魏如川

（中鐵十四局集團(tuán)有限公司，山東 濟(jì)南 250101）

0 引言

在當(dāng)代橋梁的構(gòu)造方式中，因?yàn)榈匦?、水文等環(huán)境因素，組合體系的橋梁類型在工程中的應(yīng)用也越來越普遍，組合橋梁的構(gòu)造方式有很多種。在眾多組合式橋梁中，鋼桁梁結(jié)構(gòu)的應(yīng)用越發(fā)廣泛[1]。尼泊爾波迪科西河大橋設(shè)計(jì)采用鋼桁梁結(jié)構(gòu)。該大橋是尼泊爾塔托帕尼邊檢站與阿尼哥公路連接的唯一進(jìn)場通道，位于高山峽谷之間，0#橋臺后側(cè)最大拼裝場地僅為35m，不具備整副拼裝、整副牽引作業(yè)條件，所以需要應(yīng)用整體橫向滑移施工技術(shù)。因此，對鋼桁架梁整體橫向滑移施工技術(shù)及力學(xué)特性進(jìn)行研究有重要意義。

1 工程概況

根據(jù)《援尼泊爾塔托帕尼邊檢站災(zāi)后恢復(fù)工程項(xiàng)目可行性研究報(bào)告》，新建波迪科西河大橋采用1～90m 簡支鋼桁梁橋，橋梁總長96.5m（至橋臺耳板尾部）。其整體布置平面圖如圖1 所示。

圖1 波迪科西河大橋整體布置平面圖

2 鋼桁架梁整體橫向滑移施工的整體思路

主橋鋼桁架采用牽引滑移法施工，鋼桁梁桿件在工廠制造完成，并在工廠進(jìn)行試拼裝合格后，運(yùn)輸至鋼梁預(yù)拼存放場，進(jìn)行工地預(yù)拼，拼裝完成后以臨時混凝土支墩、舊橋墩和新橋臺為支座和滑道，由0 號橋臺側(cè)向場區(qū)牽引滑移[2]。其中，每個臨時混凝土墩上有一個支撐點(diǎn)（滑座），每個舊橋墩上有兩個支撐點(diǎn)，每個新橋臺上有一個支撐點(diǎn)。

3 鋼桁架梁整體橫向滑移施工技術(shù)及力學(xué)特性研究

3.1 鋼桁架梁整體橫向滑移施工技術(shù)

3.1.1 安裝橫移滑道梁

鋼桁梁在支架平臺上組裝完成后，進(jìn)行體系轉(zhuǎn)換。在支架平臺上設(shè)置兩道滑道梁，長度為59m，為變斷面，鋼結(jié)構(gòu)在工廠中進(jìn)行分節(jié)加工，然后運(yùn)送到現(xiàn)場進(jìn)行安裝。采用起重機(jī)將0 號橋臺的側(cè)向滑軌梁段分為4 段進(jìn)行吊運(yùn)，在橋墩邊設(shè)置支撐墩，然后將兩個舊橋墩頂升到設(shè)計(jì)橋墩上，還有部分結(jié)構(gòu)是在橋墩上直接架設(shè)[3]。裝配時，必須對導(dǎo)軌梁進(jìn)行緊固，緊固方式如下：

第一，滑道與鋼管支柱用補(bǔ)強(qiáng)鋼板進(jìn)行焊合，在分配梁與滑道相連處用12 塊補(bǔ)強(qiáng)鋼板進(jìn)行焊合，從而使滑道與鋼管支柱相結(jié)合。

第二，在永久性橋墩的邊沿設(shè)置突出的鋼筋，在橋墩兩側(cè)設(shè)置2 個型鋼，型鋼的兩端與鋼筋焊接在一起，在橋墩上設(shè)置一個加固板，與型鋼焊在一起，使橋墩與橋墩連接。

拆除墩鋼滑梁時應(yīng)先頂起鋼梁，通過組裝落梁支墩來支撐鋼梁，同時組裝不同的里程墩，隨后把滑道梁頂起，組裝反拖輪箱組和輪箱組。之后借助吊車，在組裝過程中進(jìn)行逆序組裝，以便墩鋼滑梁從滑道梁中退出。

進(jìn)行滑道梁施工時，需要做好以下工作：

一是進(jìn)行同工況模擬試驗(yàn)。該工程牽引滑移施工過程十分復(fù)雜，需要提前規(guī)劃，并且需要較長時間和較大成本。為了保證滑道梁能夠在規(guī)定范圍之內(nèi)頂推到位，需要對滑道梁頂推方案進(jìn)行同工況模擬試驗(yàn)。該項(xiàng)試驗(yàn)可以精確地監(jiān)控頂推過程中出現(xiàn)的各種狀況，并對這些狀況進(jìn)行詳細(xì)記錄，對支撐點(diǎn)、牢固程度等展開研究，并提出相應(yīng)的改進(jìn)方案，支撐點(diǎn)處安裝四氟乙烯滑板，以減少摩擦阻力，交替更換四氟乙烯滑板，維持主桁架向前滑移，以此消除所有不良影響，再組織關(guān)鍵施工[4]。

