1 概況
廣珠鐵路復(fù)工工程跨廣清高速公路特大橋?yàn)殡p線鐵路橋,全長747.64m,與廣清高速公路107º斜交。主橋?yàn)?孔80m的鋼桁梁結(jié)構(gòu),為無豎桿整體節(jié)點(diǎn)平行弦三角桁架下承式鋼桁結(jié)合梁。橋面布置采用兩片主桁,主桁中心距為11.8m,桁高11.6m,節(jié)間長度為10m,主桁為無豎桿N形桁架,上、下弦桿件截面為箱型截面,其它桿件為H形截面,主桁桿件為工地M30高強(qiáng)度螺栓連接。鋼梁自重1022t,最大桿件重量18.5t。
2 總體方案概述
雙線鋼桁梁自重較大,前導(dǎo)梁的設(shè)計(jì)、受力計(jì)算較為復(fù)雜,前導(dǎo)梁與鋼桁梁之間的連接較難處理,而且導(dǎo)致前導(dǎo)梁的結(jié)構(gòu)龐大,施工成本較高,故采用無導(dǎo)梁拖拉法架設(shè)鋼桁梁。利用橋臺(tái)臨時(shí)支架及橋臺(tái)后路基作為拼裝場地進(jìn)行鋼梁拼裝作業(yè),采用人工配合吊機(jī)的方式拼裝鋼梁;拼裝完成后通過特殊設(shè)計(jì)的起頂點(diǎn)起頂鋼梁,安裝上下滑道設(shè)施,利用2臺(tái)10t的卷揚(yáng)機(jī)通過2臺(tái)3門走5的滑輪組,按照平坡拖拉的方式,拖拉鋼梁縱向移動(dòng)至鋼梁設(shè)計(jì)位置,利用墩頂?shù)恼{(diào)位設(shè)施,調(diào)整鋼梁至設(shè)計(jì)位置,利用墩頂?shù)呐R時(shí)落梁設(shè)施,起頂鋼梁,拆除上下滑道,落梁就位,然后施工橋面系和拆除臨時(shí)支墩。拖拉采用滾軸滑道的方式,上滑道布置在鋼桁梁的各個(gè)下弦節(jié)點(diǎn),下滑道在支墩及相關(guān)路基上通長布置。
圖1:拖拉鋼梁施工示意圖
3 主要施工工藝流程及要點(diǎn)
3.1鋼桁梁拼裝
鋼桁梁的拼裝場地設(shè)在橋臺(tái)臨時(shí)支架和臺(tái)后路基之上,在橋臺(tái)臨時(shí)支架鋼管樁施工完成后,施工縱橫分配梁和下滑道,與路基本體部分的下滑道同時(shí)完成,路基部分下滑道采用C30混凝土條形基礎(chǔ),利用膨脹螺栓固定下滑道鋼軌,鋼軌采用P50鋼軌,以構(gòu)成鋼桁梁的拼裝臺(tái)座。施工時(shí)充分利用支架,減少路基部分的滑道長度。
鋼梁拼裝安裝原則:自下至上,先下平面,后立面,盡快形成三角形穩(wěn)定結(jié)構(gòu)。每安裝兩個(gè)節(jié)段的縱橫梁即安裝一節(jié)的斜桿,每安裝兩節(jié)的斜桿即安裝一節(jié)上平聯(lián),依次類推拼裝完成。拼裝按主桁縱梁→主次橫梁→斜桿→上平聯(lián)→橫聯(lián)的順序進(jìn)行。
3.2支墩設(shè)置
依據(jù)總體施工方案,在本橋24#臺(tái)處、廣清高速公路兩側(cè)、以及22#墩頂部設(shè)置臨時(shí)支墩。
所有臨時(shí)支墩均采用Φ630mm的打入鋼管樁進(jìn)行搭設(shè),鋼管樁縱向3排,橫向間距2.0m,縱向間距2.2m,其上設(shè)置縱橫分配梁, 24#臺(tái)及22#墩處臨時(shí)支墩結(jié)合既有橋臺(tái)及橋墩結(jié)構(gòu)搭設(shè)而成。分配梁的縱梁采用2I40工字鋼,橫梁采用2I55工字鋼,下滑道梁采用2H350型鋼組焊鋼板而成。臨時(shí)支墩的設(shè)計(jì)必須經(jīng)過各種不同工況的檢算,打入樁承載力必須滿足最不利工況承載力要求。 支墩結(jié)構(gòu)如圖2:
圖2:支墩結(jié)構(gòu)圖
3.3滑道安裝
