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1、44m+62m+44m鋼箱梁拖拉法架設施工工法1.前言大跨度鋼箱梁采用拖拉法實現跨越高速公路，保證其上部結構安全及高速行車安全，為我局以后類似工程的施工提供經驗。拖拉法就是在吊裝區設計墩孔處搭設鋼管支架，在其上部放置貝雷架來實現鋼箱梁的拼裝焊接，在拼裝區鋼管支架區間設置滑動走行裝置，鋼箱梁焊接及檢驗后，利用拼裝區拖拉機構牽引鋼箱梁前行，至設計位置后微調、落梁并最終就位。在施工中組織技術攻關，經過工程實踐后總結形成此工法，取得了良好的經濟效益和社會效益。2.工法特點2.1確保鋼結構各零部件的制造精度和焊接質量，把復雜的加工工序安排在廠內完成，可以簡化現場組拼合焊接工作，提高鋼箱梁的精度和焊接質量2、。2.2鋼箱梁拼裝區與落梁區可進行分開施工，有利統一安排工期要求。2.3鋼梁架設及拖拉過程中，保障施工及人身安全，根除鋼梁的架設作業對涉及范圍內的交通安全隱患。2.4拖拉滑動裝置的成功使用，施工周期短，節約了設備投入，降低了大量的鋼管支架，有較強的經濟性和技術推廣性。2.5施工成本低，需用機具設備和勞動力少，大大提高了工作效率。3.適用范圍適用于大跨度鋼梁跨越江河水面、高速公路、鐵路等通行不能中斷情況下的架設、施工難度高等特殊情況的高速公路和鐵路。4.鋼箱梁吊裝及拖拉工藝原理主線橋鋼箱梁架設施工采用單向拖拉與支梁架設兩種方式進行。鋼箱梁中間跨采用拖拉法兩次拖拉以實現跨高速公路。先在高速公路兩側3、搭設拖拉用支墩、下滑道支墩、焊接平臺支墩、落梁支墩等，在中央分隔帶位置安裝下滑道支墩，各支墩頂部分別安放有貝雷架、滑道托輥、落梁千斤頂、橫向位置調節裝置、拖拉機構等。鋼箱梁兩邊跨采用60t龍門吊將鋼箱梁吊裝到臨時支架上架設。鋼箱梁節段（縱向共分為35個加工小節段）采用現場鋪設60t拆裝式龍門吊從橋軸線下方施工場地分別起吊安裝到兩端組焊支墩架上，拼裝成整體拖拉節段，并且在支架上完成拖拉節段梁的焊接工作。中間拖拉梁長72m(從第11節到第25節，共15小節段)，兩次拖拉跨越高速后，支承于8、9號支墩兩側臨時支撐上并落梁定位，作為基準節，再直接采用兩側龍門吊同時拼焊兩邊跨節段梁（左右各10小節段）。4、主線橋拖拉示意圖如下圖所示。5施工工藝工藝流程及操作要點5.1、施工工藝流程安裝工藝流程見5.1圖所示。場地平整、壓實臨時支架設計、審核臨時支墩設計、審核龍 門 吊 安 裝龍門吊軌道鋪設臨 時 支 墩 施 工臨 時 支 架 制 作臨 時 支 架 安 裝拼裝焊接第1125節拖拉過京珠高速公路拆除臨時支架、落梁涂 裝拼裝焊接第2635節拼裝焊接第110節5.1安裝工藝流程圖5.2、操作要點5.2.1、鋼箱梁制作鋼箱梁分成若干節段制造出廠，在現場吊裝后將節段焊接成橋。鋼箱梁部分位于豎曲線內，為保證成橋后鋼梁線型，中跨鋼梁設預拱度，同時注意鋼梁立面線型包括設計曲線和預拱度曲線兩部分 ,因此工廠制造時應5、按兩部分的疊加曲線進行。5.2.2、鋼箱梁的運輸由于漢蔡高速跨京珠段的地理位置，鋼箱梁的制作分為廠內下料、加工坡口及板單元件的組焊，節段組焊，按工程進度由廠內專人負責指揮運輸時間，運量與要求編隊、配載，確認及吊裝捆綁加固的發送工作，作好發運批次、批量、數量和到達工地時間要求等交接手續?？