拖拉法及橫向移動(dòng)施工工藝在鋼梁架設(shè)中的應(yīng)用

李孟輝，於 波，周洪利

（1.中國(guó)水利水電第十四工程局有限公司，云南 昆明 650041；2.中國(guó)電建集團(tuán)國(guó)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(zhǎng)線項(xiàng)目（以下簡(jiǎn)稱西玻項(xiàng)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(xiàng)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(fù)雜，經(jīng)分析論證，該座橋梁采用拖拉法、橫向移動(dòng)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(jiǎn)支鋼桁架構(gòu)成。鋼梁跨徑布置為52.25+92.75（145m連續(xù)梁）以及40m簡(jiǎn)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(chǎng)進(jìn)行焊接，進(jìn)而進(jìn)行拖拉作業(yè)。拖拉工藝主要包括軌道系統(tǒng)安裝、臨時(shí)支撐系統(tǒng)安裝、導(dǎo)梁安裝、動(dòng)力拖拉系統(tǒng)安裝與調(diào)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(dòng)，架梁提升車自帶千斤頂，根據(jù)鋼梁的預(yù)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(tái)座上，傳輸軌道兩側(cè)每隔3m安裝兩根橫向支撐桿以防止軌道滑動(dòng)。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(shè)置架梁提升車,每臺(tái)提升車設(shè)置12m長(zhǎng)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(shí)支撐安裝

鋼梁焊接加工平臺(tái)（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(shí)支撐鋼架，支撐鋼架用錨栓固定在橋墩，待鋼梁架設(shè)到位后需拆除臨時(shí)支撐并將鋼梁降落至橋墩平臺(tái)。臨時(shí)支撐鋼架頂部布置豎向千斤頂及臨時(shí)滾輪。

2.3 導(dǎo)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(dǎo)梁，以使導(dǎo)梁先行到達(dá)下一橋墩的臨時(shí)支撐。

鋼導(dǎo)梁為變截面工字鋼桁架梁，由兩條主桁架加連接桿組成，長(zhǎng)25m，重量為33t，與鋼梁采用焊接的方式連接。鋼導(dǎo)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(dǎo)梁底面設(shè)置成斜坡，以便鋼導(dǎo)梁能順利達(dá)到臨時(shí)支撐系統(tǒng)。

2.4 動(dòng)力拖拉系統(tǒng)安裝與調(diào)試

2.4.1 動(dòng)力拖拉系統(tǒng)安裝

動(dòng)力拖拉系統(tǒng)是由2臺(tái)動(dòng)力千斤頂、泵站、預(yù)應(yīng)力鋼絞線、主控臺(tái)及電路形成的閉合控制系統(tǒng)，動(dòng)力拖拉系統(tǒng)是機(jī)電液一體化控制設(shè)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(shè)備用行程開關(guān)作為動(dòng)力千斤頂?shù)膭?dòng)作傳感元件，它將動(dòng)力千斤頂活塞的位置信號(hào)傳遞給主控臺(tái)及泵站，主控臺(tái)將相應(yīng)信號(hào)傳送給泵站，泵站通過電磁閥控制相應(yīng)的動(dòng)力千斤頂。

在鋼梁端部的橋臺(tái)位置安裝臨時(shí)支撐系統(tǒng)及動(dòng)力拖拉系統(tǒng)（單臺(tái)動(dòng)力千斤頂最大頂升力為500t），如圖2。在鋼梁尾部安裝預(yù)應(yīng)力鋼絞線錨固板，并固定鋼絞線一段，鋼絞線另一端穿入動(dòng)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(diào)試

動(dòng)力拖拉系統(tǒng)安裝完成后，應(yīng)首先進(jìn)行空載試驗(yàn)，依次調(diào)試架梁提升車千斤頂頂升、停止、頂回、停止等動(dòng)作，以檢查設(shè)備是否正常工作。液壓系統(tǒng)空運(yùn)轉(zhuǎn)，全行程往復(fù)運(yùn)行5次以上觀察。

試驗(yàn)完成后即可進(jìn)行鋼絞線穿束工作。調(diào)節(jié)溢流閥，在較低壓力下進(jìn)行穿束，完成穿束后需恢復(fù)系統(tǒng)壓力。穿束工作由單機(jī)進(jìn)行，按下千斤頂操作平臺(tái)的加壓閥和回壓閥，即可進(jìn)行穿束，穿束時(shí)鋼絞線不得交叉、扭結(jié)，完成后復(fù)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(cè)限）標(biāo)示圖