鋼桁梁拼裝完成經(jīng)檢查滿足質(zhì)量要求后,利用設(shè)置在路基段的4個(gè)起頂點(diǎn),采用4臺(tái)500t千斤頂頂起鋼梁,用方木抄死后安裝上滑道及滾軸。滾軸滑道布置如圖3:
圖3:滑道布置圖
3.4拖拉施工
采用2臺(tái)10t的卷揚(yáng)機(jī),配合2個(gè)3門走5的滑輪組進(jìn)行拖拉施工。鋼桁梁總自重1022t,按照平坡拖拉的方案組織施工。根據(jù)《路橋施工計(jì)算手冊》,上下走板的摩擦系數(shù)取0.05,阻力系數(shù)為2.5,采用直徑為7cm的滾筒,所需牽引力為2.5×1022×(0.05+0.05)/7=36.50t;采用2個(gè)走5的滑輪組進(jìn)行拖拉,每個(gè)卷揚(yáng)機(jī)的動(dòng)力為35.5/2/5=3.55t。采用2個(gè)10t的卷揚(yáng)機(jī)進(jìn)行拖拉,可以滿足施工要求。
3.4.1牽引系統(tǒng)布置
牽引拖拉方式為推進(jìn)拖拉,即將動(dòng)滑車組放在鋼梁后端,定滑輪組放在前方適當(dāng)?shù)胤剑頁P(yáng)機(jī)牽引下,鋼梁將被推著前進(jìn),本方式在鋼梁前端不設(shè)滑車、卷揚(yáng)機(jī)等工具,可以減小前端下?lián)隙龋樌隙眨侠瓬?zhǔn)備和前方墩頂托架滑道布置同時(shí)進(jìn)行。提前做好拖拉準(zhǔn)備。
采用雙頭牽引滑車組,可用一臺(tái)來調(diào)節(jié)滑輪組的速度,調(diào)整牽引偏差。牽引速度控制在1.0m/min~1.5m/min。
具體布置如下:①牽引卷揚(yáng)機(jī)固定在23#墩前方2#臨時(shí)支墩上。②牽引固定滑車固定在23#墩后方,鋼絲繩固定位置在23#墩旁支架上與23#墩緊靠。③動(dòng)滑車固定在鋼桁梁縱梁下翼緣,固定位置設(shè)在6、7、8#節(jié)點(diǎn)上。
3.4.2防滑應(yīng)急布置
考慮減少拖拉摩擦力,又要考慮有沖擊載荷引起的溜滑,備用2臺(tái)5t卷揚(yáng)機(jī)防止鋼桁梁在移動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的溜滑。
防溜滑卷揚(yáng)機(jī)布置在路基平臺(tái)上,借用導(dǎo)向滑車,采用2倍鋼絲繩固定在鋼桁梁后端橫梁上,拖住鋼桁梁防止溜滑。防滑鋼絲繩始終處于拉緊戒備狀態(tài)。防滑裝置依據(jù)拖拉方向及時(shí)向前移動(dòng)。
3.4.3動(dòng)滑車移位
動(dòng)滑車位移每次最大距離為45cm,每次移動(dòng)到達(dá),動(dòng)滑輪組要向尾端位移,如此循環(huán)拖拉。當(dāng)位移到最后梁尾,距離固定滑輪為最小極限時(shí),固定滑輪向23#墩前方移動(dòng),或者移至2#支墩前方,導(dǎo)向滑車向22#墩移動(dòng)。
3.4.4最終位移
當(dāng)鋼桁梁拖拉接近22#墩時(shí),由于卷揚(yáng)機(jī)位置和固定滑輪組位置限位,不能達(dá)到最終位置時(shí),或者拖拉偏移較大,無法調(diào)正時(shí)就要調(diào)整拖拉方向、卷揚(yáng)機(jī)和動(dòng)滑輪固定位置,最終拖拉就位。
3.4.5拖拉糾偏措施
在拖拉過程中,由于滾動(dòng)阻力摩擦和鋼梁安裝應(yīng)力的釋放,行走過程中產(chǎn)生偏移,要嚴(yán)密注視。
(1)首先在拖拉前進(jìn)行試?yán)瑢?duì)拖拉過程進(jìn)行觀察。
(2)拖拉過程觀察橫向位移情況。
(3)發(fā)現(xiàn)偏移用卷揚(yáng)機(jī)進(jìn)行糾偏。
