拖拉法及橫向移動施工工藝在鋼梁架設中的應用

李孟輝，於 波，周洪利

（1.中國水利水電第十四工程局有限公司，云南 昆明 650041；2.中國電建集團國際工程有限公司，北京 100048）

1 工程概況

2 拖拉法施工工藝

西蒙玻利瓦爾大道延長線項目（以下簡稱西玻項目）位于厄瓜多爾首都基多市北部約30km，是通往基多城區(qū)重要的交通通道。該項目中2座鋼梁采用拖拉法施工，其中Vallorita鋼橋施工難度大、施工工藝復雜，經(jīng)分析論證，該座橋梁采用拖拉法、橫向移動及落梁等綜合工藝施工。

該橋梁全寬23.6m，雙向4車道，跨度185m，由2跨組成：第1跨跨度145m，為連續(xù)鋼箱梁，第2跨跨度40m，由簡支鋼桁架構成。鋼梁跨徑布置為52.25+92.75（145m連續(xù)梁）以及40m簡支梁，橋梁與溝壑交角為63°。第一跨鋼梁由4榀鋼箱梁拼焊而成，由兩榀為一聯(lián)（每聯(lián)重650t），分2次拖拉施工。

該鋼梁在施工現(xiàn)場進行焊接，進而進行拖拉作業(yè)。拖拉工藝主要包括軌道系統(tǒng)安裝、臨時支撐系統(tǒng)安裝、導梁安裝、動力拖拉系統(tǒng)安裝與調試、控制系統(tǒng)安裝、拖拉作業(yè)等流程。

2.1 軌道系統(tǒng)安裝

軌道系統(tǒng)主要包括傳輸軌道和架梁提升車，傳輸軌道用于架梁提升車水平移動，架梁提升車自帶千斤頂，根據(jù)鋼梁的預拱度確定千斤頂高度及鋼梁提升高度。

傳輸軌道按照在鋼梁底部，采用錨釘固定于承梁臺座上，傳輸軌道兩側每隔3m安裝兩根橫向支撐桿以防止軌道滑動。軌道固定完成后，根據(jù)鋼梁的重力及受力情況，以及架梁提升車的最大可承載力，不等間距設置架梁提升車,每臺提升車設置12m長的傳輸軌道。架梁提升車采用螺栓與鋼梁連接牢固。

圖1 鋼梁第一跨橫斷面圖

2.2 臨時支撐安裝

鋼梁焊接加工平臺（或鋼梁置于架梁提升車后）高程較橋墩頂部高出一段距離，鋼梁底部較橋墩頂部高出5.34m，需在橋墩位置上安裝臨時支撐鋼架，支撐鋼架用錨栓固定在橋墩，待鋼梁架設到位后需拆除臨時支撐并將鋼梁降落至橋墩平臺。臨時支撐鋼架頂部布置豎向千斤頂及臨時滾輪。

2.3 導梁安裝

由于鋼梁跨度較大，鋼梁在拖拉過程中存在較大撓度，因此安裝導梁，以使導梁先行到達下一橋墩的臨時支撐。

鋼導梁為變截面工字鋼桁架梁，由兩條主桁架加連接桿組成，長25m，重量為33t，與鋼梁采用焊接的方式連接。鋼導梁共分3節(jié)，每節(jié)主梁間采用焊接的方式連接，拉桿采用螺栓連接，以利制造和拼裝拆除。導梁底面設置成斜坡，以便鋼導梁能順利達到臨時支撐系統(tǒng)。

2.4 動力拖拉系統(tǒng)安裝與調試

2.4.1 動力拖拉系統(tǒng)安裝

動力拖拉系統(tǒng)是由2臺動力千斤頂、泵站、預應力鋼絞線、主控臺及電路形成的閉合控制系統(tǒng)，動力拖拉系統(tǒng)是機電液一體化控制設備，工作過程主要是通過電氣控制來完成，控制及顯示均在電腦上操作完成。主要原理為該設備用行程開關作為動力千斤頂?shù)膭幼鱾鞲性?，它將動力千斤頂活塞的位置信號傳遞給主控臺及泵站，主控臺將相應信號傳送給泵站，泵站通過電磁閥控制相應的動力千斤頂。

在鋼梁端部的橋臺位置安裝臨時支撐系統(tǒng)及動力拖拉系統(tǒng)（單臺動力千斤頂最大頂升力為500t），如圖2。在鋼梁尾部安裝預應力鋼絞線錨固板，并固定鋼絞線一段，鋼絞線另一端穿入動力千斤頂，利用千斤頂?shù)捻斏埨摻g線反作用力于鋼梁，使其緩慢水平前移。

2.4.2 拖拉系統(tǒng)調試

動力拖拉系統(tǒng)安裝完成后，應首先進行空載試驗，依次調試架梁提升車千斤頂頂升、停止、頂回、停止等動作，以檢查設備是否正常工作。液壓系統(tǒng)空運轉，全行程往復運行5次以上觀察。

試驗完成后即可進行鋼絞線穿束工作。調節(jié)溢流閥，在較低壓力下進行穿束，完成穿束后需恢復系統(tǒng)壓力。穿束工作由單機進行，按下千斤頂操作平臺的加壓閥和回壓閥，即可進行穿束，穿束時鋼絞線不得交叉、扭結，完成后復按下加壓閥和回壓閥按鈕，將鋼絞線錨固。

