大跨度大吨位钢箱梁拖拉施工技术的研究与应用

周辉辉

摘  要：本项目由于钢箱梁为大跨度大吨位节段梁，横向安装跨度达40米，节段重量达300吨，且临时支架最大高度达40米，现场地形复杂、场地狭小、道路坡度及弯度大，桥梁对面梁车和大吨位吊车均无法到达。为了解决以上问题，采用卷扬机结合运梁小车的拖拉方式实施钢箱梁横向整节段安装，满足了施工要求，确保了施工安全和节段安装精度，加快了施工进度，取得了预期效果。

关键词：大跨度大吨位;支撑高度高;地形复杂;拖拉;安装精度

Abstract： As the steel box girder is a large-span and large-tonnage segmental girder with a transverse installation span of 40 meters and a segmental weight of 300 tons， and the maximum height of the temporary support is 40 meters， the site topography is complex， the site is small， the road slope and Camber are large， the bridge across the beam cars and large-tonnage cranes are unable to reach. In order to solve the above problems， the transverse whole section installation of steel box girder is carried out by means of hoisting machine combined with girder transporting trolley， which meets the construction requirements， ensures the construction safety and section installation precision， and speeds up the construction progress， has had the desired effect.

Key words： Large span large tonnage; Support the height; The complex terrain; Drag and drop; The installation precision

一、引言

本項目位于遵义市高铁站附近，桥型为一座下承式钢箱系杆拱桥，连接南宫山与高铁站，横跨湘江河，根据以往情况一般采用支架法和顶推法进行跨河钢箱梁的施工即可满足，但由于现场施工条件极差，场地狭小，施工便道弯度和坡度很大，大临设备及材料无法进场，且临时支架高度高，对面梁车和大吨位吊车无法到达，顶推方法无法实现，支架法太高且无场地无法吊装，在有限的场地和条件下安装这种结构复杂的钢箱梁，需采用一种新型的、先进的、经济适用、安全可靠的施工工法来完成此钢箱梁节段的安装。为此，通过对多种安装方案进行可行性认证，综合对比后，确定采用卷扬机结合运梁小车的横向整节段拖拉方案来完成本项目钢箱梁节段的安装工作。确保工程能安全按质按期顺利完工，该工程的完工对整个遵义市的基础建设意义重大，成为湘江河上一道亮丽的风景线。

二、钢箱梁的主要技术参数

本工法施工钢箱梁为下承式钢箱系杆拱桥面钢箱梁，全桥长160米，宽40米，跨度为156米。该桥面钢箱梁设计采用横向变截面连续钢箱梁，幅面梁体宽40m，跨中梁高1.88m，横坡1.5%，纵坡1.22%。（见图1）。

三、安装技术的研究及实施

1. 工程施工的难点

现场情况见图2，现场场地地形复杂，高差大，施工便道弯度及坡度大，场地狭小，横跨湘江河。

2. 施工工法的选用

由于现场条件极其复杂，场地狭小，施工便道不利于施工，临时支撑搭设难度极大，施工过程中存在多个交叉作业情况，且钢箱梁节段吨位大，采用常规的支架法和顶推法进行该钢箱梁的施工均无法满足要求。经过可行性和经济性比选后，采用了一种比较简单易行的先进的施工工法，即“卷扬机结合运梁小车拖拉”的施工工法。

（1） 节段划分

根据钢箱梁的分段原则和钢箱梁的分段要求，并经过对运输路线的实地考察，再结合现场的吊装限制，场内制作梁段划分为长10米左右，宽4米左右的制作梁段。

考虑钢箱梁的结构特点和整体受力的合理性要求，本方案中主要受力顶、底板及腹板纵、横向拼接焊缝按规范要求不在同一截面上，均错开200mm以上。

（2） 运梁小车的设计

由于钢箱梁宽度为40米，拖拉节段梁重280吨，每个轮组设计承重为60吨，每套运梁小车采用6组轮组，每侧3组。为了保证每组轮组均匀受力，防止偏载破坏轨道，在每个轮组支架设计了一个均衡座，并且在均衡座顶面放置了1～3层3cm的橡胶垫。

（3） 卷扬机选用

运梁小车牵引力计算：F = F1*K1 -F2 = cos0.7*G*K1 - sin0.7*G =（5.6-2.86）t =2.74t。其中：10米长梁段和运梁小车重量G=280t （考虑动载）; 滚动摩擦系数K1=0.02 （考虑轨道弯曲阻力）。

卷扬机选型：根据《起重机设计手册》及以上计算结果选用两台5吨卷扬机，防止拖拉速度过快，需选用拖拉速度不大于1m/min的变频无极调速卷扬机。卷扬机的主要参数：额定拉力50kN;钢丝绳直径Φ21.5;钢丝绳额定速度1m/min;容绳量250m;卷筒直径φ420mm;重量1380 kg。

3. 钢箱梁的施工步骤

由于施工场地及便道限制，现场情况较复杂，汽车吊及梁车到不了对岸，因此，采用卷扬机拖拉方式自左至右进行整节段安装，具体工步如下：

（1） 安装临时支架系统及卷扬机、轨道和运梁小车。

（2） 吊车站在1#台台背处吊装钢箱梁节段 1在拼装胎架上 ，组装并焊接完成后，用手动或液压千斤顶，顶起组装好的钢梁节段 1 ，将运梁小车推进箱梁底部，将钢箱梁落放在运梁小车上。

（3） 用两台卷扬机在两侧轨道左端拖拉运梁小车，拖拉时注意观察两侧梁段前后距离，防止拖拉速度不一致，导致小车车轮别轨道，从而使轨道变形或受力不均。在保证拖拉速度在1m/min的情况下，将钢箱梁安全平稳拖拉到位，为了防止钢箱梁溜坡，可以在右侧用一卷扬机辅助拖拉，梁段安装尺寸到位后，用千斤顶顶起钢箱梁节段 1在安装位置，定位固定后，将运梁小车退出。

（4） 按上述步骤 （2）～（3）将钢箱梁节段 2 ～ 14 放置在临时支座上，折除运梁小车，从钢箱梁节段 2 ～14，每调整好一节梁段的准确位置就焊接与前节梁段连接的横向环焊缝。

（5） 直接用汽车吊吊装节段15，桥面钢箱梁架设完成。

四、总结

考虑到场地和条件的限制，且钢箱梁横向整節段重，横跨湘江河，临时支撑高度高及跨度大，施工便道弯度和坡度大，在常规的支架法和顶推施工工法无法实现的情况下，我们采用了 “卷扬机结合运梁小车拖拉”的施工工法，能安全可靠，实际可行的完成钢箱梁的架设任务，保证了节段梁的安装精度，取得了预期效果。

本次施工技术，采用了简单的工装和拖拉设备，既解决了由于场地限制无法吊装的问题，也解决了大吨位大跨度高支撑钢箱梁的架设问题，确保了安全，节省了大量的资源，同时又可大大缩短了施工工期，符合节能减排的要求，未对环境造成影响，将是市政异形钢箱梁施工的一次成功的安装案例。

参考文献

[1] 北京钢铁设计研究总院.钢结构设计规范.北京：中华人民共和国建设部，2003

[2] 张质文，虞和谦，王金诺，等.起重机设计手册.北京：中国铁道出版社，1998

[3] 交通部.道路大型物件运输管理办法.交公路发（1995）1154号，1995