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80m单线铁路钢桁梁拖拉法架设技术

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1巧 8O m单线铁路钢桁梁拖拉法架设技术 夏玉强 (中铁十九局集团第一工程有限公司,辽宁辽阳111000) 摘 要:合埠铁路跨越蚌埠地区到发场的上(下)行联络线特大桥设计有1孔80 ITI单线钢桁梁,为减少对到发 场的运营影响、保证行车安全,采用在钢桁梁的一端搭设钢支墩拼装钢桁梁,之后再纵向拖拉就位的施工方 法。详细介绍了临时支墩和拼梁支架的设计与搭设、钢桁梁滑道系统连续上滑道和间断下滑道的结构组成、 导梁的设计与安装和拖拉设备的构成与实施等。对同类工程施工具有借鉴意义。 关键词:钢桁梁;拖拉法架设;拼装;临时支墩;导梁 中图分类号:U445.461 文献标识码:B文章编号:1672—3953(2012)04—0043—05 1 工程概况 合埠铁路蚌埠地区上(下)行联络线特大桥设计 有1孑L 80 m单线下承式栓焊钢桁梁,跨越蚌埠地区 3 主要施工技术 支墩上拼装钢桁梁纵向拖拉就位的施工工艺流 程如下:施工准备一杆件预:浒一临时支墩和拼梁支 架的设计与搭设一支墩上拼装钢桁梁一导梁的设计 与安装一上、下滑道的设计与安装一纵向拖拉设备 到发场,钢桁梁位于该桥的第15孔。该桥的第11 ~14孔为4×32 m预应力混凝土简支梁桥。钢桁 梁及两边相邻的各5孔梁位于直线段上,纵坡为人 字坡,变坡点在钢桁梁的跨中,两边纵坡为±6‰,竖 的设计与安装一钢桁梁纵向拖拉、就位一拆除上下 滑道及拖拉设备一落梁、支座安装一拆除临时支墩 曲线半径lO 035 rn。钢桁梁计算跨度80.o m,全长 81.1 m,桁高11.o rn,桁宽5.75 m(中至中),拖拉 重量290 t(未含有砟桥面等重量),最大杆件长度 15.94 m,最大杆件重5.5 t。 和支架一钢桁梁防腐涂装 维修和最后一遍防腐涂 装一检查验收。 3.1 杆件预拼 钢梁预拼是为了先将每一根钢桁梁杆件以及 上、下平联、纵横梁、桥面系、.桥门架等拼装成组装单 2 施工方案比选[1,2] 钢桁梁架设可以采用多种方法,如悬臂拼装法、 满堂支架拼装法、支墩上拼装纵向拖拉或顶推就位 法等等。由于本桥的钢桁梁跨越的是蚌埠地区到发 场,桥下不能搭设支架,因此,不能用满堂支架拼装 元体。如第1根下弦杆两端和中间的节点板要先预 拼好,第2根下弦杆中间的和后端的节点板预拼好, 以方便下弦杆在支墩上一根一根地对接;每一根竖 杆上端的节点板要预拼好,便于竖杆与下弦杆的节 点板拼装以后继续拼装斜杆和上弦杆。上、下平联、 法施工。用悬臂拼装法施工需要安装梁上行走的轨 行吊车,有大量的高空作业在到发线上空进行,技术 要求高,施工安全和到发线的运营安全风险都很大, 用悬臂拼装法施工并不是最好的选择。由于本桥桥 纵横梁、桥面系、桥门架等也按起重设备的起吊能力 分段预拼好,以减少起吊次数,加快拼装速度。 预拼场地必须平整、坚实,地面要硬化,排水要 良好。预拼在专门的预拼台座上进行,预拼台座要 坚固,被拼装的杆件放在预拼台座上不能被扭曲,以 免杆件发生变形或受到损伤。 预拼时要按照单元组拼图、钉栓图进行,要清查 杆件编号和数量,在基本杆件上标出钉栓长度区域 线和起吊的吊点位置。 位处地势平坦,桥墩不高,在钢桁梁的一端搭设拼梁 支墩比较方便,之后再纵向拖拉或顶推就位,施工对 到发场的运营影响最少,行车安全风险也最小。经 比选,本桥的钢桁梁采用在支墩上拼装、纵向拖拉就 位的方法施工。 收稿日期:2012一O4—19 作者简介:夏玉强(1972一),男,工程师,1996年毕业于兰州铁 预拼杆件上拼装的节点板,若作为永久连接的, 高强螺栓按要求实扭至设计力矩;只作临时连接的, 只能初扭,不能终扭,以方便架设时对接杆件。预拼 道学院机电工程专业,主要从事土木工程施工管理工作 国防交通工程与技术 _ 2012第4期 ・实例分析・80 m单线铁路钢桁梁拖拉法架设技术 夏玉强 拼梁和移梁用的临时支墩共有4种类型,详见 图1。 