1、第 1 页 共 16 页44m+62m+44m 钢箱梁拖拉法架 设施工工法中铁十局第三建设有限公司程龙先1.前言大跨度钢箱梁采用拖拉法实现跨越高速公路，保证其上部结构安全及高速行车安全， 为我局以后类似工程的施工提供经验。拖拉法就是在吊装区设计墩孔处搭设钢管支架，在其上部放置贝雷架来实现钢箱梁的拼装焊接，在拼装区钢管支架区间设置滑动走行装置，钢箱梁焊接及检验后，利用拼装区拖拉机构牵引钢箱梁前行，至设计位置后微调、落梁并最终就位。在施工中组织技术攻关，经过 工程实践后总结形成此工法，取得了良好的经济效益和社会效益。2.工法特点2.1 确保钢结构各零部件的制造精度和焊接质量，把复杂的加工工序安排在
2、厂内完成，可以简化现场组拼合焊接工作，提高钢箱梁的精度和焊接质量。2.2 钢箱梁拼装区与落梁区可进行分开施工，有利统一安排工期要求。2.3 钢梁架设及拖拉过程中，保障施工及人身安全，根除钢梁的架设作业对涉及范围内的交通安全隐患。2.4 拖拉滑动装置的成功使用，施工周期短，节约了设备投入，降低了大量的钢管支架，有较强的经济性和技术推广性。2.5 施工成本低，需用机具设备和劳动力少，大大提高了工作效率。3.适用范围第 2 页 共 16 页适用于大跨度钢梁跨越江河水面、高速公路、铁路等通行不能中断情况下的架设、施工 难度高等特殊情况的高速公路和铁路。4.钢箱梁吊装及拖拉工艺原理主线桥钢箱梁架设施工采
3、用单向拖拉与支梁架设两种方式进行。钢箱梁中间跨采用拖拉法两次拖拉以实现跨高速公路。先在高速公路两侧搭设拖拉用支墩、下滑道支墩、焊接平台支墩、落梁支墩等，在中央分隔带位置安装下滑道支墩，各支墩顶部分别安放有贝雷架、滑道托辊、落梁千斤顶、横向位置调节装置、拖拉机构等。 钢箱梁两边跨采用 60t 龙门吊将钢箱梁吊装到临时支架上架设。钢箱梁节段（纵向共分为 35 个加工小节段）采用现场铺设 60t 拆装式龙门吊从桥轴线下方施工场地分别起吊安装到两端组焊支墩架上，拼装成整体拖拉节段，并且在支架上完成拖拉节段梁的焊接工作。中间拖拉梁长 72m(从第11 节到第 25 节，共 15 小节段)，两次拖拉跨越高
4、速后，支承于 8、9 号支墩两侧临时支撑上并落梁定位，作为基准节，再直接采用两侧龙门吊同时拼焊两边跨节段梁（左右各 10 小节段）。主线桥拖拉示意图如下图所示。 液 压 拖 拉 机 构龙 门 吊60 龙 门 吊60、4.3-2 、Z-19、4.8m2.液 压 拖 拉 机 构龙 门 吊60 龙 门 吊60、4.3-1 、90、3Z-19、4.8m第 3 页 共 16 页、4.3-5 、4、3Z-、12、53.8m、地 滑 车垫 路 板液 压 拖 拉 机 构龙 门 吊60 龙 门 吊60、4.3-4 、4、3Z-、12、53.8m、地 滑 车垫 路 板液 压 拖 拉 机 构龙 门 吊60 龙 门
5、吊60液 压 拖 拉 机 构龙 门 吊60 龙 门 吊60、4.3- 、3、3Z-、119、41.8m、12m、53.8、地 滑 车垫 路 板液 压 拖 拉 机 构龙 门 吊60 龙 门 吊60、4.3-6 、5、3Z-、2325、15.2m、41.8m、69m、第 4 页 共 16 页、4.3-8 、7、4.3-7 、6、9m、60龙 门 吊60龙 门 吊 液 压 拖 拉 机 构垫 路 板地 滑 车地 滑 车垫 路 板 60龙 门 吊60龙 门 吊液 压 拖 拉 机 构 5施工工艺工艺流程及操作要点5.1、施工工艺流程安装工艺流程见 5.1 图所示。第 5 页 共 16 页场地平整、压实 临
