大懸臂鋼桁梁拖拉施工糾偏技術(shù)研究

張京京

摘 要：伴隨著我國高速鐵路迅速發(fā)展的需要，鋼桁梁橋在近十年里取得了重大突破和發(fā)展，有著廣闊的前景。本文主要進行1-96m單線簡支鋼桁梁橋的糾偏技術(shù)研究，在傳統(tǒng)糾偏技術(shù)的基礎(chǔ)上，針對鋼桁梁大懸臂狀態(tài)下拖拉施工，利用極坐標(biāo)法同步測量及滾軸式限位滑輪糾偏系統(tǒng)同步糾偏技術(shù)，結(jié)合現(xiàn)場實際詳細(xì)介紹大懸臂鋼桁梁拖拉施工糾偏技術(shù)。

關(guān)鍵詞：大懸臂;鋼桁梁;拖拉施工;極坐標(biāo)法;滾軸式限位滑輪;糾偏

0 引言

隨著我國高速鐵路的快速發(fā)展，鋼桁梁結(jié)構(gòu)由于具有跨度大、承載能力強、結(jié)構(gòu)輕巧簡潔等特點而被廣泛應(yīng)用?，F(xiàn)行的鋼桁梁拖拉施工由于預(yù)拼到就位行程較大，拖拉或頂進過程中極易造成雙側(cè)受力不均勻，造成梁體出現(xiàn)偏移軸線的問題，鋼桁梁軸線偏差較大，極易造成支架體系集中受力，是梁體行走過程中支架傾斜或倒塌的主要原因，且鋼桁梁軸線控制不到位，易造成導(dǎo)梁上墩后偏移出滑道，調(diào)整困難?，F(xiàn)行拖拉施工中軸線控制工法多為采用在梁體端部、中部及尾部設(shè)測量點，梁體行走過程中測量梁體實時位置，反推梁體軸線位置。但梁體行走為連續(xù)過程，坐標(biāo)測量完成后需通過后續(xù)計算，才能判斷梁體軸線偏移情況，時效性不強，測量完成后，至測量成果完成期間，梁體狀態(tài)不可控，數(shù)據(jù)不能夠?qū)崟r反映梁體狀態(tài)，對軸線調(diào)節(jié)指導(dǎo)性普遍滯后，且梁體橫向糾偏需在測量成果出具后，停止拖拉施工進行糾偏，影響拖拉工效。為解決軸線控制這一技術(shù)難題，降低梁體軸線控制難度，實現(xiàn)行走過程中軸線控制實時性，本文對大懸臂鋼桁梁拖拉施工橫向糾偏技術(shù)研究，制定經(jīng)濟合理、切實可行的施工方案保證大懸臂鋼桁梁拖拉施工軸線精確度。

1 工程概況

濰萊青榮下行聯(lián)絡(luò)線跨青榮鐵路特大橋58#-59#墩為1-96m單線簡支鋼桁梁，主桁采用無豎桿三角桁，橋梁跨徑為96 m，橋梁寬度為12.65 m，桁高12.3 m，節(jié)間長度12 m。斜交上跨既有青榮鐵路，線路坡度-21.1‰。兩端引線為現(xiàn)澆鋼筋混凝土梁橋，拖拉施工時，配備48 m導(dǎo)梁，全長144 m，拖拉總重達(dá)2 500 t，拖拉過程中最大懸臂96 m。

2 鋼桁梁橫向糾偏技術(shù)

2.1 極坐標(biāo)系法同步測量

在鋼桁梁每一個節(jié)間位置安裝反射貼片，用于全站儀實時觀測數(shù)據(jù)，利用極坐標(biāo)系的方法，定義鋼桁梁一側(cè)軸線為X軸，垂直軸線為Y軸。原點設(shè)置在鋼桁梁尾部軸線上。然后反推既有控制點的極坐標(biāo)。梁體行走過程中，利用全站儀測量數(shù)據(jù)，測量成果中X軸數(shù)據(jù)為梁體行走距離，Y軸數(shù)據(jù)為梁體實時軸線橫向偏移量，通過此技術(shù)，能夠解決鋼桁梁拖拉軸線偏移實時測量及出具行走量成果數(shù)據(jù)的問題。

（1）施工準(zhǔn)備?，F(xiàn)場具備拖拉條件，全站儀觀測范圍內(nèi)無遮擋物，測量人員提前確認(rèn)既有控制點的精密度是否在允許范圍內(nèi)。調(diào)試全站儀的精密度，并保證全站儀具有備用電池，防止長時間的測量導(dǎo)致電量過低無法觀測。

