论文部分内容阅读
摘要：干海子大桥是亚洲第一座、也是目前世界上最大的全管桁结构桥梁。其上部结构为钢管桁架连续梁，采用拖拉法施工，由于该桥墩高、桥曲线半径多变、纵坡大，钢管桁架梁的安装技术难度较高。本文分析了该桥拖拉法施工的技术难点，提出了相应的解决措施，并对其施工过程进行了详解，对今后同类桥型的施工设计有一定的参考价值。
关键词：钢管桁架梁；拖拉；施工技术
中图分类号：TU74 文献标识码：A 文章编号：
1工程概况
干海子大桥为四川省雅泸高速公路上的重点工程之一，全长1811m，绕山盘旋而上，单向纵坡大，桥墩主要为钢管混凝土格构墩，上部结构为钢管桁架连续梁，其结构轻巧、构造独特，为亚洲第一座、也是目前世界最大的全管桁结构桥梁。
全橋共计36跨，桥墩高低不一，最高达110余米，低者仅5米。桥曲线半径不一样，纵坡不一样，因而分三联设计（平面布置图如图1）：即0号台～11号墩为第一联，11号～30号墩为第二联，30号～36号台为第三联，设计采用44.5m和62.5m两种主要跨径，钢管桁架梁下弦杆采用Ø803，节间距4400mm，上弦杆Ø273，腹杆Ø406，主梁中心高4400mm。其钢管桁架连续梁采用拖拉法施工，由于该桥墩高、桥曲线半径多变、纵坡大，钢管桁架梁的安装技术难度较高，危险性大，必须进行严密科学的施工设计与方案论证，以确保施工的安全性与精确性。
图1 全桥平面布置图
2施工方案设计
拖拉法施工方案设计一般包括滑道设计与布置、动力装置安装设计、导梁系统设计等[1][4]。
2.1总体施工设计
干海子全桥36跨，分三联，如果每联整体拖拉，由于桥梁单向纵坡大、且梁体自重较大，所需拖拉牵引力大，对桥墩的弯矩较大，此外桥曲线半径多变，梁体的走位不易控制，危险性较高。针对该桥的过程特点，上部结构分三部分进展安装：墩位较低的31~36跨采用吊装安装；1~15跨采用拖拉法从0号台往15号墩方向沿坡向上拖拉；16~30跨从30号墩往16号墩方向采用拖拉法顺坡向下拖拉。
2.2拖拉法施工方案
2.2.1组装平台
设置2个组装平台，按安装单位拖拉施工：1#组装平台设置在0号台路基前，组装1~15跨，以15～14、13～12、11～9、8～6、5～1跨安装拖拉单元，从0号台往15号墩方向以安装单元为单元依次拖拉；2#平台设置在29~30跨处，负责16跨~30跨桁架梁的制作，以16~20、21~26、27~29、30跨安装拖拉单元，从30号墩往16号墩方向以安装单元为单元依次拖拉。
2.2.2滑道
滑道一般由承重结构、滑道钢板、有减小阻力作用的不锈钢面层、润滑介质、限位装置组成[2]。
（1）承重结构
承重结构分为两种，一种是采用砼填补整平方案，砼与支座中心等高，砼与支座用10mm竹胶板隔离，与盖梁用塑料薄膜隔离，盖梁植筋确保新老砼结合为整体，横梁下砼应密实；另一种是采用可横移的型钢组合梁和临时钢管桩支撑架作为承重结构，顶面铺设滑道钢板。滑道钢板采用Q235，t=32的钢材，设置在加宽滑道砼上（或型钢组合梁上），滑道砼上先预埋75×75×6的角钢，安装滑道钢板时与角钢连接。
（2）滑块
由于2#-15#跨处于小半径圆曲线内，桁架宽度由宽变窄，盖梁宽度只有80cm,不便设滑道。所以0#~14#选择托轮代替滑块，而15#-30#属于分两个单元整体拖拉，故采用走板做为主桁架行走装置，15#-26#由于滑道本身有纵坡，直接用无纵坡水平滑块行走，27#-29#滑道水平故采用有纵坡水平滑块行走。
另在使用托轮的0#~14#跨横向限位钢板内侧加贴一层四氟滑板的方法以减小摩擦阻力，确保托轮能顺利的械向滑移。
2.2.3动力装置
动力系统主要由锚固在各墩上的钢绞线、连续牵引千斤顶、液压油泵、可自动控制压力的电磁阀构成。动力装置设计主要包括动力装置安装与钢绞线设置。
（1）动力装置安装设置
动力千斤顶设置在拖拉单元第一跨中间双横连梁位置，反力架现场焊接在桁架上，左右幅各设置一套连续作用千斤顶（包括油泵），两套千斤顶通过1台总控台实现同步控制。
