浮托法在钢桁梁桥梁架设施工中的应用研究

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摘要：随着交通的发展，跨河特大钢桁梁桥的修建越来越多，如何快速、安全、经济的完成该类桥梁的架设施工是桥梁建设中急需解决的关键技术问题。本文结合实体工程的成功实践，详细阐述了浮托法架设施工方法，为浮托法在桥梁架设施工中的应用积累了新的技术资料，可供同类工程施工参考。

关键词：浮托法，钢桁梁桥，架设施工。

中图分类号：U448.21+1文献标识码： A 文章编号：

1工程概况

漯河至阜阳增建二线工程的赵寨颍河双线特大桥位于河南沈丘县新安集镇内，上游距离既有漯阜铁路桥90m左右。特大桥所跨越的颍河属淮河水系，是淮河最大的支流，发源于嵩山山脉的阳乾、少室诸山，与沙河在川汇区孙嘴村汇合，称沙颍河。桥位河床坡度在周口以上较陡，周口以下较平缓。桥址区地貌单元为冲积平原，地形整体较平坦，局部稍有起伏，堤岸植被较发育，河滩平坦处种植有农作物，地面海拔高程为26.30～38.60m，相对高差12.50m。桥址位于颍河一级冲积阶地上,有乡村公路抵达，交通条件较好。 桥位地区属暖温带大陆性季风型气候。桥位处为Ⅳ级航道，上下游均有水闸（水位可控），一般不会低于最低通航水位+26.35m（最高通航水位为：+39.9m，最低通航水位时的水深不小于6m，河底较平坦），常河水位为+31.5m。其他水文资料：H1/100=42.96m，Q1/100=4827.29m3/s,V1/100=3.11m/s（当上下游水闸流量基本一致时，流速小于1m/s）。根据《河南省内河航运发展规划》，桥位处河段规划航道等级为国家Ⅳ级，根据《内河通航标准》规定，单孔双向通航净宽Bm2＝90m。颖河特大桥桥轴线法线与河道洪水流向夹角约23°，往来船只较频繁。根据河南省交通运输厅《关于对漯阜(二线)铁路颍河双线特大桥通航净空尺度和技术要求审批的复函》，颍河特大桥采用128m下承式简支双线钢桁梁跨越主航道。钢桁梁的架设施工方法很多，其施工方案的选择，不仅要考虑桥梁形式、跨度、宽度，桥位处的水文、地质、地形等条件，还要考虑交通（航运）、机械设备、工期、造价、安全性、可行性等多钟因素。国内目前比较成熟的钢桁梁架设方案主要有：膺架法、悬臂拼装架设法、浮吊架设法、顶推架设法、拖拉架设法、浮运拖拉架设法等。赵寨颍河双线特大桥主跨1-128m下承式双线简支钢桁梁的主要现状是：钢梁为大跨度、大吨位、单孔式设计；跨越国家Ⅳ级航道，往来船只较频繁，工期较紧；河道常水位不深、水流速可控（上下游均有水闸）。为了确保赵寨颍河双线特大桥主跨1-128m下承式双线简支钢桁梁优质、安全地完成架设施工，根据赵寨颍河双线特大桥的现场调查情况，综合运用经济、技术等各项指标，最终确定采用浮托法架设施工。

2 浮托法架设施工

（1）钢桁梁的拼装。采用在岸边设临时支架上拼装，并在42#墩设主墩支架供悬臂浮托之用。（2）滑道的布置。按下滑道连续、上滑道布置在下弦节点处，采取间断布置。（3）架设方法。先将钢梁向前顶推4个节间（即在主墩支架前端悬臂4个节间），在河中设1个浮动支墩（用3条驳船组拼而成），在浮墩上设置1对支点，分别支承在第3个节点上，采用半悬臂浮托法架设，见图1。（4）钢梁安装架设顺序为搭设陆地支架及主墩支架、浮墩组拼、安装滑道拼装主桁、横梁、上平纵联吊装桥面单元块安装顶推设备顶推、浮托前技术检查钢梁就位顶梁、落梁(检查各部件、连接、安装支座等)拆除支架及浮墩等施工混凝土道碴槽、桥面防腐、防水层、涂装等附属设施完成。

