鄰近營(yíng)業(yè)線跨繁忙航道大跨度鋼桁梁無(wú)導(dǎo)梁縱移及橫移施工技術(shù)

鳳淼

摘要： 主要介紹新建滬通鐵路跨蘊(yùn)藻浜128m鋼桁梁，鄰近既有滬寧線跨蘊(yùn)藻浜航道進(jìn)行鋼桁梁無(wú)導(dǎo)梁縱移及橫移施工，對(duì)鋼桁架施工支架搭設(shè)、鋼桁梁拼裝、無(wú)導(dǎo)梁縱移及橫移就位施工工藝、施工的難點(diǎn)及安全注意事項(xiàng)等方面進(jìn)行了詳細(xì)的闡述，為類似工程施工提供一定參考。

Abstract： This paper mainly introduces non-guided beam longitudinal and transverse construction of 128m steel truss beam across Yunzaobang in Shanghai-Nantong railway， which is adjacent to the existing Shanghai-Nanjing railway line， and describes the construction technology， construction difficulties and safety precautions of steel truss construction support， steel truss beam assembly， non-guided beam longitudinal and transverse position in detail， which provides a certain reference for similar engineering construction.

關(guān)鍵詞： 蘊(yùn)藻浜；128m鋼桁架；無(wú)導(dǎo)梁縱移、橫移施工

Key words： Yunzaobang；128m steel truss beam；non-guided beam longitudinal and transverse construction

中圖分類號(hào)：U445 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1006-4311（2018）10-0145-03

1 工程簡(jiǎn)介

滬通鐵路蘊(yùn)藻浜I線特大橋位于既有滬寧鐵路北側(cè)，采用128m下承式鋼桁梁跨越上海市嘉定區(qū)蘊(yùn)藻浜III級(jí)航道，鋼桁梁與滬寧鐵路線路最近距離約22m，鋼桁梁主桁節(jié)間長(zhǎng)度16m，鋼桁梁總重2834.6t，最大桿件重量為47.142t，鋼桁梁主墩采用門式墩，主墩承臺(tái)均為矩形，鋼桁梁底部距通航水位凈空高度為7.5m。

2 施工難點(diǎn)及施工部署

2.1 工程施工難點(diǎn)

①128m鋼桁梁與既有滬寧線平行并且上跨蘊(yùn)藻浜航道，鋼桁梁支架及滑道總高7.91m，鋼梁桁高16m，總高度23.91m，施工鄰近繁忙鐵路干線既有滬寧線，鋼桁梁的高空組拼加大了施工難度，鋼桁梁桿件多，單根桿件最大重量約47t，重型機(jī)械吊裝施工難度大、安全風(fēng)險(xiǎn)高。

②大跨度鋼桁梁由于自重較大，前導(dǎo)梁與鋼桁梁之間的連接較難處理，而且施工成本較高，故采用無(wú)導(dǎo)梁法拖拉施工。無(wú)導(dǎo)梁法鋼桁梁跨航道縱移期間懸臂較大，對(duì)鋼桁梁主體結(jié)構(gòu)受力要求高，需對(duì)鋼桁梁撓度、桿件應(yīng)力、變形情況進(jìn)行分析研究。

2.2 施工部署

結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)工況條件，以及上海鐵路局和航道管理部門的相關(guān)要求，跨蘊(yùn)藻浜128m鋼桁梁采用拖拉橫移法組織實(shí)施，在距既有滬寧線北側(cè)30m處航道兩側(cè)搭設(shè)鋼管臨時(shí)支架并架設(shè)滑道梁，在蘊(yùn)藻浜上海端支架上拼裝鋼桁梁至成型，在滑道梁上采用兩臺(tái)200t連續(xù)千斤頂采用無(wú)導(dǎo)梁法縱向拖拉過(guò)河，再橫向拖拉滑移，將128m鋼桁梁橫移至設(shè)計(jì)位置，利用墩頂落梁支架及千斤頂頂起鋼桁梁拆除支架及滑道梁，進(jìn)行落梁就位施工。

3 支架系統(tǒng)設(shè)計(jì)

3.1 鋼桁梁縱移支架設(shè)計(jì)

