钢梁浮拖施工技术的常见问题和策略探究

王彬

摘要：钢梁浮拖在施工过程中常常因为计算的参数具有不准确定，导致钢梁浮拖的稳定性比较差，钢梁浮拖不能承受较大的压力，容易造成建筑物的倒塌，因此要采取一定的措施规避风险，提高钢梁浮拖的稳定性，使钢梁浮拖的使用年限增长。本文就钢梁浮拖施工技术中的一些问题进行了探讨和分析，其中施工常见的技术问题主要是风力的计算问题和钢梁施工中建筑物的稳定性问题，并提出相应的解决方案和意见，以促进钢梁拖动施工的顺利进行和效率保障。

关键词：钢梁 浮拖施工 问题与策略

中图分类号： TU74 文献标识码：A 文章编号1672-3791（2015）01（c）-0000-00

浮拖法是常见的一种水中钢桥架设方法，其原理是通过纵向拖拉的方法使得经过组拼的钢梁的一端超出桥台、河岸膺架的高度，或者把另外一个跨桥的桥墩支撑在浮船的托架上，这样钢梁达到前一个孔就可以就位，优越性在于用最少的设备、最少的原材料，以最简易方便的途径和施工操作，在最短的时间内完成施工计划，使得通航的需要与施工的影响之间的矛盾得以解除，正常情况下，阻断通航的时间仅仅三四个小时，做到架桥施工与船舶的通行兼不耽误，可行性和方便性使其在桥梁施工中倍受青睐。不过在具体施工过程中，需要完成对风力的取值和桥梁建设的稳定性进行准确的计算，以制定合理的施工方案。本文针对这两个问题展开讨论，以为钢梁浮拖施工提出一些建设性的意见和建议，促进桥梁建设工程的发展。

1风力问题的探究与解决

在桥梁施工中，由于设计人员或施工人员经验不足或计算错误导致施工方案的设计缺乏合理性的情况时有发生，最终导致施工进度受到影响，甚至出现不合格的工程，对此问题，筆者进行了分析和探讨，发现在桥梁施工方案的设计中，风力计算是非常关键的一个内容，风力大小的测定和计算直接关系采取何种方案进行施工，是桥梁施工需要解决的第一个问题。

我国《铁路桥涵施工规范》规定浮拖工作在风力低于五级的状态下进行会更加顺利，使得工程质量更加要保障。按照风力等级表的划分原则，五级风的风度大约是10.7米/秒，此时的风力压强为0.072kPa的水平，那么风荷的负载压力大约是0.27kPa的样子，其中需要考虑突发风的影响作用，要乘以风阻系数2，计算公式为

。

但实践证明，如果完全照《施工规范》中的要求进行计算往往使风力的取值变大，通过查阅资料，发现资料中以七级风速计算时得到的风荷的负载压力是五级风速的1.5倍，可见七级风速并不是施工的合适条件，因为在施工中，如果风速大于五级，就需要保证桥梁的稳定性而增加浮船，浪费资源。

2稳定性计算

为了保证钢梁施工的正常，需要在施工前对以下几个稳定性参数进行计算和验证。在施工时需要对钢梁浮拖施工中的稳定性加以控制，一般的，对稳定性产生影响主要表现在以下几个方面：一是铁路的横向风荷压力会影响装载了钢梁的船体的稳定性，二是铁路的纵向风荷压力会影响装载了钢梁的船体的稳定性，三是铁路的横向风荷压力会影响没有装载钢梁的船体的稳定性，四是铁路的纵向风荷压力会影响没有装载钢梁的船体的稳定性。

2.1计算铁路的横向风荷压力对装载了钢梁的船体的稳定性系数

为了方便稳定性计算的解释，笔者在文中以如泰运河大桥工程为研究对象，地面高程大约在2.07-5.52米之间，其通航水位约为1.3-3.1米之间，应航行要求，主跨是1-80米的有砼钢梁，对其钢梁浮拖施工时的稳定性进行计算。

首先在风力等级为5级，风荷压力为0.316的前提下完成铁路的横向风荷压力会影响装载了钢梁的船体的稳定性的计算。其中，

浮拖体的重心高度为

浮箱与浮箱组上表面的距离表示为

风力作用点的高度 米

横向的惯性I=18×363/12=69984m4、排水体积961立方米，稳心半径为横向的惯性与排水体积的比值为72.76米，由此得浮心间距与重心的距离为Y=h1-H0=9.68米；

接着计算倾覆力矩 ，

倾斜角 ，接着计算得最大倾斜角为 ，最大倾覆力矩为：

，最终得到稳定系数 ，经过检验后发现，此施工条件满足《施工规范》中对于稳定系数大于2的要求，有利于提高施工的稳定性。再以风力为7级为条件，以同样的方法进行计算，可以得到稳定系数为5，是满足施工要求的。

接着分别在风力等级为5级和7级的条件下对铁路的横向风荷压力会影响没有装载钢梁的船体的稳定性系数进行计算得到其稳定系数为59，远远大于2，所以在实际工程施工中可以省去对它的检验；同等条件对铁路的纵向风荷压力会影响没有装载钢梁的船体的稳定性系数计算验证。

2.2检验纵向风荷压力对不装载钢梁船体稳定性影响

风力等级为5级，风荷压力为0.316kPa，垂直重心高度为3.4米，风力点高度为4.64米，则惯性矩为5491.6 m4，排水体积为111 m3（吃水为0.38米），大倾斜角为：

，最大倾斜角为 ，则经计算的稳定系数为59.4，远远大于2，在施工中不需要检验。

2.3检验纵向风荷压力对装载钢梁船体稳定性影响

在施工中进行钢梁浮拖时其后部是在岸上的，并牵有起制动作用的滑车，这就抵消了纵向风荷压力，对装钢梁的船体没有影响，同样不需要在施工中检验其稳定性影响。

2.4检验铁路纵向水的阻力对装载有钢梁的船体的稳定性影响

首先，水流的阻力 ，其中t表示摩擦因数，s为船只浸在水中的面积， 为阻力系数，方头船的阻力系数为10，流线型船的阻力系数为5，F为船浸入水中的船那一部分与水流方向垂直的投影面积，V为船相对于水的速度。水流阻力力矩为：

纵向惯性矩为I=5491.6m4、排水体积277立方米，浮心间距与重心的距离为Y=15.35米；倾斜角为 ，最大倾斜角 ，则经计算得到稳定系数为4.2，大于2，可见水流阻力对于装载了钢梁的船体有一定的影响，具体来说，施工可以通过改变的船只的组合方式来调整惯性矩。

3结束语

通过上文的计算和分析，可以发现钢梁浮拖施工时对船只产生影响的因素主要以风荷压力对钢梁船体的稳定性和铁路纵向水的阻力对装载有钢梁的船体的稳定性的影响最明显，在施工前以合理的风力为条件，对稳定系系数进行合理的计算和调整是很有必要的。

参考文献

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