（2）动力钢绞线设置
全桥纵向钢绞线可间断铺通，根据需要选用不同墩作为反力点，以墩顶水平力≤150KN为据控制。以15#、14#拖拉单元为例，左右幅各采用3根钢绞线作为牵引，三根钢绞线分别锚固在前进方向相邻的三个盖梁上，如主梁在0#墩时，牵引钢绞线就分别锚固在1、2、3#盖梁上，当前导梁上1#时，锚固在1#盖梁上的钢绞线推出工作，锚固在4#盖梁上的钢绞线参与工作，以此类推时时保证动力钢绞线数量。
2.2.4导梁
通过施工过程模拟计算分析，本桥导梁分两种情况进行设置。44.5米跨拖拉时，导梁设计长度为10米(有效长度为7.5米)，其计算绕度为300mm, 后支点反力为1120kN。62.5米跨施工时，导梁设计长度为35米（有效长度为32.5米），其计算绕度为592mm，后支点反力为1210KN。导梁设计成5米标准节段，螺栓连接，便于安装和拆除，导梁结构断面高同主梁断面高，主弦为ø406mm钢管。
3主要技术难点与对策
（1）钢管桁架梁的转向定位及横向限位
技术措施：a、在滑道上面覆盖限位钢板设置成滑槽，限位钢板用M24高强螺栓与滑道钢板连接，且在限位板上设置限位销以做为横向限位装置。；b、托轮（或走板）在滑道上滑行时，用3cm厚的不锈钢板与下滑道底板间焊接，同时限位钢板的内侧面上贴四氟滑板，这样主桁架顶推时既可以在纵向滑移，托轮又可以在滑道上限位框内自由横向滑动，从而实现转向定位。
（2）拖拉施工时各个工况下个构件的局部承压变形
技术措施：a、模拟施工过程，分析计算在各个工况下的每个受力支点的受力情况和以及桁架梁的挠度，选择满足刚度的材料做托轮及滑板；b、主桁架换走板时采用在千斤顶上先支垫特制走板与下弦钢管密贴，以防止千斤顶对主桁下弦钢局部施压过大导致钢管变形。
（3）导梁设计与拆卸
技术措施：专门设计导梁拆卸的承重桁架，便于其在主桁架钢管上行走，以便到各个墩位置拆除。
（4）大桩号（16~30跨）拖拉时桁架惯性运动
技术措施：a、拖拉速度慢且保证两幅同步性；b、在桁架尾端设置可松驰的防下滑保险钢绳，将钢绳锚固在后侧墩柱上以作保险装置。
4拖拉施工过程
两个组装平台平行施工，拖拉方法类似。
第一步：先将第15跨及14/2跨总计66.75m桁架梁拼装完成，再安装前导梁，最后在桁架梁前端30米范围安装承重梁拆卸系统。开始拖拉梁前，使用千斤顶将主桁架梁顶升至一定高度安装固定到四轮托轮组。
第二步：整个桁架梁已向前移动22.5米，第一次拖拉完成，根据测量数据对已主梁进行平面曲线、纵向标高进行调整，调整完毕后准备拼装后续桁架梁，然后进行第二次拖拉。
第三步：根据测量数据对已拖拉主梁进行平面曲线、纵向标高进行调整，调整完毕后，继续拼装后续主桁架梁，重复上述过程直至完成该拖拉单元主梁拼装，根据实际移动线性，横向平移主梁调整主梁移动方向，使得前导梁能够顺利通过1#墩托轮。
第四步：当前导梁移动至1#墩时停止，退出1#钢绞线，穿入4#钢绞线，当主桁架移动至1#墩时停止，准备拼装后导梁，完成第二次拖拉。
第五步：拼装好后导梁主桁架梁拖拉至15#、14#跨后安装就位。拖拉过程中，在每一次前导梁将要到达托轮时，根据实际移动线性对主梁移动方向进行平移调整，调整完毕后，使得前导梁顺利到达该墩托轮后，将该墩锚固钢绞线推出，并穿入下一钢绞线，张拉至同一油表读数，待该安装单元安装就位后拆除前后导梁，重复以上步骤完成小桩号安装单元。
5 结语
文章介绍了干海子大桥钢管桁架梁的拖拉法施工设计方案，分析了该桥拖拉法施工的技术难点，提出了相应的解决措施，并以14~15跨为例对其施工过程进行了详解。目前，该桥小桩号（1~15跨）桁架梁已拖拉施工完成，桁架梁安装准确无误，施工进展顺利，大大的节省了工期。
参考文献：
[1] 徐文平, 张宇峰. 钢桥拖拉法施工技术的研讨[J]，公路，2007（5）：48~52.