钢桁梁 临时钢底座 配重 上滑道 好的钢梁杆件按架设的顺序编号运送。 3.2 临时支墩和拼梁支架的设计与搭设 滑板下滑道 / / 问 l Il 钢导 / . I 。洲}Hj 圉I lI口l 圉胃 . }Hj圆一-- l .IIIIIIIII —lI 嘲Il ・l嘲}日j圆日 荆。. 。崩 ll ’。 / \{ .珏 I ̄--ii-一崮 ⅢI咐I ・ -_l __I L }Hj--l嘲嘲崮 日 U ll ll 唧  i。U时 钢U 。支墩  。 钢管桩『 图1拼装平台、临时支墩布置示恿图 —● [ ===] 在11#~14#墩之间搭设3个临时钢支墩。 临时钢支墩用[2ob槽钢拼装成平台,基础为4Q800 tirm钢管桩,根据桥位的地质情况,经计算钢管桩的 打入深度为9 m。钢桁梁拼装时桁架节点设在临时 钢支墩上,钢桁梁拖拉时,在临时钢支墩上安装下滑 道和拖拉设备。 在11#、12#、13#3个桥墩墩顶安装用[20b 工中租用了一台轨道车,一辆N60平板车,在平板 车上安装了一台25 t汽车吊,用DZJ9o型振动桩锤 插打(和抽拔)@800 Flim钢管桩柱,用汽车吊安装帽 梁、分配梁和下滑道等。这座临时钢支墩施工时需 要封锁(占用)5#~7#发车线,3条线的接触网要 临时断电。 钢桁梁的拖拉路线按平坡设计,9个临时支墩 槽钢焊制成的矮临时钢支墩,与墩帽牢固连接。 在15#、14#墩紧靠墩身的前后两侧各搭设1 的顶面按同一标高设置。 在11#~14#墩桥位范围内,在桥墩、临时钢 个临时钢支墩,钢支墩底部支撑在桥墩的承台上,与 墩身的预埋件牢固连接,钢支墩也用[-2ob槽钢拼 装。钢桁梁拖拉时,在墩顶安装ZLDlOO自动连续 千斤顶和横向限位装置,并安装下滑道,落梁时,在 钢支墩顶安装千斤顶。 在15#和14#墩之问钢桁梁的跨中处,跨6# 支墩之间用碗扣式脚手架搭设满堂支架作为拼装钢 桁梁的工作平台。钢桁梁在拼装和拖拉的过程中, 碗扣式脚手架搭设的工作平台不承受钢桁梁的荷 载,只是作为工作平台使用。碗扣式满堂支架工作 平台用常规方法搭设。 3.3 上、下滑道的设计与安装 发车线搭设一座临时钢支墩。6#发车线与左右两 边的5#、7#发车线的线间距均为6.2 m。在两条 发车线之间,横桥向以1.2 m的间距打一排7Q800 122m钢管桩,钢管桩入土深度12 m,钢管桩柱顶顺 发车线方向焊接2根背对背的 ̄-30b槽钢作为帽梁, 帽梁上顺桥向以1.0 m的间距焊接1排8组背对背 钢桁梁滑道系统由连续上滑道和间断下滑道组 成。9对下滑道分别设置在9个临时钢支墩上。下 滑道用厚10 mm的Q235钢板焊接成箱型结构,长 300 cm、顶面宽6O cm,顶面两端做成1:1O的坡 面,坡长50 cm,在下滑道顶面钢板上点焊宽60 cm、 厚4 ITlm的不锈钢板,每个墩顶的两个下滑道中心 的[-30b槽钢作为分配梁,上铺脚手板,搭成长宽8 mX8 122的临时钢支墩,在临时钢支墩上安装下滑 距为5.75 m(中至中)。下滑道是钢桁梁拖拉时的 主要承重结构,设计时按钢梁拖拉时它所承受的最 道和横向限位装置,左右两边设防护栏杆。为加强 临时钢支墩的刚度,除了钢管桩与帽梁、帽梁与分配 梁之间采用焊接连接以外,两排7@800 mm钢管桩 大支承力进行强度计算和刚度检算。上滑道沿钢桁 梁两片主桁下弦杆下全长布置,安装在钢桁梁下弦 H形杆件的下方,在下弦杆下面吊挂短方木(间距 之间要加焊2X E2ob槽钢的剪力撑,两边两根钢管 桩柱加焊斜撑。临时钢支墩墩柱和分配梁的位置必 50 cm),在方木上钉3根p50旧钢轨,轨面全宽60 cm,做成上滑道。钢桁梁向前滑移时,不断在上、下 须准确,绝对不能侵入3条发车线的建筑限界。施 滑道之间加垫聚四氟乙烯滑块,使钢桁梁向前滑移。 国防交通工程与技术 口 20l2第4期 ・实例分析・80 m单线铁路钢桁梁拖拉法架设技术 夏玉强 聚四氟乙烯滑块由含有加劲钢板的橡胶板下面贴聚 3.4.2 高强螺栓的施拧 四氟乙烯板制成,滑块尺寸为50 cm×50 cm×2 高强螺栓的拧紧操作严硌按照扭矩法的要求进 cm,与不锈钢板之间的摩擦系数不大于0.05。 