安東閣

Research on the Construction Technology of 64m Steel Truss Beam Drag Method on Crossing Expressway of Coal Transportation Railway

AN Dong-ge

【摘? 要】論文通過(guò)對(duì)某煤運(yùn)鐵路跨高速公路64m鋼桁梁拖拉施工的論述，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)，優(yōu)化施工工藝流程，總結(jié)出一套針對(duì)鐵路64m鋼桁梁拖拉法施工的方法。拖拉法施工主要由膺架、滑道、導(dǎo)梁、拖拉動(dòng)力牽引控制系統(tǒng)、糾偏裝置五大系統(tǒng)組成。論文詳細(xì)介紹了其工藝原理、流程、操作步驟和主要安全質(zhì)量措施，對(duì)同類(lèi)型橋梁建設(shè)具有重要的指導(dǎo)和借鑒意義。

【Abstract】Based on the discussion of dragging construction of 64m steel truss beam on a coal transportation railway crossing expressway and the combination of field measurement data， this paper optimizes the construction process， summarizes a set of method for dragging construction of 64m steel truss beam on railway. The construction of drag method is mainly composed of five systems， namely， retainer frame， slide way， guide beam， drag power traction control system and deviation rectifying device. This paper introduces its process principle， process， operation steps and main safety and quality measures in detail， which has important guidance and reference significance for the same type of bridge construction.

【關(guān)鍵詞】拖拉法施工;鋼桁梁;糾偏裝置

【Keywords】drag method construction; steel truss beam; rectifying device

【中圖分類(lèi)號(hào)】U448? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?【文獻(xiàn)標(biāo)志碼】A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?【文章編號(hào)】1673-1069（2020）05-0186-04

1 工程概況

某鐵路跨高速公路大橋位于吉安市境內(nèi)，主要為跨越高速公路而設(shè)，根據(jù)江西交通部門(mén)要求，跨越高速公路按遠(yuǎn)期雙向8車(chē)道預(yù)留。該橋相交處高速公路測(cè)時(shí)瀝青路面標(biāo)高58.65m，高速公路與線路大里程方向夾角為60°，預(yù)留5.5m凈空。全橋孔跨布置為1-32m簡(jiǎn)支T梁+1-64m鋼桁梁+1-32m簡(jiǎn)支T梁，其中第2孔跨采用1-64m鋼桁梁跨越高速公路。

本橋?yàn)閱尉€64m整體節(jié)點(diǎn)平行弦三角桁架下承式簡(jiǎn)支鋼桁梁，計(jì)算跨度64m，梁全長(zhǎng)66m（含兩端支座中心線至梁端距離1.0m），節(jié)間長(zhǎng)度為12.8m，桁高12.8m。鋼桁梁結(jié)構(gòu)如圖1所示。

2 施工流程

因單孔64m單線鐵路下承式道砟橋面鋼桁梁跨越高速公路，不能阻斷現(xiàn)有交通，所以不易采用支架法吊裝架設(shè)，故該橋需采用導(dǎo)梁全懸臂拖拉架設(shè)過(guò)高速公路的方案。

根據(jù)鋼桁梁施工現(xiàn)場(chǎng)的具體情況，結(jié)合64m鋼桁梁自重大、跨度大的特點(diǎn)，為確保施工安全，鋼梁施工在小里程臺(tái)后路基范圍內(nèi)選取一段長(zhǎng)80m，寬9m的場(chǎng)地作為鋼桁梁整拼及材料堆放場(chǎng)地;在第一孔跨、1號(hào)主墩與高速公路臨近邊界之間、2號(hào)主墩與高速公路臨近邊界之間搭設(shè)支架，在支架上完成滑道系統(tǒng)安裝;鋼桁梁在場(chǎng)地兩側(cè)采用汽車(chē)吊進(jìn)行整拼成型，最后采用拖拉法架設(shè)落梁就位。