紤]到運輸對部件的損傷，堆放時采用打包和木質楔塊隔離，防止運輸變形。5.2.3、臨時支架基礎處理和臨時支架制作安裝5.2.3.1、臨時支架的布置主線橋左右兩幅各布設13組臨時支架（其中第6、8組為活動小車），主線橋臨時支架布置見圖下圖。5.2.3.2、臨時支架的設計根據臨時支架的布置和整橋的載荷可以計算出每組臨時6、支架的受力。每一組臨時支架的基礎都開挖出硬質原土層，按地質勘探報告，硬質粘土層的土壤強度達到0.15Mpa，土質沒有達到強度要求的須用毛石換填。使其每個基礎可受力510t。每一組臨時支架設計為八根大于4266的鋼管組成。各立柱鋼管之間1596的鋼管連接和做剪刀撐，見臨時支架示意圖。臨時支架的柱頂與鋼箱梁之間設置滑動裝置、兩端部設置導向裝置；臨時支架的頂部牛腿安裝貝雷架；每一組臨時支架之間設置一組焊接平臺；所有的焊接平臺和臨時支架全部用型鋼連為一個整體，從而組成一個完整的組拼裝大平臺。5.2.4、龍門吊安裝 5.2.4.1、龍門吊選擇。根據制作廠運來的鋼箱梁段最大件重約35t，從而選用60t，37、3m跨，起升高度為17m的龍門吊。5.2.4.2、龍門吊的布置。主線橋的78號墩之間和911號墩之間分別架設兩臺60t的龍門吊，其布置見下圖。4.4.2.2龍門吊及軌道布置圖5.2.5、滑道和導向裝置設計根據支架搭設布置位置和拖拉節段梁長度及安裝位置，在各要受力臨時墩面及中央隔離節支墩頂面布置滑道，滑道布置于鋼箱梁兩外側腹板對壓梁底，單幅梁左、右布置三列，同時由于鋼箱懸臂拖拉頭部下撓，因此，實際安裝時托輥總成高低位可調。滑道為兩個工字鋼拼焊而成，在滑道上表面還設置不銹鋼板和聚四氟乙烯墊板，使梁體和聚四氟乙烯墊板與不銹鋼板之間滑動，用于減小拖拉時的摩擦力。為保證鋼箱梁拖拉時橫向產生位移和安裝對位8、，在各臨時支墩組焊固定的橫向微調支座，主要便于微調時提供千斤頂支反力，同時對鋼箱梁拖拉偏移時起一定限位作用。導向裝置采用滾動軸承的方式。導向和滑道裝置示意圖如下：4.4.3導向和滑道裝置示意圖5.2.6、牽引裝置由于中間節段梁重約為450t（含護欄），滑道與鋼箱梁底部墊以聚四氟乙烯墊板，理論摩擦系數約為0.1，由此可知其牽引力為45t?？紤]拖拉起動前還須克服靜摩檫力，并取一定安全系數，采用100噸液壓牽引機牽引。用5根21.5的鋼絞線作為拖拉鋼線。5.2.7、滑道、貝雷架布設5.2.7.1、78#墩之間架設通長貝雷架，用于空中拼接鋼箱梁。每個臨時支架兩邊的立柱頂部設一組貝雷架組，此組貝雷架組由9、兩排1500mm高的貝雷片用900mm寬的花窗相連；臨時支架中間立柱頂部設一組由兩排1500mm高的貝雷片用450mm寬的花窗相連的貝雷架。5.2.7.2、910#墩之間架設貝雷架，用于空中拼接鋼箱梁和加強各臨時支架之間的穩定性。貝雷架之間用銷子連接，不用焊接。貝雷架與鋼柱之間用螺栓連接。相連兩組貝雷架之間在臨時支架處用腳手架搭設操作平臺。