行。初拧、终拧要用音响扳手,复拧要用示功扳手。 钢桁梁向前滑移时,在每个支墩顶两侧各站两 施工中所用的扳手,每个班前都要由专职人员进行 个人,后面的两个人随着钢桁梁的前进,不断将滑块 标定,班后交回来要逐个进;_亍复核,前后误差超过 从下滑道的后端喂入,前面的两个人不断将从下滑 5 的不但要停止使用,还要对这把扳手所拧的螺栓 道前端滑出来的滑块接住,递回到下滑道后端循环 用指针扳手逐个进行检查,拧力不足的补足,超拧的 使用,如此反复,直到将钢桁梁纵向滑移就位。 要更换螺栓重新拧紧。高强螺栓的拧紧顺序是由螺 3.4 支架上拼装钢桁梁 栓群的中心开始向外展开,逐个拧紧。终拧后的螺 3.4.1 钢桁梁的拼装 栓要用红色油漆在螺母上做出标记,验收合格的螺 先在11#、12#、13#3个桥墩墩顶临时钢支墩 栓外露部分要涂上油漆。每天施拧的螺栓要当天验 和3个墩间的临时钢支墩上,精确放出钢桁梁中心 收,做好记录。雨天不准进行高强螺栓的施拧作业, 线、主桁中心线、端横梁和各节点的位置。根据拖拉 雨后施工时必须待节点板和螺栓干燥以后才能进行。 时的平坡线路标高和计算出来的临时钢支墩沉降量 3.4.3 上拱度的设置 以及钢桁梁各节点的上拱度值,在每个节点下设置钢 钢桁梁的上拱度是用伸长或缩短上弦节间长度 枕和钢板支垫,其顶面标高要按计算值一次垫足。 的方法设置的,下弦节间的长度保持不变。伸长或 钢桁梁杆件的拼装要遵循先下后上、先平面后 缩短值在上弦杆的拼缝中设置,上弦杆与腹杆的系 立面、采用自由悬拼对称架设、尽快将桁架闭合的原 统线仍交汇在节点中心。在预拼主桁上弦节点板 则。钢桁梁的拼装顺序为:先拼下弦平面的下弦杆 时,必须认真仔细,查找拼接节点板钢印号与图纸相 一横梁一纵梁及下平联,之后再拼竖杆一斜杆,然后 对应,同时检查节点板系统线和节点板或填板的孔 拼装上弦平面的上弦杆一上平联,最后拼装桥门架 距与设计图纸标注的是否相同。另外拼梁前临时钢 等附属构件。拼装过程中,主桁竖杆和斜杆要尽早 支墩上设置的钢枕和钢板支垫顶面标高要考虑支墩 拼成三角形。 沉降量加钢桁梁节点的上拱度值一次垫足。 安装下弦杆时,先把第l根下弦杆吊装就位,把 拼装完成后,进行全面检查,对钢桁梁的轴线和 第2根下弦杆吊起,将其连接端插入第1根下弦杆 预拱度进行实测检查,必要时用千斤顶进行调整,合 的两块节点板中,对准孑L位后先在四周的螺栓孔内 格后按规定将高强度螺栓全部终拧。 打6~10个冲钉,立即安装数量不少于螺栓总数1/ 3.5 导梁的设计与安装 3的高强螺栓,其在节点板上的分布要均匀,随后才 由于钢桁梁下面的到发场中只能在跨中搭设一 能退掉冲钉安装余下的高强螺栓。安装竖杆时,将 座跨一条到发线的门式支架,因此,在纵向顶推过程 其缓缓下降,把连接端插入下弦杆的两块节点板中, 中,钢桁梁加导梁的最大悬臂长度为40 m。分别计 对准孔位后打6~1O个冲钉,安装高强螺栓,方法和 算了当钢桁梁悬臂长度为24 m和32 m时的倾覆 要求与下弦杆安装时相同。安装斜杆时,将其缓缓 系数以及下弦杆内力。当悬臂长度为24 m时,倾 下降,把下端插入下弦杆的两块节点板中,对准孔位 覆系数k一3.22,下弦杆内力在允许范围内;当悬 后在螺栓孔的中部打1对冲钉,使斜杆能够围绕这 臂长度为32 m时,倾覆系数k一2.02,下弦杆内力 对冲钉作小的旋转,再起落吊索使斜杆的上端插入 也在允许范围内。为了确保施工安全,决定用长度 竖杆上端的两块节点板中,对准孔位后,打6个冲 为16 m的导梁(钢桁梁悬臀长度为24 m)。 钉,随即安装高强螺栓。安装上弦杆时,先把一端插 导梁做成长16 m、宽5.75 m(中至中)、末端高 入竖杆上端的两块节点板中,对准孔位后在螺栓孔 4 m的三角形空间桁架。