鋼梁拖拉順序?yàn)椋喊惭b牽引拖拉設(shè)備→拖拉前技術(shù)措施檢查→分步拖拉→鋼桁梁拖拉到位→頂梁、落梁（檢查各部件、連接等）→完成。

3 64m鋼桁梁拖拉法施工系統(tǒng)

3.1 滑道系統(tǒng)

滑道是拖拉法施工的一個(gè)重要系統(tǒng)，是鋼桁梁拖拉行走的軌道，梁段拖拉行走設(shè)施由上、下滑道和滑板組成，在橋梁中線兩側(cè)間斷設(shè)置兩組（間距8.5m）下滑道。下滑道為箱型鋼構(gòu)件由4根40工字鋼組焊而成，上滑道設(shè)在主桁大節(jié)點(diǎn)下也為箱型鋼構(gòu)件，滑板為聚四氟乙烯材料。在下滑道和路基之間澆筑有混凝土擴(kuò)大基礎(chǔ)?；兰?xì)部結(jié)構(gòu)如圖2所示。

3.2 導(dǎo)梁系統(tǒng)

為了保證拖拉施工安全，根據(jù)主跨鋼桁梁拖拉跨距43.2m計(jì)算，導(dǎo)梁長(zhǎng)度取20m，拖拉時(shí)的抗傾覆系數(shù)大于2，滿足要求。導(dǎo)梁總長(zhǎng)20m，由兩片桁架組成，桁高12.8m，桁寬8.5m，分別對(duì)應(yīng)主橋桁高、桁寬。導(dǎo)梁由H300mm×260mm×10mm×16mm焊接拼裝。

3.3 拖拉系統(tǒng)選型

按主梁和導(dǎo)梁全部拼裝完進(jìn)行拖拉，鋼桁梁總重量約650t，前導(dǎo)梁重約20t，拖拉重量約670t計(jì)，拖拉力計(jì)算公式如下：

據(jù)公式H=K×G×F

K為安全系數(shù)，一般取K=1.0;G為拖拉鋼梁及導(dǎo)梁總重，F(xiàn)為滑道摩擦系數(shù)，四氟板與滑道之間加潤(rùn)滑劑時(shí)的起動(dòng)時(shí)靜摩擦系數(shù)可按F=0.1得：

H=1.0×670×0.1=67t

故本工程選用連續(xù)拖拉ZLD自動(dòng)控制系統(tǒng)，全套系統(tǒng)包括：2臺(tái)250t連續(xù)千斤頂、2臺(tái)泵站、1個(gè)主控臺(tái)及系統(tǒng)高壓油管。連續(xù)拖拉千斤頂布置1號(hào)墩柱。拖拉系統(tǒng)如表1所示。表1? 拖拉系統(tǒng)設(shè)備

3.4 拖拉操作控制系統(tǒng)

拖拉操作系統(tǒng)是在計(jì)算機(jī)的基礎(chǔ)上進(jìn)行集中的控制，計(jì)算機(jī)會(huì)利用驅(qū)動(dòng)泵站，拖拉控制系統(tǒng)以及拖拉千斤頂?shù)韧瓿上鄳?yīng)的作業(yè)，拖拉操作系統(tǒng)可以很好地設(shè)置相應(yīng)的位移計(jì)拖拉力，并可以完成拖拉過(guò)程當(dāng)中參數(shù)的實(shí)時(shí)顯視以及記錄，拖拉同步主要會(huì)在位移同步的基礎(chǔ)上完成。運(yùn)行界面具體如圖4所示。

3.5 拖拉同步控制系統(tǒng)

在拖拉的過(guò)程中，關(guān)于摩擦力的一致性是無(wú)法進(jìn)行保障的，面對(duì)這種情況可以在保障拖拉力一致性的基礎(chǔ)上使得結(jié)構(gòu)偏斜的不利情況大大的降低，具體情況如下：

①調(diào)速閥不會(huì)受到負(fù)載變化的影響，本身具備較強(qiáng)的自動(dòng)穩(wěn)定輸出流量，因此，設(shè)備在運(yùn)轉(zhuǎn)的過(guò)程中，只需對(duì)各臺(tái)泵站的具體調(diào)速閥進(jìn)行控制即可，這樣就可以更好地調(diào)整千斤頂?shù)木唧w流量，實(shí)現(xiàn)各千斤頂運(yùn)動(dòng)速度達(dá)到一致的目的。

