鋼梁浮拖施工技術的常見問題和策略探究

王彬

摘要：鋼梁浮拖在施工過程中常常因為計算的參數具有不準確定，導致鋼梁浮拖的穩(wěn)定性比較差，鋼梁浮拖不能承受較大的壓力，容易造成建筑物的倒塌，因此要采取一定的措施規(guī)避風險，提高鋼梁浮拖的穩(wěn)定性，使鋼梁浮拖的使用年限增長。本文就鋼梁浮拖施工技術中的一些問題進行了探討和分析，其中施工常見的技術問題主要是風力的計算問題和鋼梁施工中建筑物的穩(wěn)定性問題，并提出相應的解決方案和意見，以促進鋼梁拖動施工的順利進行和效率保障。

關鍵詞：鋼梁 浮拖施工 問題與策略

中圖分類號： TU74 文獻標識碼：A 文章編號1672-3791（2015）01（c）-0000-00

浮拖法是常見的一種水中鋼橋架設方法，其原理是通過縱向拖拉的方法使得經過組拼的鋼梁的一端超出橋臺、河岸膺架的高度，或者把另外一個跨橋的橋墩支撐在浮船的托架上，這樣鋼梁達到前一個孔就可以就位，優(yōu)越性在于用最少的設備、最少的原材料，以最簡易方便的途徑和施工操作，在最短的時間內完成施工計劃，使得通航的需要與施工的影響之間的矛盾得以解除，正常情況下，阻斷通航的時間僅僅三四個小時，做到架橋施工與船舶的通行兼不耽誤，可行性和方便性使其在橋梁施工中倍受青睞。不過在具體施工過程中，需要完成對風力的取值和橋梁建設的穩(wěn)定性進行準確的計算，以制定合理的施工方案。本文針對這兩個問題展開討論，以為鋼梁浮拖施工提出一些建設性的意見和建議，促進橋梁建設工程的發(fā)展。

1風力問題的探究與解決

在橋梁施工中，由于設計人員或施工人員經驗不足或計算錯誤導致施工方案的設計缺乏合理性的情況時有發(fā)生，最終導致施工進度受到影響，甚至出現不合格的工程，對此問題，筆者進行了分析和探討，發(fā)現在橋梁施工方案的設計中，風力計算是非常關鍵的一個內容，風力大小的測定和計算直接關系采取何種方案進行施工，是橋梁施工需要解決的第一個問題。

我國《鐵路橋涵施工規(guī)范》規(guī)定浮拖工作在風力低于五級的狀態(tài)下進行會更加順利，使得工程質量更加要保障。按照風力等級表的劃分原則，五級風的風度大約是10.7米/秒，此時的風力壓強為0.072kPa的水平，那么風荷的負載壓力大約是0.27kPa的樣子，其中需要考慮突發(fā)風的影響作用，要乘以風阻系數2，計算公式為

。

但實踐證明，如果完全照《施工規(guī)范》中的要求進行計算往往使風力的取值變大，通過查閱資料，發(fā)現資料中以七級風速計算時得到的風荷的負載壓力是五級風速的1.5倍，可見七級風速并不是施工的合適條件，因為在施工中，如果風速大于五級，就需要保證橋梁的穩(wěn)定性而增加浮船，浪費資源。

2穩(wěn)定性計算

為了保證鋼梁施工的正常，需要在施工前對以下幾個穩(wěn)定性參數進行計算和驗證。在施工時需要對鋼梁浮拖施工中的穩(wěn)定性加以控制，一般的，對穩(wěn)定性產生影響主要表現在以下幾個方面：一是鐵路的橫向風荷壓力會影響裝載了鋼梁的船體的穩(wěn)定性，二是鐵路的縱向風荷壓力會影響裝載了鋼梁的船體的穩(wěn)定性，三是鐵路的橫向風荷壓力會影響沒有裝載鋼梁的船體的穩(wěn)定性，四是鐵路的縱向風荷壓力會影響沒有裝載鋼梁的船體的穩(wěn)定性。

