跨既有铁路钢桁梁拖拉施工技术分析陈昌安

跨既有铁路钢桁梁拖拉施工技术分析陈昌安

陈昌安

中铁四局集团第三建设有限公司天津300000

摘要：随着国家加大基础设施建设，交通路网快速发展，道路立交情况十分普遍，钢桁梁具有刚度大、跨越能力强、建筑高度较低、施工安装架设速度快等优点，是跨越城市道路、高速公路、铁路等大跨度桥梁比较理想的结构形式之一，而且不需要中断交通，在桥梁建设中十分常见。拖拉施工作为跨各等级公路、铁路钢桁梁最主要的施工方法，施工技术也在不断进步。本文结合具体的工程实例来分析了铁路钢桁梁拖拉施工技术。

关键词：跨既有铁路；钢桁梁；拖拉；施工技术；分析

1、工程简介

全线共包含单线（特）大桥3座，分别为：跨龙成专用线特大桥，桥长为2314.11m，含（40+64+40）m现浇梁及跨铁路门式墩；跨通岛路特大桥，桥长约为1.8km；跨管廊带大桥，桥长150m，含1-64m下承式钢桁梁。框架小桥5座、框架涵6座；新建车站2座、新建线路所1座；路基长度约6.8km。

2、总体施工方案

总体施工方案本桥采用拖拉架设法组织施工，在大桥台后路基上布置钢桁梁拼装场地，设置混凝土滑道，由人工配合龙门吊机进行钢桁梁拼装；拼装完成后通过特殊设计的起顶点起顶钢桁梁，在下弦杆安装上滑块。在铁路两侧设置临时支墩，上铺钢滑道。准备就绪后，利用两台100吨的千斤顶和钢绞线，按照平坡拖拉的方式，纵向拖拉钢桁梁，在主墩墩顶布置千斤顶，精确调整钢桁梁至设计位置，拆除上下滑道，落梁就位。

3、钢桁梁拼装

依据本工程的特点及现场实际情况，设置钢桁梁的存放和拼装场地，拼装场地分三个区，即运输区、存放区及拼装区。拼装场地布置充分考虑钢桁梁的拼装方便，在线路方向左侧设置钢桁梁存放场，钢桁梁存放按照拼装顺序，由线路的右向左逐步存放布置，以便于拼装过程中吊装方便。中间预留工作通道，并在预拼场设置零星材料存放场和螺栓配件库房，以便于相关材料的存放和使用。钢桁梁构件采用80t龙门吊吊装，沿路线中心拼装钢桁梁。龙门吊机安装钢桁梁构件运行稳定，辅助人工手段可确保钢桁梁空间杆件精确定位。

4、临时支墩设计

为保证钢桁梁拖拉过程中受力安全，在两侧设置1#、2#临时支墩。单个滑座下分配2排6根Φ630×8mm的钢管桩，横向间距2.25m，共设5排，桩顶分配梁和下滑道梁采用HN588的H型钢。钢桁梁在拖拉过程中产生的水平推力会使临时支墩产生较大的水平位移。

临时支墩顶滑道两侧布置了横向顶推反力架，用来调整钢桁梁横向偏位。在滑道前后各设置了一个监测点，在拖拉过程中随时进行监测。

5、滑道及滑座设计

整个钢桁梁拖拉滑道分为路基部分滑道和临时支墩滑道。路基部分滑道在既有路基面布置砼条形基础，并在条形基础顶面两个边角上预埋角钢，作为对滑道边角的保护，在角钢上焊接1cm钢板，钢板并通过打磨及抛光后作为下滑道的滑动面。

在钢桁梁每个下弦杆节点处，设置滑座，滑座采用焊接钢箱结构，与钢桁梁通过角钢吊挂在下弦杆上。每个滑座底板镶嵌4块MGE工程塑料合金重物平移滑块。MGE工程塑料合金自润滑性能及承载抗压性能优越，比聚四氟滑板PTFE具有更好的硬度，耐磨性，非常适合大吨位重载移梁作业。