6、时支架设计、审核临时支墩设计、审核龙 门 吊 安 装龙门吊轨道铺设 临 时 支 墩 施 工 临 时 支 架 制 作临 时 支 架 安 装拼装焊接第 1125 节拖拉过京珠高速公路拆除临时支架、落梁涂 装拼装焊接第 2635 节拼装焊接第 110 节5.1 安装工艺流程图5.2、操作要点5.2.1、钢箱梁制作钢箱梁分成若干节段制造出厂，在现场吊装后将节段焊接成桥。钢箱梁部分位于竖曲线内，为保证成桥后钢梁线型，中跨钢梁设预拱度，同时注意钢梁立面线型包括设计曲线和预拱度曲线两部分 ,因此工厂制造时应按两部分的叠加曲线进行。5.2.2、钢箱梁的运输由于汉蔡高速跨京珠段的地理位置，钢箱梁的制作分为厂内下
7、料、加工坡口及板单元件的组焊，节段组焊，按工程进度由厂内专人负责指挥运输时间，第 6 页 共 16 页运量与要求编队、配载，确认及吊装捆绑加固的发送工作，作好发运批次、批量、数量和到达工地时间要求等交接手续。考虑到运输对部件的损伤，堆放时采用打包和木质楔块隔离，防止运输变形。5.2.3、临时支架基础处理和临时支架制作安装5.2.3.1、临时支架的布置主线桥左右两幅各布设 13 组临时支架（其中第 6、8 组为活动小车），主线桥临时支架布置见图下图。 、 、 、 、 、5.2.3.2、临时支架的设计根据临时支架的布置和整桥的载荷可以计算出每组临时支架的受力。每一组临时支架的基础都开挖出硬质原土层
8、，按地质勘探报告，硬质粘土层的土壤强度达到 0.15Mpa，土 质 没有达到强度要求的须用毛石换填。使其每个基础可受力 510t。每一 组临时支架 设计为八根大于 4266的钢管组成。各立柱钢管之间 1596的钢管连接和做剪刀撑，见临时支架示意图。第 7 页 共 16 页临时支架的柱顶与钢箱梁之间设置滑动装置、两端部设置导向装置；临时支架的顶部牛腿安装贝雷架；每一组临时支架之间设置一组焊接平台；所有的焊接平台和临时支架全部用型钢连为一个整体，从而组成一个完整的组拼装大平台。5.2.4、龙门吊安装5.2.4.1、龙门吊选择。根据制作厂运来的钢箱梁段最大件重约 35t，从而选用 60t，33m 跨
9、，起升高度为 17m 的龙门吊。5.2.4.2、龙门吊的布置。主线桥的 78 号墩之间和 911 号墩之间分别架设两台 60t 的龙门吊，其布置见下图。4.4.2.2 龙门吊及轨道布置图5.2.5、滑道和导向装置设计根据支架搭设布置位置和拖拉节段梁长度及安装位置，在各要受力临时墩面及中央隔离节支墩顶面布置滑道，滑道布置于钢箱梁两外侧腹板对压梁底，单幅梁左、右布置三列，同 时由于钢箱悬 臂拖拉头部下挠，因此，实际安装时托辊总成高低位可调。滑道为两个工字钢拼焊而成，在滑道上表面还设置不锈钢板和聚四氟乙烯垫板，使梁体和聚四氟乙烯垫板与不锈钢板之间滑动，用于减小拖拉时的摩擦力。第 8 页 共 16 页
10、为保证钢箱梁拖拉时横向产生位移和安装对位，在各临时支墩组焊固定的横向微调支座，主要便于微调时提供千斤顶支反力，同时对钢箱梁拖拉偏移时起一定限位作用。导向装置采用滚动轴承的方式。导向和滑道装置示意图如下：4.4.3 导向和滑道装置示意图5.2.6、牵引装置由于中间节段梁重约为 450t（含护栏），滑道与钢箱梁底部垫以聚四氟乙烯垫板，理论摩擦系数约为 0.1，由此可知其牵引力为 45t。考虑拖拉起动前还须克服静摩檫力，并取一定安全系数，采用 100 吨液压牵引机牵引。用 5 根21.5的钢绞线作为拖拉钢线。5.2.7、滑道、贝雷架布设5.2.7.1、78#墩之间架 设通长贝雷架，用于空中拼接 钢箱