纵向每4 m一个节间,两 的中部打1对冲钉,使上弦杆能够围绕这对冲钉作 片主桁间用横向上、下平联以及水平的和竖向的斜 小的旋转,再起落吊索使上弦杆的另一端插入竖杆 撑连接,导梁前端的底部抬高35 cm,以利于引导导 上端的两块节点板中,对准孔位后,打6个冲钉,随 梁上墩。导梁两片主桁的上、下弦杆用背对背的2 即安装高强螺栓,方法和要求与前述的相同。 ×E2ob槽钢加工,竖杆和斜杆用2 X E12槽钢加工, 国防交通工程与技术 _ 2012第4期 ・实例分析・80 ITI单线铁路钢桁梁拖拉法架设技术 夏玉强 两片主桁间的横向联接系的上、下平联用2×1-16槽 顶进行拖拉。钢桁梁前端上了14#、15#墩之间的 钢加工,水平和竖向斜撑用2× l6角钢加工;所有 临时钢支墩之后,将13#桥墩墩顶的备用千斤顶前 的节点板都用厚10 mm的Q235钢板加工。导梁 移至15#桥墩墩顶继续张拉,直至设计位置。拖拉 杆件与节点板用M20普通螺栓联接,横向联接系的 时两个千斤顶必须保持同步,还要不断测量钢桁梁 节点板与两片主桁的节点板用焊接联接。导梁生根 偏位情况。 在钢桁梁端头节点上盖板和检查梯的螺栓孔上。在 (3)上墩:拖拉时利用导梁前端安装的两台5 t 钢桁梁前端的桥门架顶部安装两台5 t倒链,通过 倒链上墩。钢桁梁拖拉到临时墩若上墩有困难,只 钢丝绳拉住导梁的前端,假如导梁上支墩高度不够 需要将两台5 t倒链稍稍收紧,使导梁前端抬起,继 时可以拉一下,使导梁能顺利地走上支墩。 续拖拉,导梁就能顺利上墩。 导梁设计用Midas软件进行检算,受力和变形 (4)纠偏:拖拉过程中,在15#墩顶架设一台经 均能满足要求。 纬仪,时刻监控着钢桁梁的中线偏离情况,拖拉时左 3.6 纵向拖拉设备的设计与钢桁梁拖拉、就位 右两边要同步平行进行,若偏差超过5 cm,在临时 3.6.1 拖拉方式和设备 支墩上用千斤顶进行纠偏。 钢桁梁的纵向拖拉采用连续千斤顶张拉钢绞线 (5)落梁就位、安装支座:钢桁梁拖拉到位后需 的方法进行。拖拉系统采用2台ZI D100自动连续 分次落梁。落梁次数按下落高度确定,每次落梁高 千斤顶提供水平动力。一孔钢桁梁的纵移重量为 度要相等且要≤lO cm。落梁时两端依次落下,即先 290 t,上、下滑道间的动摩擦系数不会大于0.05,静 将一端落下10 cm后,再将另一端落下10 em,如此 摩擦系数不会大于0.08,即使按0.10计,所需要的 反复进行。落梁过程中必须始终保持保险方木垛顶 纵向拖拉力也只有29 t,用2台ZLD100自动连续 与钢桁梁底的净空在2~3 cm左右,以免发生意外。 千斤顶提供的水平动力是非常富裕的。 安装支座在最后一次落梁前,千斤顶将梁顶起 先在13#桥墩墩顶的临时钢支墩上安装千斤 后,抽出最后一层铁凳,先安装一端支座,安装后落 顶反力架底座,在钢桁梁的每个节点上安装锚固点。 梁使一端就位;再将另一端顶起,抽出最后一层铁 用13#桥墩墩顶的2台千斤顶进行张拉,待钢桁梁 凳,安装另一端支座,完成后落梁就位。 的前端上了14#墩之后,将千斤顶前移至14#桥墩 (6)拆除各种临时结构:拆除上、下滑道、反力 墩顶,继续张拉,直到整孔钢桁梁被拖拉到位。 架、9个临时支墩等临时结构。 在每个支墩顶安装侧向限位滚轮,防止钢桁梁 4 结束语 在拖拉过程中发生较大的侧向位移。 本文详细介绍了合埠铁路蚌埠地区上(下)行联 3.6.2 钢桁梁拖拉、就位 络线特大桥1孔80 m单线下承式栓焊钢桁梁跨越 (1)试拖拉:在拖拉设备安装就绪以后,检查钢 蚌埠地区到发场施工中,使用在临时钢支墩(支架) 桁梁主体结构是否与支墩、工作平台等周边设施完 上拼装、纵向拖拉就位的施工方法,由45人参加施 全脱离,经确认后才能进行拖拉。开始拖拉时,先推 工,43 d完成了全部施工任务。施工过程中,钢桁 进5 cm,立即停止,松压;再推进5 crn,再停止,松 梁的拖拉跨越到发场时只用了12.5 h,确保了施工 压;如此反复两三次,以检查每个上、下滑道支点是 安全。点滴经验可供同类工程参考。 否全部受力、两个千斤顶工作是否正常,是否同步, 参考文献 各种设备状况是否良好,然后才能进行正式拖拉。 [1]中铁三局.TBJ203--2002铁路桥涵施工规范[s].