钢桁梁拖拉法架设.docx
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钢桁梁拖拉法架设
一、钢桁梁拖拉法架设
1、模块说明
本模块为64～96m钢桁结合梁拖拉法架设方案，适用于钢梁桥跨内支架法拼装困难，拖拉法较容易实现的中等跨度钢桁梁架设，模块主要内容有拖拉架设方案、主要施工方法及技术措施，另简要列出了拖拉法的施工周期，劳动力及设备要求等。
2、钢桁梁拖拉法架设方案
2.1、施工方案
钢桁结合梁施工时，首先在桥跨附近的相邻孔位处平整场地，布置拼装支架及拖拉支架，拼装支架顶面布置拼装平台，钢梁在拼装平台上使用吊机安装，通过牵引装置在拖拉支架上滑移钢梁至桥跨处，钢梁调整后就位，进行下一步桥面附属施工。
钢桁梁拼装支架采用排式支架，结构可为万能杆件或钢管形式，支架基础根据受力情况可采用扩大基础或桩基础。
支架的跨度根据设计及计算要求确定，结构形式一般为桩基础，钢桁梁前端设导梁用于滑移牵引，拖拉采用卷扬机滑轮组作动力。
钢梁一般一次性拼装完成，整体拖拉到位，若为节省下滑道长度，亦可随拼随拖。
以96m钢桁结合梁为例，钢桁结合梁拖拉施工方案详见“图2-196m钢桁结合梁拖拉法施工步骤图”。
2.2、工艺流程
钢梁拖拉法施工主要工序为搭设拼装及拖拉支架、钢梁拼装、拖拉就位后调整落梁及桥面砼施工等，以96m钢桁结合梁为例，工艺流程如下：
钢桁结合梁拖拉法施工工艺框图
3、主要施工方法
3.1、钢梁制造及验收
钢梁在具有钢梁制造资质和业绩的厂家制造，制造前进行工艺试验及评定，制造完的杆件进行预拼并涂装。
钢梁制造约需4个月，钢梁制造完成运至现场进行预拼及安装。
到场的钢梁验收时，根据清单列表逐一清点，并检查各部位尺寸是否与设计图纸相符；检查钢梁表面涂装及节点摩擦面处理情况，检查钢梁制造出厂合格证书，以及所用原材的合格证，其中钢材的化学成份和力学性能要符合TB10002.2-2005《铁路桥梁钢结构设计规范》附录A“铁路桥梁用钢”的要求，超声波探伤检查按GB/T2970中的Ⅱ级执行。
验收合格后方可进行下一步的拼装。
3.2、支架布置
拖拉法架设钢梁的支架分为拼装支架和拖拉支架。
拼装支架采用万能杆件（钢管）结构，排架法布置，支架顶布置拼装平台，基础采用混凝土扩大基础，平台顶面设置临时支点和滑道。
拖拉支架布置于钢梁的设计桥跨下，采用万能杆件（钢管）结构，基础采用混凝土扩大基础或桩基础，支墩施工完成后进行预压处理，以消除基础非弹性变形及不均匀沉降。
3.3、钢梁拼装
钢梁经预拼后，按工艺要求从一端向另一端进行拼装，拼装工作在拼装平台上进行，操作时执行安装工艺及高强螺栓施拧工艺，钢梁拱度按设计要求设置，钢梁拼装约需一个半月时间。
3.3.1、临时联结钉栓
冲钉用35号碳素结构钢或相当于同等硬度的钢号制造，公称直径小于设计孔径0.3mm。
冲钉使用多次后直径逐渐磨耗减小，需及时更换。
冲钉的圆柱长度参照各种不同的厚度板束配备。
精制螺栓用35号碳素结构钢制造，栓杆直径比设计直径小0.3～0.5mm，安装于承受较大剪力的临时联结处。
3.3.2、拼装工艺
钢梁节间杆件在起吊前需核实重量是否在吊机起吊能力范围内，经试吊正常后再提升。
