邻近营业线跨繁忙航道大跨度钢桁梁无导梁纵移及横移施工技术

2018-04-04凤淼

价值工程 2018年10期

凤淼

摘要：主要介绍新建沪通铁路跨蕴藻浜128m钢桁梁，邻近既有沪宁线跨蕴藻浜航道进行钢桁梁无导梁纵移及横移施工，对钢桁架施工支架搭设、钢桁梁拼装、无导梁纵移及横移就位施工工艺、施工的难点及安全注意事项等方面进行了详细的阐述，为类似工程施工提供一定参考。

Abstract： This paper mainly introduces non-guided beam longitudinal and transverse construction of 128m steel truss beam across Yunzaobang in Shanghai-Nantong railway， which is adjacent to the existing Shanghai-Nanjing railway line， and describes the construction technology， construction difficulties and safety precautions of steel truss construction support， steel truss beam assembly， non-guided beam longitudinal and transverse position in detail， which provides a certain reference for similar engineering construction.

关键词：蕴藻浜；128m钢桁架；无导梁纵移、横移施工

Key words： Yunzaobang；128m steel truss beam；non-guided beam longitudinal and transverse construction

中图分类号：U445 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2018）10-0145-03

1 工程简介

沪通铁路蕴藻浜I线特大桥位于既有沪宁铁路北侧，采用128m下承式钢桁梁跨越上海市嘉定区蕴藻浜III级航道，钢桁梁与沪宁铁路线路最近距离约22m，钢桁梁主桁节间长度16m，钢桁梁总重2834.6t，最大杆件重量为47.142t，钢桁梁主墩采用门式墩，主墩承台均为矩形，钢桁梁底部距通航水位净空高度为7.5m。

2 施工难点及施工部署

2.1 工程施工难点

①128m钢桁梁与既有沪宁线平行并且上跨蕴藻浜航道，钢桁梁支架及滑道总高7.91m，钢梁桁高16m，总高度23.91m，施工邻近繁忙铁路干线既有沪宁线，钢桁梁的高空组拼加大了施工难度，钢桁梁杆件多，单根杆件最大重量约47t，重型机械吊装施工难度大、安全风险高。

②大跨度钢桁梁由于自重较大，前导梁与钢桁梁之间的连接较难处理，而且施工成本较高，故采用无导梁法拖拉施工。无导梁法钢桁梁跨航道纵移期间悬臂较大，对钢桁梁主体结构受力要求高，需对钢桁梁挠度、杆件应力、变形情况进行分析研究。

2.2 施工部署

结合现场工况条件，以及上海铁路局和航道管理部门的相关要求，跨蕴藻浜128m钢桁梁采用拖拉横移法组织实施，在距既有沪宁线北侧30m处航道两侧搭设钢管临时支架并架设滑道梁，在蕴藻浜上海端支架上拼装钢桁梁至成型，在滑道梁上采用两台200t连续千斤顶采用无导梁法纵向拖拉过河，再横向拖拉滑移，将128m钢桁梁横移至设计位置，利用墩顶落梁支架及千斤顶顶起钢桁梁拆除支架及滑道梁，进行落梁就位施工。

3 支架系统设计

3.1 钢桁梁纵移支架设计

钢桁梁施工工期需要约4个月，航道管理部门要求施工期间必须预留28m通航净宽度，经充分计算研究的情况下采取蕴藻浜航道东岸搭设拼装支架，施工时，采用无导梁法分两次纵向拖拉，一次横向拖拉至设计位置。拼装支架长度为70m，支架立柱结构全部为双排？覫600*8钢管和型钢焊接而成，钢管桩基入土深度为17m左右。支架顶部采用12mm厚钢板及4根I56工字钢作为横梁，横梁顶部安装滑道梁。纵向支撑以水平支撑和横向支撑相结合。纵向水平支撑和斜杆支撑以？覫273*6mm钢管；以[20b槽钢作横向平联和斜联；所有杆件连接处均采用角焊缝满焊。

水中縱向支架，主要布置在航道两侧主墩之间浅水区域，其结构形式与陆地拼装支架滑道相同。支架全部为两排？覫600*8钢管和型钢焊接而成，钢管入土深度为20m。纵向平联为？覫273*6mm钢管，斜联采用？覫400*6mm钢管；横向支撑采用[20b槽钢。