5.2.7.3、910#墩之間每個臨時支架兩邊的立柱頂部牛腿上設一組貝雷架組，此組貝雷架組由兩排1500mm高的貝雷片用900mm寬的花窗相連；臨時支架中間立柱頂部設一組由兩排1500mm高的貝雷片用450mm寬的花窗相連的貝雷架。貝雷架平面布置示意圖如下：10、5.2.7.4、其中的9#墩中間立柱為拖拉梁受力處，拖拉梁5米長，在拖拉梁下部增設一個立柱，地基處理與臨時支墩相同，此立柱基礎為面積3m3m，布筋12mm10cm10cm，澆注60cm厚的C30砼。按下圖進行布置拖拉滑道5.2.8、吊拼裝、焊接5.2.8.1、構件嚴格按現場的組裝順序進入施工現場，進入現場立即卸車，直接吊入拼裝場地進行拼裝。4m寬的鋼箱梁先在地面上組裝成8m寬的鋼箱梁再整體吊入拖拉拼裝平臺進行拼裝。5.2.8.2、將鋼箱梁吊入拼裝平臺，用20t液壓千斤頂調整接口的縫隙大小，一般控制在510mm之間。用儀器檢查拼接的兩片鋼箱梁的中心線、標高、弧度和起拱度符合圖紙要求。5.2.8.11、3、調整完畢后，用騎馬板焊接牢固，再進行焊接。頂板和底板采用高溫陶瓷墊貼于焊縫底面，用CO2氣保焊打底，埋弧自動焊蓋面；兩腹板采用CO2氣體保護焊或手工焊直接焊接成形；焊縫無損檢測合格后，將頂板、底板上縱肋處的焊縫磨平，用縱肋將兩片鋼箱梁的縱肋連接起來；最后焊接腹板上的縱肋、懸臂上的縱肋和護板。頂板、底板、腹板以及縱肋的橫向對接焊縫均要達到級焊縫標準。5.2.8.4、將在地面上拼裝完的第一節構件吊裝拖拉平臺上，一端架在9#墩滑道上，另一端架在貝雷架上，此時貝雷架與梁底約有640mm空間，用臨時小支架墊實，并在與第二節構件接口處用臨時小支架和千斤頂調平接口處標高。將第二節構件吊裝到位并與第一節拼12、裝在柱頂平臺拼裝時，確保每一節構件都有四個固定受力點，同時鋪以活動受力點調整。5.2.8.5、將頂板上的防撞護欄吊裝就位、調整并焊接牢固。5.2.9、拖拉鋼箱梁5.2.9.1、拖拉前準備：拖拉節段鋼箱梁（第1119節，44m）拼裝焊接完畢并檢驗合格后，組焊牽引用的吊耳、拖拉梁端處加固等，使梁處于拖拉前狀況。為了確保主線橋鋼箱梁拖拉過高速公路安全，現場拖拉梁前端距高速公路9墩路肩處留有12m拖拉預演距離，作為試驗拖拉區段，以便調整校驗整體拖拉設備支架、人員協調等，以保證在過高速公路時的絕對安全、可靠、快捷。此時，拖拉梁前端應到達9墩側路基護坡上臨時支墩上，以待正式過高速公路。5.2.9.2、拖拉13、過高速公路：按照預先拖拉報批方案及批示封道時間，正式封道，靠近9墩側京珠右幅處于全封閉狀態，封閉路段兩端及變道處按要求設置警示標志和防撞設施，并指派專人負責保通安全；設置現場指揮長；統一協調各部人員，包括聯絡管理人員、拖拉操作人員、鋼箱梁運行過程監測人員、支架監測人員、臨時支墩及托輥監測人員、設備檢查維修人員、各輔助工種人員等。此時將要拖拉的鋼箱梁長度達到56m，拖拉時在各托輥總成處，設置人專門負責觀察拖拉過程中的監視和滑板的喂進。此時節段鋼箱梁過公路移動16m，當鋼箱梁前端抵達中央隔離帶支墩上時。固定各支墩處支點，保證鋼箱梁與支架均處于完全固定為一整體。消除在非操作情況下風力的影響。按照相同14、步驟，拖拉同側另半幅鋼箱梁，前期準備工作雙幅同時進行。此時第一階段拖拉結束，拆除京珠左幅封閉各種臨時設施，以便開通交通，進入下一階段拖拉。