二是科學(xué)設(shè)計(jì)拱度。大里程滑道梁在推進(jìn)時會出現(xiàn)懸吊狀態(tài)，最大懸吊底部長度為11m，且有下繞，這種情況會對滑道梁的滑動產(chǎn)生較大影響。在施工時要根據(jù)設(shè)計(jì)值設(shè)定合適的拱形，以保證滑道梁能夠順利、正確地滑動到永久性橋墩的頂部位置。

三是根據(jù)方案進(jìn)行橫移。在滑道梁進(jìn)行正式橫移時，要對施工人員進(jìn)行統(tǒng)一指揮，按照既定計(jì)劃進(jìn)行橫移，滑道梁滑動時做好檢測和控制工作，出現(xiàn)任何異常狀況及時采取相應(yīng)措施，以保證施工安全。其間要注意對滑動速度的控制，保證滑動中橋墩頂部的平順和平穩(wěn)性。

3.1.2 制作與組裝鋼桁梁

鋼桁架梁桿件的主體結(jié)構(gòu)是：面板縱梁、上平縱聯(lián)、門架和橫聯(lián)、上下弦桿、斜腹桿等。鋼桁梁應(yīng)由具有相應(yīng)資質(zhì)的鋼結(jié)構(gòu)生產(chǎn)廠家制造，在鋼桁梁各類桿件出廠之前，必須對相關(guān)的質(zhì)量及技術(shù)證明資料進(jìn)行驗(yàn)收，其中包含材料的各類檢測、試驗(yàn)報(bào)告、拼裝圖紙等質(zhì)量、技術(shù)資料，然后將之運(yùn)送到施工現(xiàn)場。鋼桁梁的預(yù)拼裝，包括門框和橫向連接、上平連接和主桿預(yù)拼等，由生產(chǎn)工廠完成[5]。在預(yù)拼裝中，重點(diǎn)要對預(yù)拼零件與設(shè)計(jì)圖的正確性進(jìn)行檢驗(yàn)，同時要確保空孔重合率能夠達(dá)到試孔器標(biāo)準(zhǔn)，同時要保證栓釘?shù)氖Q質(zhì)量，以及涂料的質(zhì)量達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)。

按照設(shè)計(jì)圖紙，對各種桿件進(jìn)行精確定位，確保栓孔的重合率合格，如果出現(xiàn)錯孔，要對具體原因進(jìn)行分析，并采取合理的解決對策，不能強(qiáng)制打通和強(qiáng)制打入螺栓。安裝主梁時需要嚴(yán)格控制螺釘數(shù)及安裝位置，對板縫進(jìn)行卡扣處理，并對龍門起重機(jī)的松開情況進(jìn)行嚴(yán)格控制及檢驗(yàn)。此外，安裝鄰近節(jié)段時，根據(jù)預(yù)拱度情況，先做好下部弦桿結(jié)合部支撐，然后才能安裝后面節(jié)段。

3.1.3 橫移施工方式

首先，進(jìn)行鋼桁梁拖拉橫移。在鋼桁梁橫移施工中，鋼桁梁拖拉橫移是一個非常關(guān)鍵的步驟，因此，施工時一定要做到嚴(yán)格控制，并制訂出具體的方案，保證一次成功。整體做法為在河對岸利用1 號橋臺設(shè)計(jì)出一個拖拉橫移系統(tǒng)，其中包括了千斤頂及配套設(shè)備等[6]。通過升降滑軌、千斤頂?shù)仍O(shè)備，使用兩臺千斤頂一次橫移就位。在橫向移動之前，先對千斤頂進(jìn)行校準(zhǔn)和嘗試。必須對導(dǎo)軌的直線度進(jìn)行嚴(yán)格的控制，并做好橫向移動時的潤滑工作。在橫向移動時，保證橫向移動方向一致，橫向移動速率可控。