钢梁就位后，对孔时在钉孔基本重合的时（相错在10mm以内），迅速将小撬棍尖端插入孔内并将孔拨正，然后微微起落吊钩使钢梁转动对合其它孔眼。
冲钉用小锤轻轻敲入钉孔内。
禁止用强迫过孔的方法对孔，以免孔边变形。
对好孔眼后钉栓群四周打入四个定位冲钉，随即安装4～6个安装螺栓。
确认板缝密贴后即拧紧螺栓，安装其余钉孔的冲钉和螺栓。
拼装工作开始后随时观测钢梁平、立面位置并及时进行调整。
钢梁拱度在拼完一个大节间后立即用千斤顶按设计拱度值起落调整，并随即进行终拧，再进行下节段的拼装。
3.3.3、拼装测量
在拼装过程中随时测量钢梁中线、水平、拱度等的偏差值。
发现平面钢梁高低不一或钢梁中线偏斜时及时调整。
3.3.4、杆件连接要求
3.3.4.1、杆件拼装顺序
杆件拼装按设计及工艺要求进行，先合拢上、下游主桁的杆件，使之尽快形成稳定的结构体系，上下游弦杆须对称安装，避免偏载。
为快速闭合杆系的三角形，连接处在对孔后立即打入少数定位冲钉，转入下一连接处，然后在各连接处补齐50%冲钉，再安装高强度螺栓。
3.3.4.2、接头拼装要点
上、下弦杆整体节点外拼装的拼接板及填板在预拼时挂带于有填板的一端，并预留2～3排螺栓不终拧以便套插拼装。
斜杆与整体节点插入拼装时，如果装配间隙过小无法自由插入，可使用螺旋顶将整体节点撑开少量再插入，但不得使用大吨位千斤顶，绝对不允许损伤整体节点板角焊缝。
整体节点板的允许顶开量由预拼时的试验数据取得。
3.4、钢梁拖拉
3.4.1、拖拉系统布置
3.4.1.1、滑道设置
钢梁拖拉滑道分为上滑道、下滑道和导梁滑道，具体如下：
⑴上滑道：
设置于钢梁下弦杆下方，由纵向垫木、枕木、滑道钢轨及吊轨组成，具有足够的长度，表面光滑平整，刚度较大，能均匀传递反力。
上滑道布置在一条直线上，同侧滑道相对高差不应大于2mm，两侧滑道高差不大于3mm。
⑵下滑道：
设置于拼装平台及拖拉支墩顶，其顶面纵线设置成2%～5%的向下纵坡，下滑道结构要求简单，拆装方便，和支架的联结牢固可靠，两端易于吞吐辊轴。
下滑道布设时的质量要求同上滑道。
⑶导梁滑道：
导梁下设置导梁滑道，其布置方法和滑道高度及质量要求与钢梁滑道相同。
3.4.1.2、导梁
导梁为拖拉钢梁的辅助结构，用于导引钢梁前端上墩，同时便于设置拖拉点，设计时将根据主梁倾覆稳定性要求及杆件允许的伸臂长度，选用适宜长度的轻型结构，具体则可结合现场情况采用三角桁架式等，长度根据受力计算确定，一般在10～30m左右，由前端、主体结构、连接段三部分组成。
导梁与下弦杆拼装在一起，导梁设置具有足够刚度和强度，以满足拖拉施工的需要。
3.4.1.3、滑移辊轴
上下滑道间布置辊轴用于滑移，辊轴材质采用Q235钢，直径φ100mm，数量满足滑移要求。
3.4.1.4、牵引设施
牵引设施采用20t卷扬机配滑轮组方式，布置时特制一个连接座与钢桁梁下弦节点相连,拖拉方向的前方墩顶上安装分配梁,滑轮组对应于主桁的中线位置固定于分配梁上。
在牵引力不大的情况下，使用滑轮组转向灵活，牵引速度快，牵引力的大小根据受力计算确定，滑轮组的转向点要布置稳妥，受力安全，同时卷扬机设置稳靠锚固装置，保证整个牵引系统能提供稳定的牵引力。
钢梁拖拉力的计算按F=KφQ±QG计算，其中