控制系統(tǒng)意在監(jiān)測(cè)和控制鋼梁在拖拉行進(jìn)過程中左右方向不發(fā)生偏移，在垂直方向控制鋼梁的設(shè)計(jì)線型。控制系統(tǒng)包括中線限位裝置（側(cè)限）和標(biāo)高控制裝置。在鋼梁中線位置兩側(cè)設(shè)置中線限位裝置（側(cè)限），如下圖3示。安裝架梁提升車時(shí)則按照鋼梁的設(shè)計(jì)線型調(diào)整架梁提升車的千斤頂，使其在頂升時(shí)保證鋼梁設(shè)計(jì)線型。在每個(gè)臨時(shí)支撐上布置豎向千斤頂作為臨時(shí)滾輪的支撐，架設(shè)過程中作為調(diào)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(yīng)進(jìn)行懸臂后各工況受力分析計(jì)算，如出現(xiàn)不平衡時(shí)在鋼梁末端進(jìn)行壓重。

在拖拉前實(shí)施全面檢查，各臨時(shí)墩設(shè)立水準(zhǔn)點(diǎn)以便觀測(cè)沉降，鋼絞線實(shí)施預(yù)拉，電路完好，通訊設(shè)備正常，操作人員到位，跟蹤監(jiān)測(cè)人員到位，拖拉工況拉力計(jì)算完成。各點(diǎn)拖拉力基本按設(shè)計(jì)控制，摩阻系數(shù)按6.6%計(jì)算。

鋼梁拖拉時(shí)，架梁提升車和臨時(shí)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(shí)調(diào)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(shí)及時(shí)調(diào)整滑動(dòng)小車和滾輪的豎向千斤頂。

鋼梁拖拉過程中，測(cè)量人員跟蹤監(jiān)測(cè)鋼梁在各墩臨時(shí)支撐的偏位、梁體中心線位置及梁體前端頂面標(biāo)高，當(dāng)中心線偏移時(shí)，及時(shí)利用側(cè)向千斤調(diào)整。在拖拉過程中觀測(cè)梁體瞬間偏位，一旦發(fā)生瞬間偏位超過設(shè)計(jì)值需立即停止施力，重新調(diào)整后再拖拉。

3 落梁和橫向移動(dòng)施工工藝

3.1 落梁

鋼梁在拖動(dòng)過程中，底板至支座凈距為5.34m，鋼梁縱向拖動(dòng)到位后需把鋼梁下降至支座位置。鋼梁架設(shè)到位后拆除導(dǎo)梁，并在兩端橋臺(tái)（墩）進(jìn)行臨時(shí)固定。鋼梁降落采用液壓千斤頂+枕木墊塊+拆除臨時(shí)支撐方案，具體實(shí)施工藝為在每一座橋墩（臺(tái)）上焊接液壓千斤頂龍門架結(jié)構(gòu)，根據(jù)鋼梁的受力情況，在每一座橋墩（臺(tái)）上安裝不同提升力的液壓千斤頂，進(jìn)而對(duì)千斤頂進(jìn)行空轉(zhuǎn)及同步操作調(diào)試。通過鋼絞線將裝有錨固設(shè)施個(gè)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(shí)支撐予以拆除。臨時(shí)支撐拆除后，為確保鋼梁穩(wěn)定性，在橋墩（臺(tái)）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(dāng)鋼梁下降至距離墩臺(tái)1.27m時(shí)停止下降。

圖4 千斤頂、龍門架布置圖

圖5 橫向移動(dòng)滑動(dòng)小車和軌道布置圖

在每座橋墩（臺(tái)）頂部安裝軌道和2臺(tái)滑動(dòng)小車?；瑒?dòng)小車與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(dòng)小車用螺栓進(jìn)行連接。鋼梁和滑動(dòng)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(dòng)

鋼梁下落完成，需要進(jìn)行如圖5所示的橫向移動(dòng)。因此在橋墩（臺(tái)）頂部安裝橫向軌道和滑動(dòng)小車（可參考上文）。在軌道上安裝頂推液壓千斤頂（每個(gè)滑動(dòng)小車連接一臺(tái)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(dòng)橋梁過程中，始終控制千斤頂頂進(jìn)速度，始終監(jiān)測(cè)偏移誤差，直到橫向移動(dòng)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(jié)語

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