鋼桁梁施工工期需要約4個(gè)月，航道管理部門要求施工期間必須預(yù)留28m通航凈寬度，經(jīng)充分計(jì)算研究的情況下采取蘊(yùn)藻浜航道東岸搭設(shè)拼裝支架，施工時(shí)，采用無(wú)導(dǎo)梁法分兩次縱向拖拉，一次橫向拖拉至設(shè)計(jì)位置。拼裝支架長(zhǎng)度為70m，支架立柱結(jié)構(gòu)全部為雙排？覫600*8鋼管和型鋼焊接而成，鋼管樁基入土深度為17m左右。支架頂部采用12mm厚鋼板及4根I56工字鋼作為橫梁，橫梁頂部安裝滑道梁?？v向支撐以水平支撐和橫向支撐相結(jié)合。縱向水平支撐和斜桿支撐以？覫273*6mm鋼管；以[20b槽鋼作橫向平聯(lián)和斜聯(lián)；所有桿件連接處均采用角焊縫滿焊。

水中縱向支架，主要布置在航道兩側(cè)主墩之間淺水區(qū)域，其結(jié)構(gòu)形式與陸地拼裝支架滑道相同。支架全部為兩排？覫600*8鋼管和型鋼焊接而成，鋼管入土深度為20m?？v向平聯(lián)為？覫273*6mm鋼管，斜聯(lián)采用？覫400*6mm鋼管；橫向支撐采用[20b槽鋼。

3.2 鋼桁梁橫移支架設(shè)計(jì)

鋼桁梁縱移結(jié)束后，桁架橋的重量全部轉(zhuǎn)移至橫移滑移支架，橫移支架設(shè)置在航道兩側(cè)主墩南側(cè)，支架立柱為四排？覫600*8鋼管，鋼管樁入土深度為20m。

3.3 滑道梁設(shè)計(jì)

滑道梁采用以I56型工字鋼及14mm厚Q345鋼板焊接而成（側(cè)面和工字鋼翼緣板間斷焊接）?；懒簲嗝鏋?100*1000矩形箱式，內(nèi)設(shè)豎向加勁腹板2道，分成三個(gè)箱式，滑道梁表面鋪設(shè)2mm厚不銹鋼板。

3.4 滑塊設(shè)計(jì)

該工程滑移裝置采用滑塊及2cm厚MGE板，在滑道梁上滑移?；瑝K設(shè)置在鋼桁梁受力最大且合理的位置，以鋼桁梁各節(jié)點(diǎn)為主要受力點(diǎn)。MGE板和鋼板接觸面涂潤(rùn)滑油后，摩擦系數(shù)0.016-0.03之間，抗壓強(qiáng)度60MPa。高度及線型調(diào)節(jié)采用橡膠支座墊板或硬雜木板設(shè)置在MGE滑板上防?；懒荷媳砻婧突褰佑|處鋪不銹鋼板，為保證其節(jié)點(diǎn)下的滑板在滑道梁上平穩(wěn)前進(jìn)，并在不銹鋼板頂面涂抹特殊的潤(rùn)滑劑。

4 鋼桁梁拼裝施工

鋼桁梁桿件在廠家集中加工制作完成后，再通過(guò)汽車運(yùn)輸至施工現(xiàn)場(chǎng)，拼裝時(shí)，鋼桁梁自上海端向南通端進(jìn)行拼裝，拼裝先后順序?yàn)橄认孪铱v向桿件、橫梁、小縱梁，后桁架腹桿（斜桿）、上弦縱向桿件、上橫梁、上平梁，骨架完成后再橋面板安裝，直至橋梁全部拼裝完成。由于鋼梁縱向跨度較大，現(xiàn)場(chǎng)采用分批安裝驗(yàn)收，分階段縱向拖拉滑移施工，由于本工程鄰近營(yíng)業(yè)線施工，采用吊機(jī)等設(shè)備吊裝鋼桁梁桿件時(shí)安全風(fēng)險(xiǎn)較大，因此通過(guò)綜合安全及經(jīng)濟(jì)比選，現(xiàn)場(chǎng)安裝兩臺(tái)80t龍門，進(jìn)行鋼桁梁的拼裝施工。

5 鋼桁梁縱移及橫移施工

5.1 鋼桁梁拖拉系統(tǒng)

拖拉系統(tǒng)采用2臺(tái)ZLD200連續(xù)千斤頂，2臺(tái)ZLDB200液壓泵站、1套ZLDK就地控柜以及電磁閥和高壓油管等配套設(shè)備?？紤]鋼桁梁重量為2834.6t， 按0.1的起動(dòng)摩阻系數(shù)和1.2的不均衡系數(shù)，則所需最大拉力為2836.4*0.1*1.2=3333.4kN， 牽引拉索采用鋼絞線柔性拉索，每個(gè)千斤頂采用16根直徑？準(zhǔn)15.24、強(qiáng)度等級(jí)為1860MPa鋼絞線，則實(shí)際最大拉力為1860*140*32*0.5=4166kN；鋼絞線及千斤頂配置滿足施工要求。

