跨运河钢桁梁拖拉系统优化及施工技术研究

第18卷第］期2019年03月

石家庄铁路职业技术学院学报

JOURNAL OF SHIJIAZHUANG INSTITUTE OF RAILWAY TECHNOLOGY

VOL.18No.l

Mar.2019

跨运河钢桁梁拖拉系统优化及施工技术研究

邓圣贤

（中铁二十四局集团上海铁建工程有限公司上海200070）

摘要：本文以无锡市京沪铁路无锡北至无锡段改造工程项目部跨锡澄运河80m钢桁梁采用拖拉施工为例，对钢桁梁整个拖拉系统及施工技术进行分析，主要内容包括导梁不利工况处加固、拖拉限位及纠偏优化、卷扬机同步性、拖拉施工等.该技术成果为公司类似项目提供了技术参数及依据,更大程度上减小了钢桁梁跨运河拖拉风险，高效、顺利地完成跨锡澄运河钢桁梁拖拉施工，减少封航时间过长所造成的麻烦。

关键词：跨运河钢桁梁试验限位及纠偏拖拉施工

中国分类号：U445文献标识码：A文章编号：1673・1816（2019）01・0008・07

1引言

随着社会经济发展，交通路网建设日趋密集交错，跨河跨线钢梁桥建设十分普遍，这也促使了其施工技术的不断发展。如今拖拉施工作为钢桁梁架设施工的主要方法之一，也在实践中不断地改进优化。结合无锡市京沪铁路无锡北至无锡段改造工程项目部跨锡澄运河80m钢桁梁拖拉施工的应用，重点介绍拖拉施工的关键工艺处理，施工过程中结构安全的验算及应对措施。

2工程概况

锡澄运河特大桥水中墩钢桁梁位于江苏省无锡市境内，位于既有京沪线右侧与既有京沪线平行，跨越既有锡澄运河，跨锡澄运河桥为80m双线简支钢桁结合梁，钢桁梁桥中心设计里程为DK1322+854.905,对应京沪铁路上行线里程为K1322+762。

本桥为1-80m无竖杆整体节点平行弦三角桁架下承式钢桁结合梁，共8个节段，每个节间长度为10m,桁高11.6m；结构采用两片主桁，主桁中心距11.8m,钢桁梁全长82m,梁端距支座中心1m。主桁采用栓焊结合的整体节点，在工厂内将杆件和节点板加工完成，运到工地架设时，除桥面板和下弦杆顶板采用熔透焊连接外，其余板件均在节点外采用高强度螺栓连接。

钢桁梁靠近铁路侧外边缘在9#墩离既有京沪铁路线上行线中线距离为17.36m；在10#墩离既有京沪铁路上行线中线距离为17.19m。

3钢桁梁架设方案选取

既有锡澄运河航道通航紧张、繁忙，无法在航道中直接搭设支墩，故本钢桁梁架设采用岸上拼装，

收稿日期：2018-05-28

作者简介：邓圣贤（1985-）,男，汉，湖南永州人，本科，研究方向桥梁工程。

第1期邓圣贤跨运河钢桁梁拖拉系统优化及施工技术研究

因拖拉动力系统安装在岸上，以及本方案不采用后导梁增设动滑轮组，所以架设方案采用钢桁梁前端 加导梁悬臂拖拉和顶推的组合方式。

拖拉系统优化：与以往施工方法不同，重物移运器正放与钢支架为一整体，钢梁在上面滑动，两 台卷扬机动力系统间隔距离较近、钢梁自身结构以及动力系统不同步等原因，导致在拖拉过程中钢梁 出现扭转，难以限位纠偏。本方案根据钢桁梁本身结构，采用重物移运器倒放，在钢桁梁下弦节点增 加连接板，将重物移运器和钢桁梁本身采用高强度螺栓连接，而且重物移运器增加四个导向轮进行限 位纠偏，减少操作。

钢桁梁桥面板及其余附属设施施工过程中存在物品坠落的可能，影响航道的通航安全；钢桁梁架 设过程中需对航道进行临时封航，钢桁梁施工对既有锡澄运河通航影响较大。此方案充分利用了钢桁 梁自身结构和拖拉系统设备的优点，拖拉施工速度能够控制在0.6 m/min 以上，在保证安全的前提下 缩短时间可以最大程度上减少封航带来的影响。