在鋼箱梁尾部再次接長四節16M。達到72m長。5.2.9.3、封閉高速左幅交通，進行下一階段拖拉前的準備工作，整個拖拉過程及控制按照第一階段拖拉程序執行。節段鋼箱梁在第一階段拖拉位置繼續前行20m左右，至設計水平位置，單幅拖拉到位后固定，再拖拉另半幅節段鋼箱梁，到位，并固定，整個主線橋主跨拖拉結束，拆除路面設置的除中央隔離帶支墩外的各種臨時設施。5.2.9.4、在8、9#支墩臨時支架上采用液壓油缸及千斤頂微調對位拖拉節段梁的空間絕對座標值。其絕對座標值數據由15、計算機模擬設計圖給出?？臻g座標值的監測采用全站儀檢測校驗，校驗點位于兩外側腹板與隔板交叉處的對應頂板上，校驗點位置縱向間距4m，并于組裝時標出。全站儀測量固定在每天早晨7：009：00鐘進行，直到該節段橋面線性尺寸穩定后再固定，并且作為兩邊跨剩余小節段梁組拼的空間位置基準尺寸和起始拼裝點。5.2.10、鋼箱梁橫向偏位調整鋼箱梁在拖拉過程中已按設計位置初步就位，施工中會產生橫向偏位。在滑道及導向裝置設計上已考慮在各臨時支墩組焊固定的橫向微調支座，主要便于微調時提供千斤頂支反力，同時對鋼箱梁拖拉偏移時起一定限位作用，采用20t液壓千斤頂來糾正橫向偏位問題。5.2.11、兩邊跨的鋼箱梁吊拼裝5.2.16、11.1、高速公路兩側采用了支架架設法，兩邊跨剩余小節段梁各節段較小，最大節段重50t，且不影響高速公路通車，兩側龍門吊均可直接將鋼箱梁吊裝到位，因此同時在墩側和墩側采用龍門吊均將各小節段梁一次吊運組裝到位，拼裝定位焊接。5.2.11.2、為保證全橋長度尺寸及彌補焊縫收縮量，在墩及10墩上拼接最后兩個節段時，加工中預留一定收縮量，待整體尺寸確定后再取長度，拼接到位。5.2.12、整體落架待全橋跨組焊檢測合格后，采用4臺500t液壓油缸整體頂升，調整支座與梁底間隙及支反力，拆除各臨時支墩上墊塊，落梁就位，實現全橋體系轉換。轉換完成后，拆除橋下支架及臨時支墩，補漆。在中央隔離帶支墩拆除及補漆時，為17、了確保安全，拆除過程短時間內設立警示標志，實行交通管制。5.3勞動力組織見表5.35.3勞動力組織情況表吊裝、拖拉勞動力組織序號職務或工種人數工作職責或內容A管理人員111生產管理人員6工程統一指揮，技術質量安全管理工作2技術人員5工藝施工技術管理、測量、無損檢測B施工人員1181鉚工252焊工403鉗工24電工25除銹工、油漆工66起重47行車48架子工109輔工20總計1196.設備機具配備6.機具設備配備表序號設備名稱規格單位數量備注1龍門吊60t臺22汽車起重機80t臺13汽車起重機25t臺24臨時支架50t705輥道和導向裝置組506液壓牽引機100 t臺27液壓千斤頂100t臺2018、8液壓千斤頂20t臺309運輸車輛(30t)臺210埋弧焊機臺411CO2焊機臺2012交流焊機臺1013直流焊機臺414無氣噴涂機臺215空壓機臺216焊條烘箱臺617手動導鏈10t臺1018手拉葫蘆5t臺1019全站儀臺120精密水準儀臺121X射線探傷機臺122超聲波探傷機臺123角磨機100、150、180臺4024軸流風機臺1025測厚儀臺126地滑車400t臺27.