5.2 鋼桁梁無(wú)導(dǎo)梁拖拉施工

由于不設(shè)前導(dǎo)梁，鋼桁梁在跨跁藻浜拖拉前進(jìn)時(shí)，鋼桁梁前端最大懸臂為32m會(huì)產(chǎn)生下?lián)隙?，所以前支墩的下滑道暫不鋪設(shè)，在鋼桁梁拖拉進(jìn)入前端臨時(shí)支墩位置時(shí)停止拖拉，在臨時(shí)支墩用千斤頂頂起鋼桁梁，在鋼桁梁前端的梁底安裝下滑道。縱向拖拉滑移時(shí)，前錨布置固定在臨時(shí)支架平臺(tái)上不移動(dòng)，后錨為千斤頂固定端隨桁架橋的滑移而移動(dòng)。由于縱向拖拉為兩次進(jìn)行，因此，千斤頂?shù)腻^固點(diǎn)也分別為兩次布設(shè)。錨點(diǎn)縱向軸線為桁架桿件軸線內(nèi)偏980mm。

第一階段鋼桁梁縱移時(shí)，千斤頂錨點(diǎn)設(shè)置在鋼桁梁E8節(jié)點(diǎn)中橫梁和主桁架下弦桿連結(jié)板處，臨時(shí)增加一塊焊接鋼錨板作為連接板，連接板上所開(kāi)連結(jié)螺栓孔與鋼桁梁永久連接板螺栓孔對(duì)應(yīng)。鋼桁架第一次縱移時(shí)重量約1500t左右，拖拉力為150t左右。布置在E8節(jié)點(diǎn)的中橫梁的下弦鋼板上，每側(cè)布置5.6級(jí)？覫24螺栓連結(jié)固定，數(shù)量為16根。

鋼桁梁第二階段縱移時(shí)，千斤頂錨點(diǎn)設(shè)置在E0′節(jié)點(diǎn)端橫梁外側(cè)底部鋼板上，采用鋼板臨時(shí)焊接，施工完成后后切除錨點(diǎn)的臨時(shí)焊接鋼板。第二次縱移時(shí)鋼桁架重量較大，約2800t，拖拉力約300t。連接板設(shè)在E0節(jié)點(diǎn)支座鋼板處的N4鋼板上，采用螺栓連接固定。參照鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范螺栓連結(jié)計(jì)算，經(jīng)計(jì)算布置5.6級(jí)？覫24螺栓，每側(cè)布置24根。

5.3 鋼桁梁橫移施工

鋼桁梁采用兩臺(tái)連續(xù)千斤頂進(jìn)行橫移施工，每個(gè)千斤頂?shù)臋M向拖拉力按不超過(guò)2000kN考慮。橫向滑移時(shí)前后錨點(diǎn)布置同縱向相反，前錨點(diǎn)為移動(dòng)錨點(diǎn)，設(shè)置在端橫梁和支座E0′節(jié)點(diǎn)連結(jié)接頭部位的下方，同樣增加一塊臨時(shí)焊接鋼錨板用的連接板。鋼板上所開(kāi)連結(jié)螺栓孔需和桁架橋永久連接板孔對(duì)應(yīng)。后錨點(diǎn)為千斤頂固定端，設(shè)置在23#和24#墩墩頂（鄰近既有鐵路側(cè)）。為便于千斤頂錨板的固定，并能承受一定的反力，在墩頂預(yù)埋鋼板。

考慮在砼墩帽梁上，沒(méi)有前錨點(diǎn)和后錨點(diǎn)及鋼絞線等構(gòu)件的安裝和移動(dòng)空間，優(yōu)先采用200/300T千斤頂水平拖拉支座E0和E0′節(jié)點(diǎn)下支座加強(qiáng)鋼板和滑塊蓋板（滑靴板），但需在橫向滑道上另設(shè)反力座加強(qiáng)鋼板。橫向千斤頂行程控制在300-800mm范圍內(nèi)。