图1钢桁梁的拼装

（5）浮托法架设具体施工为：①预拼场及杆件存放场。利用47#～49#墩间的空场地及44#～46#墩间的便道,作为钢梁预拼场,主要用于钢梁预拼、杆件翻身、临时存放。存放场和预拼场设存放临时支垫及固定台座，并按规定设置紧固件库房、油漆及工具库、试验室等。②拼装支架及主墩支架。根据现场条件，在42#～45#墩之间搭设临时支架，长度范围约为82m，宽度约16m。在支架上进行钢梁拼装。在41#、42#墩搭设主墩支架（41#墩仅靠河侧有），支承钢管支承于承台之上，支架下滑道与陆地拼装支架顺接成整体，钢梁在42#～45#墩间的支架上整体拼装完成后，由42#墩向41#墩浮托，见图2。③浮墩组拼。在岸边，首先对各船进行加固处理，然后采用万能杆件将3条船并排连成整体，最后用万能杆件在组拼好的船上搭设支架和分配梁等。④钢桁梁现场吊装、拼装。本桥最重杆件约35t。选用200吨汽车吊1台，进行现场拼装作业。按节间为单元逐一拼装。⑤最大悬臂跨度的确定。钢梁拖拉最大悬臂计算长度为51.2m（4个节间）。⑥梁底滑道设置。滑道的布置采用下滑道连续、下弦节点处上滑道间断设置的方法。根据钢桁架结构受力特点，上滑道设置于主桁下弦杆节点下方，上滑道根据预拱度要求，同时考虑最大悬臂时的下挠（85mm），通过调节上滑道高度，达到上述设置，上滑道底面处于同一标高上（下滑道呈水平状）。⑦顶推装置的设置。左右侧主桁尾部各设压油缸一台，作为钢梁前行顶推动力，采用销轴将油缸连接座固定在下滑道上作为顶推千斤顶反力架。⑧钢梁浮托。钢梁在陆地支架上组拼完成后，钢梁向河中悬臂4个节间，先将浮墩移至钢梁下，抽排压仓水，托起钢梁前端，利用顶推油缸将钢梁向前顶推，同时浮墩托住钢梁与钢梁顶推速度同步拖向41#墩，直至钢梁就位。

图2拼装支架及主墩支架

3结语

浮托法施工中采用两支点拖拉，在整个浮拖过程中，浮墩的顶托力是恒定的，浮墩中途不抽排水，排除了浮拖途中抽排水引起的浮墩倾斜等不安全因素，安全性较好；浮船的联结、加固和支架（万能杆件）的拼装、拆除均可以靠河岸一侧进行，与陆地支架上的钢桁梁组拼可平行作业，对浮托的施工工期影响较小；水中临时支墩只对正式浮托中的两天时间里影响河道的通航；经与海事局商量，由于封航时间较短（只需两天时间），正式浮托时可以封锁航道，从而较小的影响了过往船只的运营安全。同时针对钢桁梁依靠浮墩顶托，方向控制缆进行纠偏，现场组织指挥调度要求较高；浮墩支架较高（设计浮墩高度为21.09m），其结构的稳定性能要求较高；由于钢桁梁依靠水中浮墩支架（万能杆件）的顶托直至到达设计位置，钢桁梁的结构应力随着浮墩的行过程中变化较为复杂，其线形的监控和施工过程中应力的实时监测需考虑的工况就较为复杂和多变；钢桁梁顶托过程中，浮船对河道的水位、水流速以及风力等因数的条件也要求较高等采取了针对性措施，经过架设施工方案的多次修改和完善，对传统意义上的浮拖法进行了改进，排除了以前同类似钢梁施工过程中遇到的诸多干扰因素和不安全因数，确保了本次钢桁梁优质、安全地完成浮托架设施工，保证了钢桁梁施工的工期进度以及后期工作的安排顺利进行，从而让本工程的经济效益、社会效益达到一定的效果。

参考文献

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作者简介：聂继昌,(1957、4——),本科,高级工程师,主要从事工程设计与施工管理。