F——拖拉力；
K——阻力修正系数，对于一般滚轴基础，取3-3.5；
φ——滑道摩阻系数，滚轴直径不大于100mm时取0.01～0.002；
Q——钢梁重量
G——坡度（%）
拖拉设施牵引力考虑风载、摩阻增大等各方面不利因素的影响。
3.4.2、钢梁拖拉
钢梁拖拉在上、下滑道布置等准备工作完善后即开始牵引钢梁滑移。
卷扬机滑轮组连续拖拉钢梁前移,每次拖拉一个节段。
滑移过程中要平稳，左右行程要一致。
钢梁拖拉布置时，除根据支点不同位置分别检算钢梁杆件应力、主桁拉杆变成压杆后的长细比和应力折减外，尚要检算主桁节点的局部应力、稳定性和交会该节点的主桁次应力。
3.5、钢梁调整及支座安装
3.5.1、顶落梁
3.5.1.1、顶梁设施
⑴千斤顶：
顶落梁主要采用油压千斤顶，千斤顶顶部附保险箍用以防止施顶期间因某部件发生故障而突然下坠的事故。
同时设升程限位孔或其他标志，防止活塞顶出过多造成拉缸现象。
⑵分配梁：
在千斤顶的活塞顶面及顶下安装分配梁，将集中荷载分布到较大范围内。
分配梁一般采用旧轨截成800～1200mm长度后组焊成扣轨束经刨削平整而成。
⑶支垛和垫块：
支垛随钢梁一同起落，采用枕木纵横交错叠成，并以较薄的垫块、垫板调整高度。
3.5.1.2、落梁就位
待钢梁拖拉到位且所有高强度螺栓均已终拧后即可开始落梁操作，调整钢梁平面位置将钢桁梁承重点从支架上转换到正式桥墩的支座上。
钢桁梁的位置调整通过墩顶布置的横向及纵向调节装置来实现，纵向调整一般在钢梁拖拉至墩顶后大致对位，再通过墩顶千斤顶水平向微调定位，钢桁梁的横移即是先在钢桁梁的支点（或起重横梁）下布置千斤顶，各点均匀、同步起顶少许后，利用墩顶（或托梁）上的横移设备，将钢桁梁横移至设计位置，再缓慢下落至支座上。
落梁使用的油压千斤顶，须带顶部球形支承垫保险箍，升降限位孔，共同作用的多台千斤顶选用同一型号，用油管并联。
油压千斤顶、油泵、压力表、油管长度力求一致。
为准确掌握支点反力，对千斤顶、油泵、压力表一并配套校正,并注意定期检查。
千斤顶的位置安放要准确，千斤顶中心和起顶中心位置偏差不大于5mm，下支承面抄平。
上支承面及各垫层间放置石棉板防滑材料。
顶落梁中，为适应支点水平位移，千斤顶底部设置四氟板垫座。
顶落梁时，千斤顶有专人打保险箍，并在正式支座顶进行抄垫，将正式支座作为两个保险支垛。
千斤顶起顶钢梁，抽出一层枕木垛，卸千斤顶，钢梁再次落到枕木垛上，倒换千斤顶循环此工序，直至梁体就位。
在钢梁落到距支座表面1～2cm时检查钢梁及支座的平面位置，然后落梁定位。
钢梁位置与设计不一致时，纵、横移钢梁至设计位置。
3.5.2、支座安装
钢梁桥墩施工完后，根据实测资料修正支承垫石顶面高程，同时复测墩顶上预留的锚栓孔位置并修凿整理。
钢梁支座一般采用圆柱面钢支座，种类有纵向、横向、多向和固定支座。
进入施工现场后，根据设计图纸核查其几何尺寸，如有问题需重新调换。
钢梁支座在墩顶采用钢楔块调整高度，落梁后锚栓孔及支座底采用干砸砂浆法填实或采用位能法注浆，保证支座底浆体密实，同时做好支座的防尘密封工作。
支座安装的允许误差要符合现行的《客运专线铁路桥涵工程施工质量验收暂行标准》、《客运专线桥梁圆柱面钢支座暂行技术条件》。
