钢桥拖拉施工技术的研究.doc

1、1钢桥拖拉施工技术的研究摘要：拖拉法是桥梁施工中常用的一种方法,具有经济、快速的优点，尤其在大跨度钢桥施工中，更能显示其优越性。通过 88m 跨径的钢桁架导梁拖拉施工和 150m 跨径的中承式提篮钢拱桥的浮拖施工两个具体工程实例，简述拖拉法在钢桥施工中的主要技术以及步骤。 关键词：桥梁施工； 拖拉法； 工程应用 Abstract: drag the bridge construction method is a common method in, have the advantage of economic, quick, especially in big span steel bridge

2、 construction, can demonstrate its advantages. Through the 88 m span steel truss guide beam drag construction and 150 m span of ZhongChengShi DiLan steel arch bridge the float drag construction two specific engineering examples, this paper describes the method of drag in steel bridge construction, t

3、he main technological and steps. Keywords: bridge construction; Procrastination method; Engineering application 中图分类号：U445 文献标识码： A 文章编号： Dragging method is a common method in bridge construction. 2Its economical, fast and especially in large-span steel bridge. This article introduces the primary te

4、chnology and processes of dragging method on steel bridge through two examples, which are dragging method on 88m-span steel truss and floating-dragging method on 150m-span half-tied through steel x-arch bridge. bridge construction; dragging method; engineering application 1 拖拉施工工艺流程 钢桥的拖拉施工就是利用拖拉系统将

5、置于架设空间一端的拖拉滑道上的已经预制拼装好的拖拉物（结构或构件）沿着预先设定好的线路方向进行拖拉就位的一种施工方法。 钢桥的拖拉施工方法按可分为导梁拖拉型和浮运拖拉型。对导梁拖拉型，即拖拉端连接导梁。如果不设导梁，当拖拉端的梁处于悬臂状态时，可能会造成桥梁结构系统内部局部构件的内力过大，甚至导致构件的损坏，而给整个施工带来潜在的危险性，这时可在桥梁前端加设轻型导梁或在跨间设置临时墩，使之较早地到达前方支座位置。对浮运拖拉型，一般是针对跨越江河的桥梁而言，就是将桥梁的拖拉端直接支承在浮船上，以浮船为载体进行拖拉，需断航一段时间，至浮船到达梁的彼岸进行落梁就位。 拖拉法技术系统装置，一般由牵引执

6、行系统、动力驱动系统、检测控制系统、滑道系统和地锚系统五大部分构成。其中的牵引执行系统由3钢铰线和滑轮机组组成，集束的钢铰线配合滑轮机组用来拖拉梁体；动力驱动系统主要用来提供均衡作用的拖拉力；检测控制系统的主要功能是作业流程控制、施工偏差控制、负载均衡控制、操作台实时监控等；滑道系统采用上滑道+滑块+下滑道形式组成，一般以钢桥主桁下弦作为上滑道，滑块一般采用带橡胶板的聚四氟乙烯板；地锚系统主要用来固定拖拉牵引设备。 拖拉技术在国内得到越来越多的重视和推广123。由于拖拉施工技术使用的机具设备简单，施工进度比较快，其主要应用对象是中等跨度的钢梁桥和钢拱桥。 一般情况下钢桥拖拉的工艺流程描述如下：

7、 图 1 钢桥拖拉施工工艺流程 2 锡澄运河大桥钢桁架导梁拖拉施工 2.1 工程概况 在沪宁高速公路的拓宽改造工程中，无锡段的锡澄运河大桥将拆除重建。锡澄运河大桥位于 R=4005m 的平面圆曲线上，主桥采用 88m 下承式简支钢桁梁，弯桥直做，钢桁梁长 88m，宽 22m，桁高 11m，两片主桁中心距 21.5m，单幅结构总重为 1300T。 无锡锡澄运河钢桁架桥采用拼装后整体拖拉的方法安装4。钢桥的拼装为在加宽后的引桥桥面上，主要吊装机械为 50T 履带吊，拼装完成后，设置滑块和上下滑道，采用计算机控制液压整体拖拉设备，一次拖4拉到位。然后横移，落梁就位。 2.2 无锡锡澄钢桁架桥整体拖拉