(4)糾偏方法:①滾面糾偏:正確塞滾筒,水平、平行送入。滾筒有偏移及時(shí)用錘子調(diào)順。②牽引糾偏:當(dāng)發(fā)生偏移時(shí),采用卷揚(yáng)機(jī)單機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)調(diào)正,用偏移同方向的卷揚(yáng)機(jī)進(jìn)行糾偏,此方法是懸空糾偏。③橫向推移糾偏:發(fā)生偏移在橋墩上面,采用千斤頂,利用頂架進(jìn)行糾偏。
(5)拖拉之前下滑道上刻畫前進(jìn)標(biāo)尺,觀察偏移情況。
(6)有時(shí)采用強(qiáng)制糾偏,即下滑道固定牢固,使鋼桁梁產(chǎn)生橫移,保證下滑道不變形。
3.5上墩
由于不設(shè)前導(dǎo)梁,鋼桁梁在拖拉前進(jìn)時(shí),鋼桁梁的前端會(huì)產(chǎn)生下?lián)隙龋郧爸Ф盏南禄罆翰讳佋O(shè),在鋼桁梁拖拉進(jìn)入至前端臨時(shí)支墩時(shí)停止拖拉,在臨時(shí)支墩用千斤頂支頂起鋼桁梁,在鋼桁梁前端的梁底安裝下滑道、上滑道及滾筒。
3.6落梁及定位
鋼梁拖拉至22#墩頂后,先安裝臨時(shí)支座,再在臨時(shí)支座上安裝千斤頂。解除下滑道、分配梁等與支墩之間的聯(lián)系。
利用千斤頂、滑移梁、滾杠等進(jìn)行移梁和落梁。每個(gè)墩頂安置2臺(tái)500t千斤頂,在統(tǒng)一指揮下操作千斤頂,保證千斤頂同步。首先將梁與支座一同頂起,在支座下安放滑移梁,然后在滑移梁與支座間放置滾杠,用千斤頂和倒鏈滑車縱橫向移梁。移梁時(shí)必須確保勻速、同步、慢行,嚴(yán)格按照千斤頂操作規(guī)程操作。
鋼桁梁只允許一端2個(gè)支點(diǎn)起頂或落梁,禁止兩端支點(diǎn)同時(shí)起頂或落梁。落梁時(shí)根據(jù)油壓頂工作,每100mm進(jìn)行升降調(diào)整墊片,反復(fù)多次直至調(diào)整在支座上。4臺(tái)千斤頂落梁同步率控制在5mm。落梁系統(tǒng)如圖4所示:
鋼梁拖拉完成后,可能因種種原因不能與設(shè)計(jì)位置保持一致,必須在墩位處做縱橫移進(jìn)行微調(diào)就位。縱橫移由上下滑道、輥軸(或滑塊)及水平千斤頂?shù)仍O(shè)施組成。
(1)橫移采用施加外力法,為了既加快進(jìn)度又避免鋼梁偏移,將頂力設(shè)備對(duì)稱布置于橋墩左、右側(cè),當(dāng)一側(cè)橫移千斤頂工作時(shí),另一側(cè)的設(shè)備起保險(xiǎn)作用。
(2)鋼梁縱移可利用溫差法、起落梁法或頂推法實(shí)施。此橋采用起落梁法進(jìn)行調(diào)整。
起落梁法即通過起落頂使鋼梁變形、支點(diǎn)移動(dòng),然后轉(zhuǎn)換體系,進(jìn)行反向操作使鋼梁移動(dòng),如此反復(fù)進(jìn)行,直至鋼梁縱移到設(shè)計(jì)位置。為增加固定支點(diǎn)的摩擦約束,固定支點(diǎn)加墊石棉板,使其摩擦力大于所有活動(dòng)支座的摩擦力之和。
4 結(jié)束語
采取上述技術(shù)措施,本橋鋼桁梁順利完成了架設(shè),在采用拖拉法架設(shè)施工過程中,由于積極開展技術(shù)攻關(guān),不斷優(yōu)化方案,采用無導(dǎo)梁拖拉方法,節(jié)約了架設(shè)費(fèi)用,同時(shí)拖拉過程中,監(jiān)控到位,糾偏方法得當(dāng),保證鋼桁梁準(zhǔn)確就位,提高了鋼桁梁架設(shè)施工的質(zhì)量,確保施工進(jìn)度,達(dá)到預(yù)期的經(jīng)濟(jì)目標(biāo)和質(zhì)量目標(biāo)。
參考文獻(xiàn):
1、《路橋施工計(jì)算手冊》 周水興 何兆益 鄒毅松 等編著 人民交通出版社