3.2 钢桁梁横移支架设计

钢桁梁纵移结束后，桁架桥的重量全部转移至横移滑移支架，横移支架设置在航道两侧主墩南侧，支架立柱为四排？覫600*8钢管，钢管桩入土深度为20m。

3.3 滑道梁设计

滑道梁采用以I56型工字钢及14mm厚Q345钢板焊接而成（侧面和工字钢翼缘板间断焊接）。滑道梁断面为1100*1000矩形箱式，内设竖向加劲腹板2道，分成三个箱式，滑道梁表面铺设2mm厚不锈钢板。

3.4 滑块设计

该工程滑移装置采用滑块及2cm厚MGE板，在滑道梁上滑移。滑块设置在钢桁梁受力最大且合理的位置，以钢桁梁各节点为主要受力点。MGE板和钢板接触面涂润滑油后，摩擦系数0.016-0.03之间，抗压强度60MPa。高度及线型调节采用橡胶支座垫板或硬杂木板设置在MGE滑板上防。滑道梁上表面和滑板接触处铺不锈钢板，为保证其节点下的滑板在滑道梁上平稳前进，并在不锈钢板顶面涂抹特殊的润滑剂。

4 钢桁梁拼装施工

钢桁梁杆件在厂家集中加工制作完成后，再通过汽车运输至施工现场，拼装时，钢桁梁自上海端向南通端进行拼装，拼装先后顺序为先下弦纵向杆件、横梁、小纵梁，后桁架腹杆（斜杆）、上弦纵向杆件、上横梁、上平梁，骨架完成后再桥面板安装，直至桥梁全部拼装完成。由于钢梁纵向跨度较大，现场采用分批安装验收，分阶段纵向拖拉滑移施工，由于本工程邻近营业线施工，采用吊机等设备吊装钢桁梁杆件时安全风险较大，因此通过综合安全及经济比选，现场安装两台80t龙门，进行钢桁梁的拼装施工。

5 钢桁梁纵移及横移施工

5.1 钢桁梁拖拉系统

拖拉系统采用2台ZLD200连续千斤顶，2台ZLDB200液压泵站、1套ZLDK就地控柜以及电磁阀和高压油管等配套设备。考虑钢桁梁重量为2834.6t，按0.1的起动摩阻系数和1.2的不均衡系数，则所需最大拉力为2836.4*0.1*1.2=3333.4kN，牵引拉索采用钢绞线柔性拉索，每个千斤顶采用16根直径？准15.24、强度等级为1860MPa钢绞线，则实际最大拉力为1860*140*32*0.5=4166kN；钢绞线及千斤顶配置满足施工要求。

5.2 钢桁梁无导梁拖拉施工

由于不设前导梁，钢桁梁在跨跁藻浜拖拉前进时，钢桁梁前端最大悬臂为32m会产生下挠度，所以前支墩的下滑道暂不铺设，在钢桁梁拖拉进入前端临时支墩位置时停止拖拉，在临时支墩用千斤顶顶起钢桁梁，在钢桁梁前端的梁底安装下滑道。纵向拖拉滑移时，前锚布置固定在临时支架平台上不移动，后锚为千斤顶固定端随桁架桥的滑移而移动。由于纵向拖拉为两次进行，因此，千斤顶的锚固点也分别为两次布设。锚点纵向轴线为桁架杆件轴线内偏980mm。

第一阶段钢桁梁纵移时，千斤顶锚点设置在钢桁梁E8节点中横梁和主桁架下弦杆连结板处，临时增加一块焊接钢锚板作为连接板，连接板上所开连结螺栓孔与钢桁梁永久连接板螺栓孔对应。钢桁架第一次纵移时重量约1500t左右，拖拉力为150t左右。布置在E8节点的中横梁的下弦钢板上，每侧布置5.6级？覫24螺栓连结固定，数量为16根。