8、实施要点 （1）钢导梁拼装 钢导梁总长度为 53m，与主桁同宽，高度分为 2m、4m、6m 三段导梁为用于钢梁拖拉的临时结构，主要构件为焊接 H 型钢和成品型钢，焊接H 型钢材质为 Q345B，成品型钢材质选用 Q235B 级钢。每幅钢桥拖拉时所使用的导梁重量约为 270t。 （2）牵引系统 本项工程采用的牵引设备为计算机控制液压同步牵引系统，通过油缸伸缩行程位移,利用钢铰线带动钢桥水平移动。计算机控制液压整体拖拉技术的系统组成：钢铰线及牵引油缸（牵引系统） ；液压泵站（驱动系统） ；传感器和计算机控制系统（控制系统）等。 （3）滑道系统 钢桥滑道系统采用上滑道+滑块+下滑道形式。滑道系统布置

9、剖面图如图 3 所示： 图 3 滑道系统剖面示意图 a、上滑道 以钢桥主桁下弦作为上滑道，因主桁在安装时有一个预拱度，此预拱度在拖拉时应调平。调平为在下弦下面垫放硬木方，木方下面做成一个平整面。 5b、滑块 滑块采用带橡胶板的聚四氟乙烯板。滑块最下层为 20mm 厚聚四氟乙烯板，上层为橡胶层，滑块与主桁和导梁下弦杆调平硬木直接接触。滑块规格为 350mm450mm，高度为 50mm。在拖拉过程中，滑块始终与下滑道钢梁上覆盖的不锈钢钢板之间滑动。 c、下滑道系统 下滑道系统分别断续分布在引桥和承重支架上，下滑道钢梁采用6504001420 箱形梁。为便于拖拉过程，填加滑块，下滑道钢梁两端做向下的

10、弧形坡度，坡度为 1:4。 2.3 整体拖拉的方案实施 钢桥拼装在引桥桥面上进行，使用 53 米的悬臂导梁，利用加宽处理后的老桥墩和河流中间设置的临时支撑支点，整体拖拉过河。牵引设备：选用 2 台 200t 计算机控制液压同步牵引系统，选用 40L/min 油泵站，计算机控制柜，钢铰线采用 10 根 15.24mm 两组。钢桥梁及导梁、滑道等合计重量按 1600t 计算，桥梁上固定的滑道与四氟乙烯板的滑动摩擦系数取为 0.06，则理论总的拖拉力为 96 吨，每组千斤顶需拉力为 48t。使用在河道中设置的临时支墩作为两个支点，一次拖拉过河。拖拉跨越距离为 52 米，拖拉速度为 57m/h。 3

11、跨径为 150m 的钢拱桥浮拖施工 3.1 工程概况 江苏淮安市清江石化管道桥横跨京杭大运河。该桥上部结构为单跨中承式提篮钢拱桥，跨径为 150m，上部结构重量为 800t，桥失高为625.4m，矢跨比 1/6，拱轴线形式为二次抛物线。提篮拱桥的拱肋采用空间钢管桁架体系，每个主拱肋的截面形式为 3 个 700mm14mm 的钢管组成的 2.5m 高的等边三角形断面，拱肋斜腹杆采用 219mm10mm 钢管。桥面纵梁为高 1.8m，宽 6.8m 的钢桁架，钢桁架由槽钢和角钢焊接而成，吊杆由直径 32mm 高强精扎螺纹粗钢筋外套钢管组成，吊杆间距 6m。 在确定施工方法时，参考多次成功浮拖钢桥的成

12、功经验，综合考虑经济、航运等因素，并与其他施工方法进行比较后，选择了浮拖施工方案。钢拱桥的上部结构在岸上拼装，岸上拖拉滑移采用 8 根滑移钢轨，河中采用大吨位浮船进行浮拖。 3.2 清江石化大跨钢拱桥浮拖施工要点 清江石化管道桥的主要施工内容依次为：施工灌注桩；桥台后的深层搅拌桩地基处理施工；现场制作钢构件；铺设滑移轨道；拼装支架；安装拱脚滑移托盘；拼装拱肋及 K 型支撑；拆除拱脚部分支架；张拉临时钢绞线拉杆；拆除全部支架；逐段安装桥面构件；准备卷扬机等拖拉设备；整桥浮拖过河；拱脚段安装就位；拆除钢绞线拉杆及拱脚支托；桥面系支柱施工；深层搅拌桩面板施工；成桥。 （1）钢拱桥场地安装施工要点 钢

