局集團(tuán)第一工程有限公司工作，2015年2月進(jìn)入廣東珠三角城際軌道交通有限公司工作。