6、钢桁梁拼装

钢桁梁拼装安装原则：从下至上，先下平面，后立面，尽快形成三角形稳定结构，然后安装上平面。拼装流程为：下弦杆→桥面系→（斜杆+上弦杆）→上平联→横联逐一拼装。

钢桁梁杆件采用80t龙门吊机拼装，拼装时按设计线形和预拱度要求调整垫块高程及中线，再进行下弦杆拼装，两侧下弦杆拼装完成后，安装正交异性桥面板。然后逐步进行斜杆、上弦杆及上平联、横联安装。由于斜腹杆、横联为空间杆件，拼装时采用龙门吊机主、副钩，同时门吊大车、天车配合纵、横移进行精确对位。每个节间拼装完成后，重新对钢桁梁的标高和偏位进行测量，对不符合要求的杆件进行调整，确保线形控制准确。

7、纵向拖拉技术

7.1、拖拉同步控制技术

由于钢桁梁重量大，拖拉距离长该系统包括：主控单元、总线通讯和现场控制单元的多级信息化控制系统。

主控单元采集主控操作指令，对整个系统的信号进行集中处理，两边桁设位移编码器直接连接在主控接口单元，用于两边桁拖拉过程中的同步控制。总线通讯分布在墩顶，含总线控制器、总线驱动器以及与连续千斤顶配套的千斤顶位移传感器、油泵压力传感器等信号采集元件。现场控制单元通过总线与主控计算机控制现场执行机构完成相应动作，同时采集现场数据，传回主控计算机，从而完成对设备状态的监控。

7.2、拖拉施工监控技术

钢桁梁在拖拉过程中，在前方桥墩上置放全站仪，在主梁端头两侧、主梁梁头和梁尾设置横向标尺，设专人全程监测中线、水平及挠度情况。指挥系统根据监测信息发出指令。拖拉时，钢梁中线对设计中线的偏移限度为±5cm，且两端不得偏向于设计中线的同一侧。在1#、2#临时支墩上各设置2个监测点，在拖拉施工时随时测量各支墩的沉降及位移变形情况，当沉降量影响钢桁梁纵移方向和杆件应力时及时采取措施进行调整。

7.3、拖拉施工过程纠偏技术

钢桁梁在长距离纵向拖拉过程中，存在滑道不平整、两侧滑道高差及两侧千斤顶拖拉力不均衡等多种误差，导致钢桁梁轴线会有一定偏位。因此，研究了拖拉过程中主动纠偏和被动纠偏技术。主动纠偏，即在路基滑道、支墩滑道上设置了活动导向装置，在钢桁梁拖拉运动中防止钢桁梁偏位。被动纠偏，即如果钢桁梁在拖拉过程中发生了明显偏位，在路基滑道和临时支墩滑道两侧均设置了横向顶反力钢座，采用横移千斤顶进行横向纠偏。

8、钢桁梁落梁就位控制技术

在主墩墩顶支座垫石两侧用枕木纵横交错叠成落梁支垛，层间以较薄的钢板调整高度同时增加支垛整体刚度。钢桁梁纵向拖拉就位后，采用4台带有一体化自动控制系统的650t液压千斤顶进行落梁，保证落梁的同步。千斤顶顶部设置保险箍，防止施顶期间因液压部件发生故障而突然下坠，同时设升程限位孔，防止活塞顶出过多造成拉缸。

顶落梁中，为适应支点水平位移，千斤顶底部设置MGE板垫座减小摩擦系数。顶落梁时，千斤顶有专人打保险箍，并在正式支座顶进行抄垫，将正式支座作为两个保险支垛。千斤顶起顶钢桁梁，抽出一层枕木垛，卸千斤顶，钢桁梁再次落到枕木垛上，倒换千斤顶循环此工序，直至梁体就位。

总而言之，钢桁梁桥跨越能力大，施工方便，速度快，在铁路建设中应用广。在跨越城市道路或高速公路时，通常采用拖拉施工的方法，本工程跨越繁忙的水官高速，横跨路面宽，且不能中断交通，搭设临时支墩的选择有限，施工极为困难。通过合理布设临时支墩，细化滑道设计，合理选择牵引方式及相关保障措施，确保拖拉施工的安全。

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