4钢桁梁拖拉施工设计

4. 1支架与基础施工，如图1、图2所示

图1钢支架平面图

图2钢支架立面图

本工程钢支架分为陆地钢支架和水中钢支架，钢管采用O 609X 12mm 的螺旋钢管，为增加结构稳 定性，需在钢管之间设剪刀撑，剪刀撑规格为［16#槽钢，横梁、纵梁均釆用I45c 工字钢，横向、纵向 都采用平坡。陆地钢支架基础采用12 m 深的0 800 mm 钻孔桩，钻孔桩顶面为3mX1.5 m 的系梁，钢支架采用50 t 履带吊配合人工进行安装。水中

钢支架釆用150 t 履带吊和DZ60振动锤配合

人工进行安装，经计算钢管桩入土深度至少 16 m,施工时分段下沉。

4. 2钢桁梁拖拉动力系统

4. 2.1重物移运器布置，如图3所示

钢桁梁在拼装钢支架上安装完成，分别在

1580

图3 重物移运器设计E0、El 、E2、E3、E4、E3'、E2\ El'、E0'以及导梁5个节点双侧安装400 t 重物移运器装置，共计

石家庄铁路职业技术学院学报2019年第1期

28个重物移运器，钢桁梁下弦有预拱度，通过各个节点的重物移运器上的钢垫箱高低来调整，重物移 运器倒放在滑道上，上方设置钢垫箱通过高栓与钢桁梁连接为整体，重物移运器四周设置导向轮来进 行限位纠偏，随着拖拉依次将动滑轮组安装在钢桁梁E0、E2、E2\ E0,节点横梁位置，动滑轮组与钢 桁梁采用高栓连接，在10，#墩顶安装定滑轮组，在地面设置两台80 kN 卷扬机和导向轮，安装好完整 的拖拉体系。

4. 2. 2滑轮组设置，如图4所示

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图4 动滑轮组

本次拖拉工程采用滑轮组型号为80 t 级6门滑轮组，每套卷扬机动力系统由10根钢丝绳并联， 钢桁梁横梁共设置4处安装动滑轮组，动滑轮安装在钢桁梁大节点横梁上，分别设置在E0、E2、E2'、 E0,四处节点，用8套10.9级M24高强度螺栓将动滑轮组固定在横梁上，两套拖拉系统间隔&74 m, 对称布置在本钢桁梁最大间隔距离处，更有利于拖拉的同步性。

动滑轮组通过高强螺栓固定在钢桁梁节点横梁上，固定螺栓主要承受剪力，8套10.9级M24高强 度螺栓的屈服强度为940 MPa,抗剪强度为310 MPa ，总的抗剪力为：

N=nfbvAe V

式中，n ------M24螺栓数量；

Jb ——10.9级M24高强度螺栓的抗剪强度；

Ae -----M24螺栓有效截面面积；

V ——螺栓受力非均匀系数，取0.9。

N=8 X 310 X 3.14 X 20.752A 2/4 X 0.9=754 416 N~754 kN

固定动滑轮组采用8套10.9级M24螺栓满足要求，两组动滑轮抗剪力为1 508 kN 大于最大启动 静摩擦力864 kN （见424拖拉力计算）。

4. 2. 3卷扬机施力同步控制

拖拉系统采用两套80 kN 卷扬机和动、定滑

轮组组成，为使实际拖拉施工中两套动力系统能

够统一，釆取两套动力系统钢丝绳串联方式，以

保证两套动力系统施力的同步性，以确保钢桁梁

行走按照预定轴线，大大减少实际拖拉过程中的

纠偏工作量。实际拖拉施工中，钢桁梁下方两条行走轨迹

出现不平衡摩擦、卷扬机回缩钢丝绳不平衡等情况时，钢桁梁可能岀现偏转情况，此时采用扣件将8t 转向轮处钢丝绳扣紧，可以将原本为一体的动、定滑轮组拖拉系统转化成两套独立系统，此时通过开、 停左右两套动力系统对钢桁梁进行纠偏。

图5钢桁梁顶推布置图