（2）極坐標(biāo)計算。利用CAD軟件在圖中畫出鋼桁梁軸線位置，然后定義極坐標(biāo)系，并定義平行于鋼桁梁一側(cè)軸線位置的一條線為X軸，體現(xiàn)鋼桁梁拖拉的行進距離。垂直于軸線的一條線為Y軸，體現(xiàn)鋼桁梁的左右偏移量。定義一個原點（0，0），反推出兩個既有控制點的極坐標(biāo)。（如下圖所示）

（3）反射貼片布設(shè)。在鋼桁梁一側(cè)節(jié)間位置布設(shè)反射片，用于全站儀實時觀測數(shù)據(jù)使用（反射片水平方向布置，可同步監(jiān)測梁體撓度情況）。

（4）全站儀架設(shè)。事先準(zhǔn)備好兩臺全站儀，控制點極坐標(biāo)提前輸入全站儀內(nèi)，建站。為避免全站儀與反射片角度較大時導(dǎo)致數(shù)據(jù)采集不上，全站儀在面對鋼桁梁側(cè)面一前一后錯開架設(shè)，保證所有時段至少一臺全站儀能夠采集數(shù)據(jù)。

（5）采集初始坐標(biāo)。全站儀架設(shè)完畢后，測存鋼桁梁側(cè)面反射貼片初始坐標(biāo)，并記錄在表格上。與設(shè)計初始值比對，獲取鋼桁梁未拖拉前軸線偏移量?？筛鶕?jù)偏移量在拖拉開始時進行糾偏。

（6）拖拉過程控制觀測。在拖拉開始后，全站儀測量模式調(diào)整為跟蹤觀測，測量人員隨時調(diào)整儀器測量位置，從前往后依次采集數(shù)據(jù)，并把偏移量及行走距離通過對講機通報給拖拉組，及時進行糾偏。拖拉過程中記錄每組數(shù)據(jù)用于后期觀測數(shù)據(jù)變化曲線。在觀測時應(yīng)重點關(guān)注鋼桁梁首尾兩處的反射片，加大觀測頻次。這兩處為軸線偏移量最大的兩組值，及時觀測并通知拖拉組進行糾偏。

（7）拖拉就位。在拖拉就位之前應(yīng)加大觀測頻次以及降低拖拉速度。此時為精確定位拖拉位置，測量組、拖拉組應(yīng)密切關(guān)注鋼桁梁軸線偏移量及時調(diào)整。

2.2 滾軸式限位滑輪糾偏系統(tǒng)同步糾偏

為減小鋼桁梁拖拉施工摩擦力，于鋼桁梁每一個節(jié)間位置布設(shè)滑塊，鋼桁梁拖拉滑移塊采用鋼板焊接而成，拖拉施工時，滑塊跟隨梁體同步行走。采用50 t液壓千斤頂與滑塊連接為一體，并將千斤頂前端活塞改進為滾軸式限位滑輪，利用千斤頂出頂時與滑道梁產(chǎn)生的反作用力進行橫向糾偏。通過此技術(shù)，能夠解決鋼桁梁拖拉施工實時進行橫向糾偏的問題。

（1）縱向距離控制。采用計算機液壓同步控制系統(tǒng)，保證各個千斤頂?shù)奈灰葡嗟?，對平移的實時距離進行測量，當(dāng)移位至離設(shè)計位置剩余約0.2 m時，把移位的速度降至1 cm/分鐘，當(dāng)離移位距離還剩2 cm時停止移位，對移位的距離進行測量復(fù)核，若測量的移位距離誤差在允許范圍內(nèi)，停止移位;若超過移位的允許誤差，繼續(xù)拖拉直至鋼桁梁到達(dá)設(shè)計位置。

（2）橫向糾偏控制。在鋼桁梁拖拉過程中為了控制橫向軸線偏位，需要設(shè)置橫向糾偏系統(tǒng)，橫向糾偏系統(tǒng)采用50 t液壓千斤頂，千斤頂裝置與滑塊連接為一體，千斤頂前端活塞為外螺紋，滾輪套筒采用內(nèi)螺紋，兩者旋緊連接，依靠千斤頂?shù)捻斶M實現(xiàn)滾輪橫向頂壓滑道梁達(dá)到橫向糾偏的目的，同時滾輪的設(shè)置能保持滑塊順利滑動。

3 結(jié)論

根據(jù)濰萊青榮下行聯(lián)絡(luò)線跨青榮鐵路特大橋1-96m單線簡支鋼桁梁的設(shè)計要求以及現(xiàn)場條件，結(jié)合路局針對營業(yè)線管理的相關(guān)規(guī)定，通過對測量技術(shù)及同步糾偏系統(tǒng)等的詳細(xì)研究，確定了該處鋼桁梁切實可行的大懸臂狀態(tài)下糾偏施工技術(shù)，不僅保證了施工過程的軸線精確度控制，而且保證了既有高速鐵路的運營安全。

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