質量標準本工法施工執行下列規范和標準：公路橋函施工技術規范（JTJ041-89）、市政橋梁工程質量評定標準（CJJ2-90）、鋼結構工程施工質量驗收規范（GB50205-20XX）、涂裝前鋼材表面的銹蝕等級與除銹等級、鋼19、焊縫的外形尺寸（GB10854-89）、建筑鋼結構焊接規程（JGJ81-20XX）、手工電弧焊焊接接頭的基本型式與尺寸（GB985）、埋弧自動焊焊接接頭的基本型式與尺寸(GB986)。8.安全措施8.1人員進場實行安全培訓，施工前要實行安全交底，班前會進行提示。進入現場必須戴安全帽，穿工作服，上高空穿防滑鞋，系安全帶。8.2吊裝前實行模擬吊裝，不得強行起吊。吊裝必須是有資質的起重工專人指揮，不得違章作業，不得違犯安全生產操作規程。8.3臨時支架頂部設立安全操作平臺，設置安全欄桿，用帶防護罩的直爬梯通向地面。8.4在鋼箱梁內進行焊接時，用引風機將梁內的煙氣抽出，防止意外事故發生。8.5鋼箱梁兩側20、的翼板焊接采用活動倒掛吊籃，吊籃設置要結實，固定要牢固，同時還須從鋼箱梁上引出安全帶系繩。8.6在鋼箱梁拖拉、停頓期間，對鋼支架穩定性進行觀測，發現異常情況及時進行加固處理。同時禁止施工人員橫穿高速公路。8.7加強與高速公路管理部門的聯系，主動邀請交管部門進行專業知識講座，對現場安全技術管理人員進行培訓，所有交通管制方案實施前，必須經過交警部門的批準，并嚴格按上報方案實施。施工前，在施工路段設置明顯的施工、安全標志。施工、安全標志齊全、規范、清晰、視認性好、設置地點準確、設置牢固，能夠有效的提示和引導駕駛人員通過施工路段。9、環保措施9.1、積極與高速管理局及路政處進行協商溝通，制定詳細防護方21、案對京珠高速公路綠化、路面及設施進行維護。9.2、對公路兩側邊坡及中央分隔帶綠化樹木進行移植，及時疏通排水系統；拆除原京珠兩側隔離柵設施，移運至公路兩側波形護欄處確保高速公路封閉性，防止當地人員及家禽進入高速公路，完成后再恢復原貌。9.3、鋼箱梁拖拉過程中，為防止移動支墩運行對公路路面造成破壞，在易破壞區域墊設鋼板防護。10、效益分析10.1、加快了施工進度，計劃工期8個半月，施工工期240d，縮短工期15d。10.2、本工法與搭設支架法吊裝架設相比較，采用傳統支架法施工成本2087.9萬元,跨京珠高速段采用拖拉法后成本2052.3萬元,節約支出35.6萬元,降低了施工成本。11.工程實例三建22、公司承建的漢蔡高速公路紅廟互通主線橋鋼箱梁橫向上跨京珠，與被交道京珠高速公路的交角108，鋼箱梁橋跨布置為44m+62m+44m，鋼箱梁橋總長150m，橋寬為26m，為雙向四車道，左右幅分離，總重約1723t。該橋上跨越京珠高速公路的跨距達62m，京珠高速路高出地面 5m，京珠高速路兩邊的護坡很長，導致地面的組裝場地很小，能夠利用的拼裝地面為農田，有許多的水坑和淤泥且現場的吊裝地理環境極為惡劣。高速管理局要求鋼箱梁上跨期間，京珠高速封道時間只給16d的施工期，施工難度大，施工工期緊，科技含量高。工程實施項目管理，開發了拖拉鋼箱梁安全跨越京珠高速公路施工工法,填補了公司在上跨既有線鋼箱梁施工的一項空白，具有推廣價值。在施工期間多次受到武漢市交委、業主及高速管理局一致好評。