[2] 唐太茂. 拖拉法安装立交桥钢箱梁[J]，钢结构，2010，25（1）：58~62.
关键词：钢管桁架梁；拖拉；施工技术
中图分类号：TU74 文献标识码：A 文章编号：
1工程概况
干海子大桥为四川省雅泸高速公路上的重点工程之一，全长1811m，绕山盘旋而上，单向纵坡大，桥墩主要为钢管混凝土格构墩，上部结构为钢管桁架连续梁，其结构轻巧、构造独特，为亚洲第一座、也是目前世界最大的全管桁结构桥梁。
全橋共计36跨，桥墩高低不一，最高达110余米，低者仅5米。桥曲线半径不一样，纵坡不一样，因而分三联设计（平面布置图如图1）：即0号台～11号墩为第一联，11号～30号墩为第二联，30号～36号台为第三联，设计采用44.5m和62.5m两种主要跨径，钢管桁架梁下弦杆采用Ø803，节间距4400mm，上弦杆Ø273，腹杆Ø406，主梁中心高4400mm。其钢管桁架连续梁采用拖拉法施工，由于该桥墩高、桥曲线半径多变、纵坡大，钢管桁架梁的安装技术难度较高，危险性大，必须进行严密科学的施工设计与方案论证，以确保施工的安全性与精确性。
图1 全桥平面布置图
2施工方案设计
拖拉法施工方案设计一般包括滑道设计与布置、动力装置安装设计、导梁系统设计等[1][4]。
2.1总体施工设计
干海子全桥36跨，分三联，如果每联整体拖拉，由于桥梁单向纵坡大、且梁体自重较大，所需拖拉牵引力大，对桥墩的弯矩较大，此外桥曲线半径多变，梁体的走位不易控制，危险性较高。针对该桥的过程特点，上部结构分三部分进展安装：墩位较低的31~36跨采用吊装安装；1~15跨采用拖拉法从0号台往15号墩方向沿坡向上拖拉；16~30跨从30号墩往16号墩方向采用拖拉法顺坡向下拖拉。
2.2拖拉法施工方案
2.2.1组装平台
设置2个组装平台，按安装单位拖拉施工：1#组装平台设置在0号台路基前，组装1~15跨，以15～14、13～12、11～9、8～6、5～1跨安装拖拉单元，从0号台往15号墩方向以安装单元为单元依次拖拉；2#平台设置在29~30跨处，负责16跨~30跨桁架梁的制作，以16~20、21~26、27~29、30跨安装拖拉单元，从30号墩往16号墩方向以安装单元为单元依次拖拉。
2.2.2滑道
滑道一般由承重结构、滑道钢板、有减小阻力作用的不锈钢面层、润滑介质、限位装置组成[2]。
（1）承重结构
承重结构分为两种，一种是采用砼填补整平方案，砼与支座中心等高，砼与支座用10mm竹胶板隔离，与盖梁用塑料薄膜隔离，盖梁植筋确保新老砼结合为整体，横梁下砼应密实；另一种是采用可横移的型钢组合梁和临时钢管桩支撑架作为承重结构，顶面铺设滑道钢板。滑道钢板采用Q235，t=32的钢材，设置在加宽滑道砼上（或型钢组合梁上），滑道砼上先预埋75×75×6的角钢，安装滑道钢板时与角钢连接。
（2）滑块
由于2#-15#跨处于小半径圆曲线内，桁架宽度由宽变窄，盖梁宽度只有80cm,不便设滑道。所以0#~14#选择托轮代替滑块，而15#-30#属于分两个单元整体拖拉，故采用走板做为主桁架行走装置，15#-26#由于滑道本身有纵坡，直接用无纵坡水平滑块行走，27#-29#滑道水平故采用有纵坡水平滑块行走。
另在使用托轮的0#~14#跨横向限位钢板内侧加贴一层四氟滑板的方法以减小摩擦阻力，确保托轮能顺利的械向滑移。
2.2.3动力装置
动力系统主要由锚固在各墩上的钢绞线、连续牵引千斤顶、液压油泵、可自动控制压力的电磁阀构成。动力装置设计主要包括动力装置安装与钢绞线设置。
（1）动力装置安装设置
动力千斤顶设置在拖拉单元第一跨中间双横连梁位置，反力架现场焊接在桁架上，左右幅各设置一套连续作用千斤顶（包括油泵），两套千斤顶通过1台总控台实现同步控制。
（2）动力钢绞线设置
