浮拖法架設大型鋼桁梁

楊長海 桂曉明

(鐵道戰備舟橋處，山東齊河 251100)

大跨徑鋼桁梁的傳統架設方法有膺架架設法、懸臂架設法。文章以杭州大運河南莊兜鋼桁梁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，這種施工方法的優點是:比膺架架設法節省膺架材料，占用河道時間短，施工速度快，且易于操作。

1 施工概況

杭州大運河南莊兜鋼梁位于杭州市，跨越大運河，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，長為113.5 m，主桁高度為12.6 m，節間長度為 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。橋址處土層以粉質粘土為主，承載力為120 kPa，地質條件較好。京杭運河為Ⅲ級航道，常水位為1.35 m。

2 方案比選

架設鋼桁梁方案可采用就地膺架法、旋轉架設法、浮拖架設法等。根據施工現場的地質情況、確保通航無障礙通行、工期的要求，同時由于南莊兜鋼桁梁跨度大等特點，故鋼桁梁架設方案決定膺架拼裝拖拉架設法，其特點是:鋼桁梁先在膺架上拼裝成整體，然后以液壓千斤頂、滾動平車作頂推設備，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，同時投入的器材、設備少，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

針對杭州大運河鋼桁梁架設法，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既有線的橋墩，采用先在新線西側15 m處搭設臨時膺架，在臨時膺架拼組鋼梁，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

臨時基礎施工→臨時膺架搭設→布置下滑道→鋼梁拼裝、浮墩拼組→上滑道安裝、頂推設備就位→鋼梁縱移→鋼梁橫移→落梁。

5 施工作業

5.1 搭設鋼梁拼架臨時膺架、下滑道和浮拖船

5.1.1 膺架施工

新線西側15m處搭設臨時膺架。每個臨時膺架均采用混凝土基礎(尺寸比支架每邊大1 m，厚度為60 cm)，臨時膺架0號～10號墩采用貝雷梁和鋼管樁做墩體，11號墩采用鋼管樁做墩，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，每側兩根，鋼軌放在枕木上，兩根鋼軌分開布置(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。在船體四角各設置4個電動錨機，電動錨機和岸邊的四個地壟通過φ19.5 mm鋼絲繩連接，用來控制鋼桁梁浮拖時的鋼桁梁的偏移。

5.2 鋼梁拼裝

5.2.1 桿件預拼

按拼裝順序將相應的桿件吊放到預拼臺座上進行預拼。將弦桿節點上的拼接板、填板和間隔撐等，按設計要求連接到弦桿上。

5.2.2 縱、橫梁預拼

按照圖紙將節點小件連接到縱、橫梁上，同時將預拼縱梁吊放到預拼臺上，兩片縱梁拼成一組，并拉對角線檢查縱梁預拼的質量，將可以預拼的小件連接到小件所在的節點上。

5.2.3 上下平聯及橫聯的預拼

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

5.2.4 拼裝順序

鋼梁拼裝順序為先右端后左端，先底盤后桁架，同時對稱拼裝，拼裝順序為:下弦桿拼接→橫梁安裝→下平聯→縱梁安裝→斜桿安裝→上弦桿安裝→上平聯安裝→橫聯安裝→檢查設備等小件安裝。

鋼桁梁拼裝好后，經檢驗桿件編號和數量符合設計要求，即可進行高強螺栓的施擰。高強螺栓施擰根據圖紙要求進行，采用扭矩法。由試驗確定終擰扭矩值后，先初擰然后終擰。對初擰過的螺栓，按現場測試的終擰扭矩值進行終擰，容許誤差10%，終擰后的螺栓，頂面及時涂上紅漆，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個節間，使其前段E0點落到浮船支墩上。頂推縱移系統主要由兩套頂推設備(液壓千斤頂、夾軌器、滾動平車)、油泵及控制柜組成。頂推前，用千斤頂將整個鋼桁梁頂起，在后支點E0節點下兩側各安裝兩個滾動平車，滾動平車與頂推裝置連接在一起，在千斤頂的頂推下向前滾動，在前支點E2節點處布置兩個滾動平車，滾動平車與下滑道之間安放φ90的滾杠。頂推時滾杠滾動，鋼梁在頂推器的頂推下移動，滾杠交替滾動，鋼梁持續移動，直到滾動平車到達14號臨時墩位置。

頂推裝置布置在鋼軌上，用兩個千斤頂夾軌器將鋼軌夾緊，用主推千斤頂頂推鋼梁前進(主推千斤頂頂推力為60 t，一個行程為1 m)，頂推過程中要隨時觀察鋼梁的走向，發現偏移及時糾正。

5.4 鋼桁梁浮拖

懸出3個節間后，浮墩插入第二個節點，此過程操作時，先在浮體中灌水500 t，實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實，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，考慮到浮墩在移動過程中中間兩個既有橋墩的阻擋，在既有橋墩上設導向輪進行調節錨繩方向，鋼梁在移動過程中通過四個角的錨繩來控制鋼梁在橋軸線方向的偏移直到鋼梁到達對面的支架。

5.5 鋼梁的橫移

鋼梁到達支架后，垂直橋軸線重新安裝鋼軌，安裝頂推小車，頂推鋼梁，考慮到滑車承載力有限，每個支座處設兩個滑車，千斤頂換方向進行頂推。

6 注意事項

1)鋼桁梁浮拖前，應對浮拖區域的水深進行現場測量，要保證拖拉區域的水深在最低水深達到2 m，要保證浮拖船在浮拖時不被擱淺。2)浮拖鋼桁梁準備:浮拖前要進行對浮拖船注水壓載，讓浮拖船吃水在1.8 m左右，并在浮拖區域進行來回拖拉，以測量水深是否滿足浮拖要求。3)浮拖前三天密切關注地方臺的天氣預報，關注浮拖期間是否有雨和風(五級以上臺風)，或者有強對流的天氣。4)鋼桁梁頂推過程中，觀察鋼桁梁在浮拖過程中的中心方向的調控，當鋼桁梁前端中心線偏差大于20 cm時，立即停止拖拉，利用浮拖船四角的電動錨機進行調整。5)當一切準備就緒后，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節點下搭設4個枕木垛(分別在兩側弦桿和縱梁下)，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程中形成一個整體。

7 結語

1)浮拖法與常規架設方法相比，封航時間短，極大緩解了航道交通阻塞的壓力，滿足了港航部門的要求。2)采用浮拖法架設鋼桁梁，安全可靠，投入機具少，方法簡單。3)頂推系統采用液壓千斤頂、夾軌器、滾動平車等，頂推利用夾持器夾持下滑道作為反力點，滾動平車代替滑船作為滑動支點等新工藝，取得了頂推浮拖平穩行走效果。