3.6、高强度螺栓施拧
高强度螺栓施拧采用扭矩法。
电动扳手使用前均要标定后才能投入，并将其输出扭矩M值调至所需的扭矩值。
3.5.1、高强度螺栓的储存管理
高强度螺栓入库前进行全面检查，入库后要建立明细库存表，发放登记表。
现场将采用专用库房，库房内设置空调、温度计、湿度计等设施，确保高强度螺栓的保存质量。
螺栓、螺母、垫圈尽可能保持其原有表面处理状况，为不使高强度螺栓的扭矩系数发生变化，保管期内不得任意开箱，防止生锈和沾染脏物。
3.5.2、高强度螺栓的施拧及检查验收
⑴高强螺栓安装前的技术准备
在杆件就位后用定位冲钉和普通螺栓固定板束位置，并使板层密贴；在杆件就位时注意保护摩擦面涂层，如不慎碰伤时，按规定的工艺补涂；高强螺栓要顺畅穿入孔内，不得强行敲入，穿入方向全桥应一致，不能自由穿入者，进行微调，对于个别微调后仍不能自由穿入者，采用扩孔处理；安装高强螺栓时，摩擦面保持干燥，不得在雨中作业；施拧机具要事先进行标定。
⑵高强度螺栓施拧
高强度螺栓全部采用扭矩法施工，螺栓的施拧顺序，由中心以辐射形式向四周边缘参差地进行，最后拧紧四周螺栓。
初拧扭矩采用终拧扭矩的50%，初拧后要用油漆将螺杆、螺母、垫圈及板面划一直线，作为标记，以便检查螺栓漏拧、螺杆有无转动等质量问题。
高栓施拧的终拧扭矩按下式计算：
M=K（N+△N）d
M—终拧扭矩（N-m）
K—扭矩系数平均值
N—高强螺栓施工预拉力（KN）
△N—预拉力损失（通过试验定），一般为设计值的5～10%。
d—高强螺栓公称直径（mm）
高强度螺栓施拧前作好施拧工艺试验和板面抗滑移系数试验，试验数据送交监理工程师批准，为防止螺栓在施拧时出现卡游现象，施拧时必须用套筒板手卡住螺栓头。
3.7、混凝土桥面施工
钢梁混凝土桥面板模板采用支模法在钢梁上安装吊架施工。
模板与钢梁接缝处严密，保证不漏浆。
桥面板钢筋采用整体绑扎，顶板钢筋根据桥面坡度斜置，桥面泄水处钢筋可适当调整移动，并增设螺旋钢筋和斜置的井字型钢筋；施工中为确保钢筋的位置准确，要加强架立钢筋的设置，也可采用加拉筋的措施。
3.7.1、混凝土拌制及运输
桥面混凝土采用强度等级为C50高性能耐久性混凝土。
混凝土采用自拌方式，运输车运输至施工点。
3.7.2、混凝土浇注
浇注混凝土桥面前，清理钢梁上翼缘和剪力钉的锈蚀和污垢及保护漆，以增强钢梁与混凝土间的粘结。
混凝土按设计划分区段连续浇注，一次成型，混凝土拌和物在初凝前浇注完成，时间不宜超过6h。
接缝处混凝土进行凿毛处理。
混凝土浇注时，模板温度和钢梁上翼缘顶面温度宜在5～35℃。
混凝土拌和物入模温度宜在5～30℃。
混凝土浇注时与钢梁上翼缘温度差不大于15℃。
混凝土采用插入式振捣棒振捣，提浆整平机振捣收浆、整平。
在浇注混凝土过程中，随机取样制作混凝土强度、弹性模量试件，试件要随桥面板在同样条件下振动成型，施工试件随桥面板一同养护，28d标准试件按标准养护。
3.7.3、混凝土养护
桥面砼采用自然养护，草袋或麻袋等保湿材料覆盖，并在其上覆盖塑料薄膜，桥面板洒水次数要能保持混凝土表面充分潮湿。
当环境相对湿度小于60%时，自然养护不少于14℃；相对湿度在60%以上时，自然养护不少于10d。
3.7.4、拆模