钢桁梁第二阶段纵移时，千斤顶锚点设置在E0′节点端横梁外侧底部钢板上，采用钢板临时焊接，施工完成后后切除锚点的临时焊接钢板。第二次纵移时钢桁架重量较大，约2800t，拖拉力约300t。连接板設在E0节点支座钢板处的N4钢板上，采用螺栓连接固定。参照钢结构设计规范螺栓连结计算，经计算布置5.6级？覫24螺栓，每侧布置24根。

5.3 钢桁梁横移施工

钢桁梁采用两台连续千斤顶进行横移施工，每个千斤顶的横向拖拉力按不超过2000kN考虑。横向滑移时前后锚点布置同纵向相反，前锚点为移动锚点，设置在端横梁和支座E0′节点连结接头部位的下方，同样增加一块临时焊接钢锚板用的连接板。钢板上所开连结螺栓孔需和桁架桥永久连接板孔对应。后锚点为千斤顶固定端，设置在23#和24#墩墩顶（邻近既有铁路侧）。为便于千斤顶锚板的固定，并能承受一定的反力，在墩顶预埋钢板。

考虑在砼墩帽梁上，没有前锚点和后锚点及钢绞线等构件的安装和移动空间，优先采用200/300T千斤顶水平拖拉支座E0和E0′节点下支座加强钢板和滑块盖板（滑靴板），但需在横向滑道上另设反力座加强钢板。横向千斤顶行程控制在300-800mm范围内。

5.4 纠偏措施

钢桁梁在纵移期间因各种原因会横向偏位，偏转力与滑道间的横向宽度成正比，采用横向纠偏装置施加横向力进行纠偏。采用全站仪对对钢梁纵移期间两端位置及中轴线偏移情况进行监测，如主梁轴线偏位在2cm之内，则由滑道挡边及导向轮进行纠偏，无需停机纠偏。如发现钢桁梁产生较大偏位，应立即停止纵移施工，采用侧向千斤顶和导链进行纠偏。必要时也可调节连续纵移滑移千斤顶的拉索和拉力来控制和纠偏（用于偏差较大，大于30cm），确保钢梁在直线上纵移前进。

5.5 减小或消除蛙跳的技术措施

纵移期间经常会出现钢梁跳跃式前进的现象即为“蛙跳”，蛙跳情况使钢梁结构在跳跃的瞬间处于完全失控状态，这对于施工安全及结构安全来说是十分不利的。通过分析，蛙跳现象主要与以下两个因素有关：一是动静摩擦系数的差值，即差值愈大跳跃距离越远；二是纵移钢绞线长度有关，即纵移期间钢绞线越长、根数越少越容易产生蛙跳现象。因此，纵移前需在滑道梁不锈钢板表面涂抹足够的润滑油；在纵移前调整钢绞线的最大纵移力及工作段长度，以确保同步启动时钢绞线能同时达到最大预定拉力。

6 落梁

落梁施工主要指钢桁梁拼装、纵移及横移施工完成后，落于滑板及永久支座位置两种工况。钢桁架桥拼装结束后，滑移之前，必须进行一次整体落梁，落梁高度约200mm左右。纵移至预定位置后，顶升落梁拆除各纵移节点上的滑块，修整替换横向滑移滑块，然后再横向拖拉。横向拖拉就位后，再次顶升落梁，拆除横向滑移装置，并对接支座钢板就位落架。

落梁时，采用8个YDB500千斤顶同步顶起钢梁50-300mm，取出滑块，拆除横向滑移的滑靴等有关限位装置，调整安装主墩顶永久支座。调整纵横轴线、高程直至符合要求，将支座盖板与桁架支承板用螺栓连结固定，然后再落架于支座垫石上，用灌浆料将支座预留孔灌满，固定支座锚固螺栓。

7 结语

跨蕴藻浜繁忙航道128m钢桁梁施工环境复杂、邻近营业线吊装作业难度大、不安全因素多，本次施工经过科学筹划、精心组织、合理安排，2016年9月顺利完成了钢桁梁无导梁法纵移及横移施工。该工艺的顺利实施证明了邻近营业线跨繁忙航道钢桁梁施工采用无导梁纵移及横移法架设方案是科学合理的，是能够保证作业安全的。可为同类结构施工作业提供了实践经验，应用效果良好。