13、拱桥拖拉前，拱脚和拱肋处的临时钢绞线张拉是清江石化大跨钢拱桥浮拖施工技术中的一道重要工序5，其目的是抵抗施工过程中拱肋自重、桥面吊装等对拱脚支架产生的推力，使得拱肋在全桥浮拖施工过程中处于合理的受力状态。 清江石化管道桥临时钢绞线共布置了 44 根，其中拱脚托盘布置 8 根，7左右拱脚分别设置 4 根；拱肋的桥面标高处设置 36 根钢绞线，左右拱肋各设置 18 根，每根 700mm 钢管拱肋设置 6 根，其两端连接于焊接在拱肋上的锚板上。 （2）整体拖拉过河 清江石化钢拱桥岸上拼装完成后，即可进行下一步浮拖施工。清江石化钢拱桥上部结构重 800t，经分析考虑后，在运河北岸设置 2 台 10t慢

14、速卷扬机，设动滑轮组，将卷扬机钢丝绳连接至浮拖上，做为浮拖的动力。浮拖船只采用 1650t 浮船（船长 75m、宽 13m） ，浮拖停泊在南侧码头，浮船就位于伸向水面端的拱肋下方，将拱肋北端装载至浮船运输支架上，将钢拱桥一端拖拉至浮船上，用钢板焊接固定，并用钢丝绳封紧拱肋，确保拱肋在支架上牢靠稳定。等待约定的封航时间，即可进行正式浮拖施工，浮拖过程计划封航约 6 小时。施工作业流程为：浮拖调平连接牵引束拖拉过河 90m动滑轮组复原继续拖拉过河浮拖靠岸管道桥上岸固定管道桥拆除牵引束通航。清江石化管道桥浮拖施工平面布置图见图 7。 图 7 清江石化钢拱桥浮拖施工平面布置图 3.3 钢拱桥浮拖施工阶

15、段的稳定性分析 大跨钢拱桥施工阶段的稳定问题是工程界比较关心的力学问题6，清江石化钢拱桥浮拖施工过程中钢拱桥的稳定问题是本桥的关键问题。本文应用 Ansys 有限元软件对其进行弹性屈曲稳定分析，浮拖前钢拱桥弹性屈曲稳定系数 k 值详见表 1，清江石化钢拱桥浮拖状态时候的前两阶屈曲模态见图 8。 8表 1 浮拖前钢拱桥弹性屈曲稳定系数 k 一阶失稳模态（面外） 一阶失稳模态（面内反对称） 图 8 清江石化管道桥浮拖前屈曲模态 稳定分析计算结果表明，清江石化钢拱桥浮拖前具有良好的稳定性能，其弹性屈曲稳定系数均大于规范要求的 45，静力弹性稳定满足要求，且富裕较大。考虑到浮拖施工过程中，钢拱桥存在着

16、动力稳定性问题，如果浮拖速度过快，浮船体行进排水过程中将会产生水波浪，引起船只上下颠簸，将会导致钢拱桥产生共振现象，且浮拖施工中存在着如浮拖偏位等较多不确定性因素，因此，清江石化管道桥浮拖前具备较大的静力弹性屈曲稳定系数是完全必要的，本桥采用稳定性较好的提篮拱结构形状是合理的，浮拖施工中应尽量缓慢浮拖行进。 4 结束语 以上两座桥梁的拖拉法施工技术成功应用的实例，证明了该项施工技术的正确性和实用性，充分显示了在桥梁工程施工中的拖拉法施工技术所隐藏的巨大潜力。拖拉法施工技术经济快捷高效的特点是我们不可否认的，节省了大量的人力、物力和财力，满足现代化进程步伐加快的需要，自动化程度高，安全可靠性好，

17、只是适用性目前还受到一定的限制，从总体上来讲，其应用前景还是十分广阔的。 参考文献： 1 赵中华. 京杭运河高邮二桥钢管砼系杆拱浮拖施工J.铁道建9筑,2004,(1):21-24. 2 桂晓明，李进福. 采用导梁浮拖法架设钢管系杆拱桥J. 铁道建筑,2004,(6):17-19. 3 乐 伟. 跨度 62.8m 钢桁梁浮拖架设技术J. 铁道标准设计,2005,(6):47-51. 4 沪宁高速公路扩建工程钢桁梁桥拖拉施工工艺及施工控制技术研究报告D. 2006. 5 清江石化钢管拱桥拖拉施工监控研究报告D. 2005. 6 徐文平，裴铭海，戴捷等. 大跨简支系杆拱桥非线性稳定性J. 交通工程运输学报,2005,5(3):53-57.