其次，對橫移過程進(jìn)行監(jiān)測。對超限位移進(jìn)行全程監(jiān)控，對測量結(jié)果進(jìn)行記錄，并對存在的問題進(jìn)行及時處理，使超限位移得到控制。在測試過程中，重點(diǎn)測試傾斜度、對稱性、偏移等。例如，使用相關(guān)量具對傾斜度進(jìn)行監(jiān)控，一旦出現(xiàn)偏離，應(yīng)及時終止操作，并分析原因和修正，然后才能進(jìn)行水平移動。進(jìn)行對稱性檢測時，要在導(dǎo)軌上畫出兩個圓圈，圓圈間距為10cm，并采用多種測試工具進(jìn)行監(jiān)控，一旦出現(xiàn)偏大、偏小等現(xiàn)象，及時終止操作，及時分析對稱性偏大或偏小的原因并加以糾偏，以保證其安全性。橫向移動時，施工人員需要通過對講機(jī)實(shí)時聯(lián)系，確保兩邊的誤差不超過一個度，如有問題要立即糾正。

最后，掌握鋼桁梁拖拉橫移施工的關(guān)鍵性技術(shù)。由于橋面在承受自身重量和外部載荷時會出現(xiàn)變形，因此進(jìn)行鋼桁梁拖拉橫移前，施工單位需要與設(shè)計(jì)、業(yè)主單位進(jìn)行溝通，經(jīng)過計(jì)算確定出不同條件下的預(yù)拱度，將其作為生產(chǎn)鋼桁梁的一個依據(jù)，同時對預(yù)制鋼桁梁的預(yù)彎量進(jìn)行監(jiān)測，對出現(xiàn)的數(shù)值偏差進(jìn)行動態(tài)糾偏。

3.1.4 落梁

根據(jù)設(shè)計(jì)方案，將橋墩上的永久性工作平臺安裝完畢，確保其達(dá)到強(qiáng)度和剛度要求，完工后再將橋墩上的臨時工作平臺拆除，以保證施工人員的安全。由于永久性工作平臺比較高，為了保證永久性工作平臺的穩(wěn)定性，需要在相應(yīng)部位制成一個框架來提高其剛度，以保證在頂升墩與保護(hù)墩偏心受壓時不會出現(xiàn)安全問題。安裝好頂升鋼構(gòu)件支墊及保護(hù)墩鋼軌支墊之后，將頂升千斤頂安放在頂升墩之上，并做好千斤頂調(diào)試工作[7]。將鋼桁梁橫向移動到預(yù)定的位置，并將其調(diào)節(jié)到合適的高度，然后用千斤頂將其提升到離滑道梁頂點(diǎn)10cm 左右的高度。利用橋面進(jìn)行分級分端落梁，即小里程橋面降一層時，大里程也依次降一層。

3.1.5 安裝支座

落梁高度剩下80cm 時，可以進(jìn)行支座安裝，支座安裝完成后，可以開始落梁作業(yè)。由于受到支座質(zhì)量大、墩頂作業(yè)場地狹窄等因素的影響，鋼桁梁支座安裝存在一定的難度和安全風(fēng)險(xiǎn)，要注意保證鋼桁梁起重時不發(fā)生撞擊問題。

3.2 鋼桁架梁整體橫向滑移施工的力學(xué)特性

在牽引滑移施工過程中，拉索給鋼桁架提供的牽引力能夠克服鋼桁架與滑道間的摩擦力，從而實(shí)現(xiàn)滑動，考慮動載系數(shù)為1.1，各工況下拉索牽引力如表1 所示。

表1 各工況下拉索牽引力數(shù)據(jù)表（單位：kN）

從表1 能夠看到，在前期的牽引滑移中（工況1～16），鋼構(gòu)件不斷地安裝至鋼桁架上，鋼桁架的自重不斷增加，鋼桁架與滑座間的摩擦力正在不持續(xù)增加，兩側(cè)牽引索的牽引力也隨之不斷增加。在中期的牽引滑移中（工況17～26），已經(jīng)將鋼構(gòu)件全部安裝完畢，鋼桁架在滑板上不斷滑移，但自身重量尚未出現(xiàn)變化，所以兩側(cè)牽引索的牽引力基本不變。在后期的牽引滑移中（工況27），逐一拆除鋼導(dǎo)梁、鋼支架，鋼桁架的自重降低，兩側(cè)牽引索的牽引力也不斷降低，直至施工完成，牽引設(shè)備被拆除。在此過程中，單側(cè)拉索的最大牽引力標(biāo)準(zhǔn)值為396.9kN，單側(cè)拉索最大牽引力控制值為793.8kN。

4 結(jié)語

綜上所述，在鋼桁架梁整體橫向滑移施工中，對鋼桁架梁整體橫向滑移施工技術(shù)及力學(xué)特性進(jìn)行細(xì)致的研究，進(jìn)而制訂合理的施工計(jì)劃與技術(shù)控制措施，不僅能夠降低施工的危險(xiǎn)性，而且能有效推進(jìn)工程進(jìn)度，從而縮短施工時間。希望上述案例也可為相關(guān)技術(shù)人員提供一些參考，不斷促進(jìn)我國橋梁建設(shè)技術(shù)的發(fā)展。