2.5 控制系統(tǒng)安裝

圖3 中線限位裝置（側限）標示圖

控制系統(tǒng)意在監(jiān)測和控制鋼梁在拖拉行進過程中左右方向不發(fā)生偏移，在垂直方向控制鋼梁的設計線型?？刂葡到y(tǒng)包括中線限位裝置（側限）和標高控制裝置。在鋼梁中線位置兩側設置中線限位裝置（側限），如下圖3示。安裝架梁提升車時則按照鋼梁的設計線型調整架梁提升車的千斤頂，使其在頂升時保證鋼梁設計線型。在每個臨時支撐上布置豎向千斤頂作為臨時滾輪的支撐，架設過程中作為調整鋼梁線型的備用裝置。

2.6 拖拉作業(yè)

在傳輸軌道及架梁提升車安裝固定后，根據(jù)鋼梁的線型頂升架梁提升車附帶的千斤頂，撤除鋼梁下枕木。初始拖拉前應進行懸臂后各工況受力分析計算，如出現(xiàn)不平衡時在鋼梁末端進行壓重。

在拖拉前實施全面檢查，各臨時墩設立水準點以便觀測沉降，鋼絞線實施預拉，電路完好，通訊設備正常，操作人員到位，跟蹤監(jiān)測人員到位，拖拉工況拉力計算完成。各點拖拉力基本按設計控制，摩阻系數(shù)按6.6%計算。

鋼梁拖拉時，架梁提升車和臨時支撐的滾輪控制非常重要，為保證鋼梁要平穩(wěn)安全拖拉，滾輪必須緊貼著鋼梁底板，通過在滾輪底部安裝液壓千斤頂，可隨時調整滾輪高程的方式保證滾輪與鋼梁底板始終接觸。鋼箱梁與架梁提升車間不得脫空。出現(xiàn)脫空現(xiàn)象時及時調整滑動小車和滾輪的豎向千斤頂。

鋼梁拖拉過程中，測量人員跟蹤監(jiān)測鋼梁在各墩臨時支撐的偏位、梁體中心線位置及梁體前端頂面標高，當中心線偏移時，及時利用側向千斤調整。在拖拉過程中觀測梁體瞬間偏位，一旦發(fā)生瞬間偏位超過設計值需立即停止施力，重新調整后再拖拉。

3 落梁和橫向移動施工工藝

3.1 落梁

鋼梁在拖動過程中，底板至支座凈距為5.34m，鋼梁縱向拖動到位后需把鋼梁下降至支座位置。鋼梁架設到位后拆除導梁，并在兩端橋臺（墩）進行臨時固定。鋼梁降落采用液壓千斤頂+枕木墊塊+拆除臨時支撐方案，具體實施工藝為在每一座橋墩（臺）上焊接液壓千斤頂龍門架結構，根據(jù)鋼梁的受力情況，在每一座橋墩（臺）上安裝不同提升力的液壓千斤頂，進而對千斤頂進行空轉及同步操作調試。通過鋼絞線將裝有錨固設施個鋼梁和千斤頂連接起來，同步收緊鋼絞線，并緩慢將鋼梁提升10cm高度，然后采用吊車配合人工分塊拆除的方式將臨時支撐予以拆除。臨時支撐拆除后，為確保鋼梁穩(wěn)定性，在橋墩（臺）頂部放置枕木墊塊配合千斤頂承載鋼梁重量。之后，抽離枕木墊塊墊木，液壓千斤頂開始同步放張鋼絞線，使鋼梁緩緩下降，當鋼梁下降至距離墩臺1.27m時停止下降。

圖4 千斤頂、龍門架布置圖

圖5 橫向移動滑動小車和軌道布置圖

在每座橋墩（臺）頂部安裝軌道和2臺滑動小車?；瑒有≤嚺c鋼梁之間采用鋼板加橡膠墊的方式找平，將鋼梁、鋼板和滑動小車用螺栓進行連接。鋼梁和滑動小車錨固后，液壓千斤頂開始緩緩放張鋼絞線，直到鋼絞線不在承受鋼梁重量，開始拆除鋼絞線、千斤頂和龍門架，完成落梁工作。

3.2 鋼梁橫向移動

鋼梁下落完成，需要進行如圖5所示的橫向移動。因此在橋墩（臺）頂部安裝橫向軌道和滑動小車（可參考上文）。在軌道上安裝頂推液壓千斤頂（每個滑動小車連接一臺液壓千斤頂，千斤頂最大行程為1.5m，最大頂升力25t）。在橫向移動橋梁過程中，始終控制千斤頂頂進速度，始終監(jiān)測偏移誤差，直到橫向移動至指定位置。最后采用千斤頂加墊塊方案，完成最終落梁。

4 結語

文中所述項目橋梁的位置具有獨特特點，增加了高度較高的落梁工作以及橫向移動，該項目通過文中所述的拖拉法及橫向移動施工工藝的實踐，順利地將鋼梁架設到位，既保證了項目的施工安全，提高了施工效率和節(jié)省了建設成本，具有一定的借鑒意義。