钢桁梁的浮拖施工控制
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钢桁梁的浮拖施工控制
摘要：浮拖法即将浮运与拖拉综合利用的进行钢梁架设。主要适用于沿海以及平原等水流速较小的地区。本文从浮拖法质量标准及技术优势入手，对浮拖法施工设计的主要内容进行了重点阐述，最后以颍河双线特大桥128米双线简支钢桁梁为例对于这一技术作出了进一步的论述。
关键词：钢桁梁；浮拖；技术
Abstract: Float to float the drag method and the comprehensive utilization of
drag on steel beam erection. It mainly used in the coastal and plain, as well as the
water velocity smaller areas. This paper, from the floating drag method quality
standards and technical advantage of the floating drag construction design method of
the main contents, with emphasis on the last big bridge 128 meters yinghe large
double double simply-supported steel truss girders for example for this technology
made further discussed.
Keywords: Steel truss girders; Float drag; technology
浮拖施工技术已经在我国的桥梁建设中得到广泛的应用，例如广深线石龙南北桥、哈尔滨的松花江桥以及湘黔线的湘江桥等。并且中铁二十四局在早年就开始采用分段拼装、渐进拖拉以及整空浮拖的施工技术，成功的完成了一系列的钢桁梁施工工程。
1.浮拖法质量标准及技术优势
1.1浮拖法质量标准
在实施浮拖法的整个过程中严格的按照《铁路桥涵施工规范》执行。使用经纬仪以及水平仪监测钢梁首尾的中线偏位以及横梁顶面的标高变化。中线的偏位以及横梁前端的水平分别由滑道锟轴方向、浮船两端的水位和浮船尾舱的平衡水位控制。浮拖的中线、纵坡以及水平的具体要求以下面范围为准：
（1）中线：当滑道的纵向仅有一处支撑时，浮拖中浮船的支撑处的偏差可控制在30cm左右；但是一般情况下左右支托处允许的偏差只有5cm，并且钢梁的两端不能在同一侧发生倾斜。
（2）水平：理论上讲，钢梁两侧的主桁的高度差不能大于二者间距的1/500。
（3）纵坡：浮拖实施中，钢梁的纵坡与滑道的设计差值不能大与千分之一，并且经验表明钢梁前端被浮船顶托的支点宜高不宜低。
1.2技术优势
浮拖法与膺架法相比的突出特点是省去了在桥洞内设置膺架的麻烦，并且由于其到浮拖作用的船只在桥孔的停留时间较短，因此可以节省大量的资金、缩减工期以及吧对于航运的影响降至最低。
与悬臂拼接法相比较而言，由于钢梁的拼装可以同时与浮船托架、码头施工以及浮船准备进行，因此极大的缩短了工期。并且由于钢梁拼接是场地作业，这就可以保证施工的安全以及拼装的质量。
与单纯的拖拉法相比，由于直接的减少了导梁以及连接杆的使用数量，并且钢梁的加固量相对的较少，因此就此而言就减少了大量的安装费用。
而与单纯的浮运相比，由于浮拖法可以利用边跨梁以及桥墩台，不仅减少了施工量，同时也降低了使用浮船的载重吨位。
特别是在这几十年的不断实践、探索中，使用分段拼接、拖拉并且以整体浮拖的方案逐渐被广泛的应用，并积累总结了一整套包括浮船、托架以及牵引装置的施工计算方法以及社工设计，同时也一次次的刷新浮托单线的长度记录。
2.浮拖法施工设计的主要内容
（1）钢梁纵移码头及滑道布置
浮拖法施工中为了避免拖拉过程中产生的阻力以及路基的不均匀沉降带来的拼装误差以及减少支敦的垢工，所采用的对策是在台后的左右22米处各设置一个临时台，而有万能杆组件搭建的便梁则成为0号台、一号墩以及临时台的连续梁。而钢梁的分段拼接就是在临时台后的16-32米处地段实现的，然后再分部的拖拉，直到桥孔钢梁全部的被栈桥支撑起来，从而实现整孔的浮拖。
（2）钢梁在浮拖以及拖拉的过程中的受力情况、支点分布、必要的加固根据施工的要求以及实际需要制定；托架使用万能杆件拼装。
（3）确保浮船的总承载能力要大于浮船整体的重量，包括船上的设备、压舱的水量、连接装置、托架以及从船体、钢梁等。