5.4 糾偏措施

鋼桁梁在縱移期間因各種原因會(huì)橫向偏位，偏轉(zhuǎn)力與滑道間的橫向?qū)挾瘸烧?，采用橫向糾偏裝置施加橫向力進(jìn)行糾偏。采用全站儀對(duì)對(duì)鋼梁縱移期間兩端位置及中軸線偏移情況進(jìn)行監(jiān)測(cè)，如主梁軸線偏位在2cm之內(nèi)，則由滑道擋邊及導(dǎo)向輪進(jìn)行糾偏，無(wú)需停機(jī)糾偏。如發(fā)現(xiàn)鋼桁梁產(chǎn)生較大偏位，應(yīng)立即停止縱移施工，采用側(cè)向千斤頂和導(dǎo)鏈進(jìn)行糾偏。必要時(shí)也可調(diào)節(jié)連續(xù)縱移滑移千斤頂?shù)睦骱屠?lái)控制和糾偏（用于偏差較大，大于30cm），確保鋼梁在直線上縱移前進(jìn)。

5.5 減小或消除蛙跳的技術(shù)措施

縱移期間經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)鋼梁跳躍式前進(jìn)的現(xiàn)象即為“蛙跳”，蛙跳情況使鋼梁結(jié)構(gòu)在跳躍的瞬間處于完全失控狀態(tài)，這對(duì)于施工安全及結(jié)構(gòu)安全來(lái)說(shuō)是十分不利的。通過(guò)分析，蛙跳現(xiàn)象主要與以下兩個(gè)因素有關(guān)：一是動(dòng)靜摩擦系數(shù)的差值，即差值愈大跳躍距離越遠(yuǎn)；二是縱移鋼絞線長(zhǎng)度有關(guān)，即縱移期間鋼絞線越長(zhǎng)、根數(shù)越少越容易產(chǎn)生蛙跳現(xiàn)象。因此，縱移前需在滑道梁不銹鋼板表面涂抹足夠的潤(rùn)滑油；在縱移前調(diào)整鋼絞線的最大縱移力及工作段長(zhǎng)度，以確保同步啟動(dòng)時(shí)鋼絞線能同時(shí)達(dá)到最大預(yù)定拉力。

6 落梁

落梁施工主要指鋼桁梁拼裝、縱移及橫移施工完成后，落于滑板及永久支座位置兩種工況。鋼桁架橋拼裝結(jié)束后，滑移之前，必須進(jìn)行一次整體落梁，落梁高度約200mm左右。縱移至預(yù)定位置后，頂升落梁拆除各縱移節(jié)點(diǎn)上的滑塊，修整替換橫向滑移滑塊，然后再橫向拖拉。橫向拖拉就位后，再次頂升落梁，拆除橫向滑移裝置，并對(duì)接支座鋼板就位落架。

落梁時(shí)，采用8個(gè)YDB500千斤頂同步頂起鋼梁50-300mm，取出滑塊，拆除橫向滑移的滑靴等有關(guān)限位裝置，調(diào)整安裝主墩頂永久支座。調(diào)整縱橫軸線、高程直至符合要求，將支座蓋板與桁架支承板用螺栓連結(jié)固定，然后再落架于支座墊石上，用灌漿料將支座預(yù)留孔灌滿，固定支座錨固螺栓。

7 結(jié)語(yǔ)

跨蘊(yùn)藻浜繁忙航道128m鋼桁梁施工環(huán)境復(fù)雜、鄰近營(yíng)業(yè)線吊裝作業(yè)難度大、不安全因素多，本次施工經(jīng)過(guò)科學(xué)籌劃、精心組織、合理安排，2016年9月順利完成了鋼桁梁無(wú)導(dǎo)梁法縱移及橫移施工。該工藝的順利實(shí)施證明了鄰近營(yíng)業(yè)線跨繁忙航道鋼桁梁施工采用無(wú)導(dǎo)梁縱移及橫移法架設(shè)方案是科學(xué)合理的，是能夠保證作業(yè)安全的。可為同類結(jié)構(gòu)施工作業(yè)提供了實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，應(yīng)用效果良好。

參考文獻(xiàn)：

[1]GB 50205—2001，鋼結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范[S].

[2]TZ 203—2008，客貨共線鐵路橋涵工程施工技術(shù)指南[S].

[3]GB 50661—2011， 鋼結(jié)構(gòu)焊接規(guī)范[S].

[4]GB 50755—2012 ，鋼結(jié)構(gòu)工程施工規(guī)范[S].

[5]周永興，何兆益，鄒毅松.路橋施工計(jì)算手冊(cè)[M].

[6]劉文武，張志才，范君.晉豫魯鐵路通道跨京廣線鋼桁梁拖拉法施工技術(shù)[J].鐵道建筑，2014（9）.