北京: (2)拖拉:首先利用13#墩上的连续千斤顶进 中国铁道出版社,2002 行拖拉,钢桁梁前端上了14#墩以后,将连续千斤 Ez]黄绳武.桥梁施工及组织管理[M].北京:人民交通出版 顶移到14#墩上,调整好后改用14#墩上连续千斤 社,i999 The Dragging-Erection Techniques for the Erection of 80 m Steel Truss Beams of a Single—Lined Railway (上转第19页) 国防交通工程与技术 _ 20l2第4期 ・研究与设计・ 航空集装物资机场廊桥式转运装卸系统方案设计探讨 海 军等 段存在的问题,研究提出了一种集航空集装物资机 场地面转运与飞机装卸为一体的廊桥式快速转运装 卸系统,可以实现航空集装物资的连续转运与装卸, 提高飞机的装卸速度与效率。航空集装物资廊桥式 转运装卸系统,与民航机场使用的旅客登机廊桥技 术原理相似。我国在登机廊桥研发制造方面,技术 水平位居世界前列,相关技术较为成熟,研发该系统 转运装卸系统,实现集装货物的连续转运与装卸载。 集装物资廊桥式转运装卸系统与货机和机场货 运站对接示意图如图8所示。 '' 航空集装物资 廊桥式转运系统 航空集装板立库 空侧 IIII¨I 。。。ⅢlIIIIIIIIIIIIIIII 不但十分必要,而且完全可行。可以相信,这种转运 装卸系统一旦推广使用,将会从根本上改变航空货 I_…¨1 …J_—_—I I J【 J 图8航空集装物资廊桥式转运装卸系统与 货站和货机对接示意图 物现有机场地面转运与飞机装卸保障模式,极大地 提高航空货物转运与装卸速度和效率,从而提高航 空物流业的竞争力和技术水平。 参考文献 [1]张积洪.民航特种车辆操作工[M].北京:中国民航出版 社,2005:308—310 该型装备主要适用于货运量较大的航空机场、 航空货站。对于货运量较少的机场,仍可采用现有 的平板拖车加机场升降装卸平台的方法,实现航空 集装物资的机场地面转运与飞机装卸。 3 结束语 针对现有航空货物机场地面转运及装卸技术手 E21中国民用航空总局.MH/T6028--2003旅客登机桥I-s]. 北京:中国民用航空总局,2003 An Exploration into the Corridor-Bridge—Type Transfe rring,Loading and Unloading System for Airlifting Cargos in Containers Hai Jun。Liio Lei (Military Transp0rtati0n Department,Military Transportati0n Academy,Tianjin 300161,China) Abstract:The present development of the land—transferring,loading and unloading equipments in a irports for aviation cargos is analyzed in the paper,with existing problems exposed and the suggestion on the development of a kind of corridor—bridge-type transferring,loading and unloading system put forward.The basic composition,working principles and general technical scheme of the system are also discussed in the paper.The research described in the paper may fundamentally change the support modes of airports for aviation cargos。