（4）对浮船进行稳定性的计算分析：首先是确定托架的固定中心，一般万能杆件的托架中心处于船尾19.05米处，此时所有的里对于浮心的力矩为零；保证浮船的排、充水量能满足浮拖施工的技术要求以及安全需要，同时满足浮船底部与河床底的最小距离大于0.4米以及顺利的进出底梁的需求；使用中的所有浮船要按照有、无连接进行船体倾斜度、稳定性以及水面上弦高的计算，其参数范
围为：水面以上的弦高大与50cm、纵横倾斜角不大于5度、纵横的复稳定系数大于2。
3.实例探讨
3.1工程概况
漯河至阜阳增建二线的赵寨颖河双线特大桥位于河南沈丘县新安集镇，特大桥所跨越的颖河属淮河水系，是淮河最大的支流。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。桥位地区属暖温带大陆性季风型气候。四季分明，旱、涝、风雹、低温、霜冻和干热风等灾害频繁。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下承式简支钢桁梁跨越主航道。
该工程主桥采用128m下承式简支钢桁梁，全长129.6m。主桁弦杆采用箱型截面，截面内宽取902mm，上弦杆内高1260mm，下弦杆内高1250mm，弦杆板厚不超过44mm。本桥下弦平面采用整体正交异性钢桥面板的有碴桥面结构，钢桥面板与带整体节点下弦杆的上水平板通长焊连，共同承受主桁内力。并且采用密横梁整体正交异性钢桥面系以及上平纵联采用交叉式体系。
3.2主要技术措施
根据设计图中的水文资料，最低通航水位为：+26.35m，梁底标高为+49.88m，常河水面标高为+31.5m，水中浮墩总高度按20.91m设计，通过对现场考察，主墩41#、42#墩一半以上处于水中，水深4.5m，在浮拖前对主墩附近上下游各35m范围内进行疏浚，保证浮墩移动范围水深不少于4.5m。本方案对传统的浮拖方法进行了改进，即在浮墩托起钢梁后，拆除支架上所有支点，仅留钢梁尾部支点，形成浮墩和钢梁后支点，二点支承钢梁的简支结构，在整个浮拖过程中，浮墩的顶托力是恒定的，排除了浮拖途中抽排水引起的浮墩倾斜等不安全利因数。
（1）计算工况
本桥钢梁架设的控制工况分为三种：陆地组拼支架计算工况、主墩支架计算工况、浮墩计算工况。
（2）支架设置
支架的设置包括陆地组拼支架与主墩支架。拼装支架按直线布置，支架上设置连续下滑道，钢梁预拱度通过调整节点处上滑道高度来调整，上滑道底面呈水平。沿42#承台外向45#墩搭设支架，每组支架用4-φ820×10钢立柱，钢立柱上设次梁、分配梁、下滑道，并采用角钢进行连接，形成支墩，支墩基础为
C30混凝土扩大基础如下图1所示：
图1 陆地组拼支架示意图
以主墩承台作基础（预埋钢板），对称于桥中线和墩中线布置4组支架每个支架由4-φ820×10钢立柱支撑，钢立柱用角钢连接，钢立柱上设分配梁及下滑道，在墩中心处下滑道外侧安装横向（调整）导向反力牛腿。主墩支架下滑道长度按20m设置。
（3）钢梁浮拖步骤
首先是按方案要求设置锚地，向浮墩船舱内压水下沉使浮墩支座对准第3个节点，缓慢抽去船舱内压仓水，使支座与第三节点准确结合，同时检查一切准备工作是否都到位，起重包括顶推设备、定位缆绳、联络信号、观测设施、航运监控风向、流速是否都准备就绪；然后是起动钢梁尾部顶推装置，将钢梁向前顶推，浮墩随钢梁顶推速度，通过前行绞车和钢梁一同前进，并监控钢梁（浮墩）运行方向，采用方向控制缆（绞车），稳定浮墩运行方向或纠正运行方向；最后钢梁浮拖到位后，浮墩船舱内压水下沉，解除浮墩与钢梁的约束，移开浮墩，完成浮拖作业。(下图2为浮墩靠岸边的工况)
图2 浮墩靠岸边的工况
（4）模拟实验
实验的目的是探查航道的真实状况，验证设备的可靠性以及制定的施工技术指导的可行性，同时也是一个熟悉操作程序、加强各自之间的配合的默契的过程，以确保施工的顺利进行。
（5）浮船压舱水的组成
压舱水是为了满足载荷置换以及高程的升降的需要，也是浮托架量的重要技术环节。其组成包括：反力压舱水、钢桁梁横向水平调整压舱水、施工高程间隙压舱水、托架和码头支架压缩相当压舱水、船舱抽不干压舱水、码头高差调整压
舱水、和备用压舱水等。
结束语：
由以上的论述可见：（1）采用浮拖施工减少了搭建架所需要的费用及时间，具有可观的经济效益；（2）由于事先做好了准备工作，例如后方码头的钢桁梁非悬臂浮拖、半悬臂装船以及事先安装的工字钢下滑道节省了开挖河道的工作，也有利于环保（3）低位、旁侧浮拖法不仅可以实现高效、安全的目的，还使得码头修建、桥墩与滑道施工、钢架的拼装可以同时进行，极大的缩短了工期（4）浮拖法对于河道的封锁时间短，加上模拟浮拖也才两次短暂的封锁。
参考文献：
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注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。