2.1計算鐵路的橫向風荷壓力對裝載了鋼梁的船體的穩(wěn)定性系數

為了方便穩(wěn)定性計算的解釋，筆者在文中以如泰運河大橋工程為研究對象，地面高程大約在2.07-5.52米之間，其通航水位約為1.3-3.1米之間，應航行要求，主跨是1-80米的有砼鋼梁，對其鋼梁浮拖施工時的穩(wěn)定性進行計算。

首先在風力等級為5級，風荷壓力為0.316的前提下完成鐵路的橫向風荷壓力會影響裝載了鋼梁的船體的穩(wěn)定性的計算。其中，

浮拖體的重心高度為

浮箱與浮箱組上表面的距離表示為

風力作用點的高度 米

橫向的慣性I=18×363/12=69984m4、排水體積961立方米，穩(wěn)心半徑為橫向的慣性與排水體積的比值為72.76米，由此得浮心間距與重心的距離為Y=h1-H0=9.68米；

接著計算傾覆力矩 ，

傾斜角 ，接著計算得最大傾斜角為 ，最大傾覆力矩為：

，最終得到穩(wěn)定系數 ，經過檢驗后發(fā)現，此施工條件滿足《施工規(guī)范》中對于穩(wěn)定系數大于2的要求，有利于提高施工的穩(wěn)定性。再以風力為7級為條件，以同樣的方法進行計算，可以得到穩(wěn)定系數為5，是滿足施工要求的。

接著分別在風力等級為5級和7級的條件下對鐵路的橫向風荷壓力會影響沒有裝載鋼梁的船體的穩(wěn)定性系數進行計算得到其穩(wěn)定系數為59，遠遠大于2，所以在實際工程施工中可以省去對它的檢驗；同等條件對鐵路的縱向風荷壓力會影響沒有裝載鋼梁的船體的穩(wěn)定性系數計算驗證。

2.2檢驗縱向風荷壓力對不裝載鋼梁船體穩(wěn)定性影響

風力等級為5級，風荷壓力為0.316kPa，垂直重心高度為3.4米，風力點高度為4.64米，則慣性矩為5491.6 m4，排水體積為111 m3（吃水為0.38米），大傾斜角為：

，最大傾斜角為 ，則經計算的穩(wěn)定系數為59.4，遠遠大于2，在施工中不需要檢驗。

2.3檢驗縱向風荷壓力對裝載鋼梁船體穩(wěn)定性影響

在施工中進行鋼梁浮拖時其后部是在岸上的，并牽有起制動作用的滑車，這就抵消了縱向風荷壓力，對裝鋼梁的船體沒有影響，同樣不需要在施工中檢驗其穩(wěn)定性影響。

2.4檢驗鐵路縱向水的阻力對裝載有鋼梁的船體的穩(wěn)定性影響

首先，水流的阻力 ，其中t表示摩擦因數，s為船只浸在水中的面積， 為阻力系數，方頭船的阻力系數為10，流線型船的阻力系數為5，F為船浸入水中的船那一部分與水流方向垂直的投影面積，V為船相對于水的速度。水流阻力力矩為：

縱向慣性矩為I=5491.6m4、排水體積277立方米，浮心間距與重心的距離為Y=15.35米；傾斜角為 ，最大傾斜角 ，則經計算得到穩(wěn)定系數為4.2，大于2，可見水流阻力對于裝載了鋼梁的船體有一定的影響，具體來說，施工可以通過改變的船只的組合方式來調整慣性矩。

3結束語

通過上文的計算和分析，可以發(fā)現鋼梁浮拖施工時對船只產生影響的因素主要以風荷壓力對鋼梁船體的穩(wěn)定性和鐵路縱向水的阻力對裝載有鋼梁的船體的穩(wěn)定性的影響最明顯，在施工前以合理的風力為條件，對穩(wěn)定系系數進行合理的計算和調整是很有必要的。

參考文獻

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