全桥纵向钢绞线可间断铺通，根据需要选用不同墩作为反力点，以墩顶水平力≤150KN为据控制。以15#、14#拖拉单元为例，左右幅各采用3根钢绞线作为牵引，三根钢绞线分别锚固在前进方向相邻的三个盖梁上，如主梁在0#墩时，牵引钢绞线就分别锚固在1、2、3#盖梁上，当前导梁上1#时，锚固在1#盖梁上的钢绞线推出工作，锚固在4#盖梁上的钢绞线参与工作，以此类推时时保证动力钢绞线数量。
2.2.4导梁
通过施工过程模拟计算分析，本桥导梁分两种情况进行设置。44.5米跨拖拉时，导梁设计长度为10米(有效长度为7.5米)，其计算绕度为300mm, 后支点反力为1120kN。62.5米跨施工时，导梁设计长度为35米（有效长度为32.5米），其计算绕度为592mm，后支点反力为1210KN。导梁设计成5米标准节段，螺栓连接，便于安装和拆除，导梁结构断面高同主梁断面高，主弦为ø406mm钢管。
3主要技术难点与对策
（1）钢管桁架梁的转向定位及横向限位
技术措施：a、在滑道上面覆盖限位钢板设置成滑槽，限位钢板用M24高强螺栓与滑道钢板连接，且在限位板上设置限位销以做为横向限位装置。；b、托轮（或走板）在滑道上滑行时，用3cm厚的不锈钢板与下滑道底板间焊接，同时限位钢板的内侧面上贴四氟滑板，这样主桁架顶推时既可以在纵向滑移，托轮又可以在滑道上限位框内自由横向滑动，从而实现转向定位。
（2）拖拉施工时各个工况下个构件的局部承压变形
技术措施：a、模拟施工过程，分析计算在各个工况下的每个受力支点的受力情况和以及桁架梁的挠度，选择满足刚度的材料做托轮及滑板；b、主桁架换走板时采用在千斤顶上先支垫特制走板与下弦钢管密贴，以防止千斤顶对主桁下弦钢局部施压过大导致钢管变形。
（3）导梁设计与拆卸
技术措施：专门设计导梁拆卸的承重桁架，便于其在主桁架钢管上行走，以便到各个墩位置拆除。
（4）大桩号（16~30跨）拖拉时桁架惯性运动
技术措施：a、拖拉速度慢且保证两幅同步性；b、在桁架尾端设置可松驰的防下滑保险钢绳，将钢绳锚固在后侧墩柱上以作保险装置。
4拖拉施工过程
两个组装平台平行施工，拖拉方法类似。
第一步：先将第15跨及14/2跨总计66.75m桁架梁拼装完成，再安装前导梁，最后在桁架梁前端30米范围安装承重梁拆卸系统。开始拖拉梁前，使用千斤顶将主桁架梁顶升至一定高度安装固定到四轮托轮组。
第二步：整个桁架梁已向前移动22.5米，第一次拖拉完成，根据测量数据对已主梁进行平面曲线、纵向标高进行调整，调整完毕后准备拼装后续桁架梁，然后进行第二次拖拉。
第三步：根据测量数据对已拖拉主梁进行平面曲线、纵向标高进行调整，调整完毕后，继续拼装后续主桁架梁，重复上述过程直至完成该拖拉单元主梁拼装，根据实际移动线性，横向平移主梁调整主梁移动方向，使得前导梁能够顺利通过1#墩托轮。
第四步：当前导梁移动至1#墩时停止，退出1#钢绞线，穿入4#钢绞线，当主桁架移动至1#墩时停止，准备拼装后导梁，完成第二次拖拉。
第五步：拼装好后导梁主桁架梁拖拉至15#、14#跨后安装就位。拖拉过程中，在每一次前导梁将要到达托轮时，根据实际移动线性对主梁移动方向进行平移调整，调整完毕后，使得前导梁顺利到达该墩托轮后，将该墩锚固钢绞线推出，并穿入下一钢绞线，张拉至同一油表读数，待该安装单元安装就位后拆除前后导梁，重复以上步骤完成小桩号安装单元。
5 结语
文章介绍了干海子大桥钢管桁架梁的拖拉法施工设计方案，分析了该桥拖拉法施工的技术难点，提出了相应的解决措施，并以14~15跨为例对其施工过程进行了详解。目前，该桥小桩号（1~15跨）桁架梁已拖拉施工完成，桁架梁安装准确无误，施工进展顺利，大大的节省了工期。
参考文献：
[1] 徐文平, 张宇峰. 钢桥拖拉法施工技术的研讨[J]，公路，2007（5）：48~52.
[2] 唐太茂. 拖拉法安装立交桥钢箱梁[J]，钢结构，2010，25（1）：58~62.