②對(duì)各泵站溢流閥進(jìn)行同步的調(diào)整，這樣就可以保障輸出油壓完成同步的加載。

③保障各千斤頂?shù)奈灰凭邆渫叫裕@樣才可以更好地使傳感器完成千斤頂?shù)木唧w位移量輸出控制，保障各臺(tái)拖拉千斤頂?shù)木唧w位移精度處在3mm的可控范圍之內(nèi)。

3.6 糾偏系統(tǒng)

為了避免在拖拉過(guò)程當(dāng)中，鋼梁存在拉偏的現(xiàn)象，可以在滑道的外側(cè)對(duì)導(dǎo)向限位裝置進(jìn)行安設(shè)，控制鋼梁的橫向移動(dòng)。限位裝置直接焊接在滑道梁側(cè)面。

在橫向限位裝置安裝的過(guò)程中需要預(yù)留10mm的間隙，保障鋼梁橫向偏移量處在10mm的范圍之內(nèi)，以確保鋼梁按要求行進(jìn)。

3.7 牽引鋼絞線束

①拖拉鋼梁牽引鋼絞線束采用2束6-？準(zhǔn)15.2的鋼絞線束，通過(guò)梁底板尾部的焊接的后錨點(diǎn)與拖拉千斤頂進(jìn)行錨固，后錨點(diǎn)位置在梁的尾部。每根鋼絞線的承受力按18.6t計(jì)算，12根鋼絞線的承受力為223.2t，鋼絞線的安全儲(chǔ)備系數(shù)為3.33。

②后錨點(diǎn)直接用螺栓安裝在梁的尾部，拖拉完成后進(jìn)行拆除即可。

③鋼絞線安裝完成后，在后錨點(diǎn)處預(yù)緊，預(yù)緊力F=1860×140×0.7×0.1=1.82t，預(yù)緊后確保鋼絞線束在拖拉鋼梁時(shí)受力均勻，達(dá)到同步拖拉，拖拉前檢驗(yàn)鋼絞線與千斤頂錨具之間是否夾緊。

4 鋼桁梁拖拉法施工

4.1 試拖拉

①拖拉系統(tǒng)安裝完成后，首先進(jìn)行試拖拉，啟動(dòng)主控臺(tái)及泵站，用主控臺(tái)控制2臺(tái)千斤頂同時(shí)施力試拖拉。試拖拉距離12.5m為宜。

②試拖拉時(shí)，記錄試拖拉時(shí)間和速度，根據(jù)實(shí)測(cè)結(jié)果與計(jì)算結(jié)果比對(duì)進(jìn)行調(diào)整速度，做好三項(xiàng)重要數(shù)據(jù)的測(cè)試工作。

第一，每分鐘前進(jìn)速度，拖拉速度控制在設(shè)計(jì)要求內(nèi)。

第二，采取“點(diǎn)動(dòng)”方式操作控制，測(cè)量每點(diǎn)動(dòng)一次前進(jìn)距離的數(shù)據(jù)，以供拖拉初步到位后，進(jìn)行精確定位提供操作依據(jù)，防止拖拉過(guò)限。

第三，記錄梁體啟動(dòng)時(shí)拖拉力的大小，從而計(jì)算出四氟板與滑道間的摩擦系數(shù)。

③試拖拉過(guò)程中，檢查橋體及支架結(jié)構(gòu)是否穩(wěn)定，有無(wú)故障，關(guān)鍵受力部位是否有變形。如有異常情況，則應(yīng)停止拖拉，查明原因并采取相應(yīng)措施整改到位后方可繼續(xù)試拖拉。