11、梁。每个临时支架两边的立柱顶部设一组贝雷架组，此组贝雷架组由两排 1500mm 高的贝雷片用 900mm 宽的花窗相 连 ；临时支架中间立柱 顶部设一组由两排 1500mm 高的贝雷片用 450mm 宽 的花窗相 连的贝雷架。5.2.7.2、910#墩之间架 设贝雷架，用于空中拼接 钢箱梁和加强各临时支架之间的稳定性。贝雷架之间用销子连接，不用焊接。贝雷架与钢柱之间用螺栓连接。相 连两组贝雷架之间在临时支架处用脚手架搭设操作平台。第 9 页 共 16 页5.2.7.3、910#墩之间每个 临时支架两边的立柱 顶部牛腿上设一组贝雷架组，此组贝 雷架组由两排 1500mm 高的贝雷片用 900mm
12、 宽的花窗相连；临时支架中间立柱顶部设一组由两排 1500mm 高的 贝雷片用 450mm 宽的花窗相连的贝雷架。 贝雷架平面布置示意图如下： 墩墩5.2.7.4、其中的 9#墩中间立柱为拖拉梁受力处，拖拉梁 5 米长，在拖拉梁下部增设一个立柱，地基处理与临时支墩相同，此立柱基础为面积 3m3m，布筋 12mm10cm10cm，浇注 60cm 厚的 C30 砼。按下图进行布置拖拉滑道墩 墩 #墩 墩5.2.8、吊拼装、焊接5.2.8.1、构件严格按现场的组装顺序进入施工现场，进入现场立即卸车，直接吊入拼装场地进行拼装。4m 宽的钢箱梁先在地面上组装成 8m 宽的钢箱梁再整体吊入拖拉拼装平台进行
13、拼装。5.2.8.2、将钢箱梁吊入拼装平台，用 20t 液压千斤顶调整接口的缝隙大小，一般控制在 510mm 之间。用仪器检查拼接的两片钢箱梁的中心线、标高、弧度和起拱度符合图纸要求。第 10 页 共 16 页5.2.8.3、调整完毕后，用骑马板焊接牢固，再进行焊接。顶板和底板采用高温陶瓷垫贴于焊缝底面，用 CO2气保焊打底，埋弧自动焊盖面；两腹板采用CO2气体保护焊或手工焊直接焊接成形；焊缝无损检测合格后，将顶板、底板上纵肋处的焊缝磨平，用纵肋将两片钢箱梁的纵肋连接起来；最后焊接腹板上的纵肋、悬 臂上的纵肋和护板。顶板、底板、腹板以及纵肋的横向对接焊缝均要达到级焊缝标准。5.2.8.4、将在
14、地面上拼装完的第一节构件吊装拖拉平台上，一端架在 9#墩滑道上，另一端架在贝雷架上，此时贝雷架与梁底约有 640mm 空间，用 临时小支架垫实，并在与第二节构件接口处用临时小支架和千斤顶调平接口处标高。将第二节构件吊装到位并与第一节拼装在柱顶平台拼装时，确保每一节构件都有四个固定受力点，同时铺以活动受力点调整。5.2.8.5、将顶板上的防撞护栏吊装就位、调整并焊接牢固。5.2.9、拖拉钢箱梁5.2.9.1、拖拉前准备：拖拉节段钢箱梁（第 1119 节，44m ）拼装焊接完毕并检验合格后， 组焊牵引用的吊耳、拖拉梁端处加固等，使梁处于拖拉前状况。为了确保主线桥钢箱梁拖拉过高速公路安全，现场拖拉梁前端距高速公路 9墩路肩处留有 12m 拖拉预演距离，作 为试验拖拉区段，以便调整校验整体拖拉设备支架、人员协调等，以保证在过高速公路时的绝对安全、可靠、快捷。此时，拖拉梁前端应到达 9墩侧路基护坡上临时支墩上，以待正式过高速公路。5.2.9.2、拖拉过高速公路：按照预先拖拉报批方案及批示封道时间，正式封道，靠近 9墩 侧京珠右幅处于全封闭状态，封闭路段两端及变道处按要求设