and greatly improve the support speed and efficiency of airports fo] aviation cargos in transfer— ring,loading and unloading cargos to be airlifted in containers. Key words:airport;cargo in containers;corridor_bridge—type;load and unload (下接第46页) Xia Yuqiang (The 1st Engineering Co.I td.of the 19th Bureau Group of the Railway Building Corporation of China.1 iaoyang 111000.China) Abstract:According to the design,the mega bridge of the up—and~down liaison line of the arrival—and—departure yard in the Beng— bu District of the Hefei—Bengbu Railway has a span of 80 m single-line steel truss beam.which is assembled with the help of a steel supporting pier fixed at one of the ends of the steel truss beam in order to reduce the effects of the construction on the op— eration of the arrival—and—departure yard and ensure the safe operation of the railway.After being assembled,the assembled steel truss beam will be dragged into place.The design and erection of both the temporary suppm ting pier and the supporting frame for the assembling operation,the structural composition of the continuous up—sliding track and the continual down—sliding track of the sliding system for the steel truss beam,the design and fixing of the guide beam,and t he composition and operation of the dragging equipment are introduced in detail in the paper.The project of the steel truss beam successfully crossing the arri— val—and—departure yard may serve as a useful reference for the construction of other similar projects in the future. Key words:steel truss beam;railway line;erect by the dragging erection method;assemble;temporary supporting pier;nose beam 国防交通工程与技术_圜2012第4期 

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