④試拖拉后采集精調(diào)數(shù)據(jù)，采用點(diǎn)動(dòng)方式操作，按1s、2s、3s進(jìn)行點(diǎn)動(dòng)，測(cè)量人員測(cè)量每點(diǎn)動(dòng)一次前進(jìn)距離的數(shù)據(jù)，以供拖拉初步到位后，進(jìn)行精確定位提供操作依據(jù)。

4.2 拖拉施工

①首先選擇手動(dòng)模式。主控臺(tái)操作人員按下“前頂進(jìn)”按鈕，油泵操作人員調(diào)整溢流閥的工作限壓，在30%、60%、80%、85%、90%、95%、100%最大經(jīng)驗(yàn)牽引力狀態(tài)下，檢查各受力結(jié)構(gòu)變形情況，如有異常立即報(bào)告。

②檢查拖拉油泵、千斤頂，前后錨固器，壓力表，鋼絞線束是否異常。

③手動(dòng)操作拖拉系統(tǒng)牽引鋼梁滑移啟動(dòng)后，轉(zhuǎn)換至自動(dòng)運(yùn)行模式，進(jìn)行鋼梁的自動(dòng)連續(xù)拖拉。

④自動(dòng)拖拉運(yùn)行模式下，應(yīng)注意記錄拖拉過(guò)程中的油壓最大、最小值。拖拉過(guò)程中必須保證2臺(tái)千斤頂同步作業(yè)。

4.3 支座安裝

①關(guān)于滑道以及支架的具體拆除。使用千斤頂將鋼梁頂起，保障滑道以及鋼梁之間出現(xiàn)脫空的現(xiàn)象，然后拆除相應(yīng)的滑道以及支架，流出落梁凈空。

②關(guān)于千斤頂以及泵站的就位情況。每個(gè)橋墩需要使用2臺(tái)200t的千斤頂以及1臺(tái)高壓泵站，千斤頂要在橋臺(tái)的位置放置，泵站需要在腳手架的位置安置。

③安裝支座。安裝時(shí)需要對(duì)銘牌實(shí)施核對(duì)，無(wú)誤之后，把支座吊在臺(tái)頂進(jìn)行放置。要避免出現(xiàn)油漆面受損的情況，對(duì)梁的高度以及水平度進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整。

④搭設(shè)落梁支墩，墊墩需提前準(zhǔn)備充分且布置到位。

⑤施工人員準(zhǔn)備就緒。

4.4 落梁施工

綜合落梁時(shí)的梁體重量及梁型跨距布置千斤頂，在每個(gè)墩頂布置2臺(tái)200t千斤頂，在保護(hù)支墩配合下分階段進(jìn)行落梁。

落梁千斤頂采用200t雙作用千斤頂，千斤頂?shù)木唧w技術(shù)參數(shù)如表2所示。

布置好之后，把梁整體頂起，使用油壓計(jì)算各支點(diǎn)的具體反力。在這個(gè)過(guò)程中一定要保障支墩以及梁底間隙具備一致性（支墩上薄鋼墊板調(diào)節(jié)）。

墩頂兩處墊墩每次按10cm進(jìn)行控制并交替下落，以下落到設(shè)計(jì)標(biāo)高為準(zhǔn)，需支座完全受力。梁體線形達(dá)到設(shè)計(jì)和規(guī)范要求后再錨固支座。

5 結(jié)語(yǔ)

本文結(jié)合某煤運(yùn)鐵路跨高速公路64m鋼桁梁拖拉法施工的工程實(shí)例，詳細(xì)介紹了鐵路64m鋼桁梁拖拉施工中的關(guān)鍵技術(shù)與操作要點(diǎn)。通過(guò)膺架、滑道系統(tǒng)、導(dǎo)梁系統(tǒng)、拖拉動(dòng)力牽引控制系統(tǒng)、糾偏裝置，使梁體準(zhǔn)確無(wú)誤地拖拉至預(yù)設(shè)墩臺(tái)。通過(guò)在某煤運(yùn)鐵路對(duì)鐵路鋼桁梁上跨高速公路的拖拉施工的成功應(yīng)用，對(duì)鐵路鋼桁梁施工方法具有重要意義。