混凝土强度达到设计强度的100%后，方可拆模，当遇气温急剧变化时不宜立即拆模。
4、施工周期安排
以一孔96m钢桁结合梁拖拉法施工为例，施工周期如下表：
表1、施工周期表
序号
项目
周期（天）
备注
1
施工准备
30
包括拼装平台、拖拉支墩布置
2
钢梁制造
120
3
钢梁拼装
45
在拼装平台上安装
4
拖拉拖拉
2
5
顶落梁
3
6
混凝土桥面施工
30
5、质量要求及注意事项
工程施工严格遵守《客运专线铁路桥涵工程施工质量验收暂行标准》铁建设〔2005〕160号 、《铁路混凝土工程施工质量验收补充标准》铁建设〔2005〕160号 、《客运专线铁路桥涵工程施工技术指南》（TZ213-2005） 、《铁路混凝土工程施工技术指南》（TZ210-2005） 、《铁路桥涵施工规范》 （TBJ203—96）、《铁路钢桥制造规范》（TBJ10212—98）和《铁路钢桥高强度螺栓连接施工规定》（TBJ214—92）等相关规定，主要注意事项如下：
⑴钢梁进场时进行严格验收，检查钢梁出厂合格证、钢梁材质试验报告、拼装图、拼接板摩擦面抗滑移系数试验报告、焊缝重大修补记录、试拼装记录、杆件发送表清单等。
⑵钢梁拼装板缝不得大于0.3mm，插片深入板缝深度不大于20mm。
⑶滑道顶面标高误差不得大于±1mm，同墩滑道顶面高差不得大于1mm。
⑷钢梁拖拉阶段结束时，箱梁首尾横向就位误差不得大于2mm。
⑸钢梁前后段连接时，严格控制梁底标高，不经测量人员核实、技术人员同意，严禁拼接。
⑹钢梁拖拉过程中，设专人观测中线偏差和钢梁挠度，出现较大偏差时，及时纠正。
⑺钢梁拼装前，要认真复核设计图与拼装图，复核每一处拼接板的编号、数量和高强螺栓的长度、数量，同时清除各类污垢，铲除磨光飞边毛刺，补喷脱落铝面，对局部损坏锈蚀等不合技术要求的板面进行处理。
⑻每工班在高栓施拧操作后，必须对施工扳手进行扭矩校正。
6、主要机具设备、检验设备
以一孔96m钢桁结合梁拖拉法施工为例，采用汽车吊拼装，主要施工机具及检验设备如下表：
表2、主要机具设备、检验设备
机械设备名称
规格型号
单位
数量
汽车吊
50t
台
2
汽车吊
25t
台
1
卷扬机
1～7.5t
台
4
卷扬机
20t
台
2
液压千斤顶
YCW600
台
10
运梁平车
台
2
手动葫芦
5～10t
台
10
电动扭矩扳手
MD-24、MD-27
台
10
手动扭矩扳手
HC200-760NM
台
12
滑道、辊轴
套
1
7、劳动力使用计划
以一孔96m钢桁结合梁拖拉法施工为例，需要的劳动力计划如下
表3、劳动力使用计划
人员
人数
项目管理
2
技术、质检人员
4
测量工
2
起重工
12
电工
2
混凝土工
4
钢筋工
5
司机
10
普工
59
小计
100
8、技术保证措施
⑴梁拼装架设前，要对各墩台顶高程、中线、墩顶锚栓孔位置，及距离进行一次全面的复测以了解偏差情况，偏差过大时，要事先研究制订出纠正方案后方可架梁，拖拉支墩拼装后进行预压，保证拖拉过程中不沉降。
⑵杆件预拼需根据钢梁杆件预拼图进行，并注意拼装的顺序与钢梁的安装顺序一致。
各杆件、节点板等要仔细核对编号尺寸，确认前后方向及内外侧无误后才能拼装，避免返工。
⑶拼装钢梁一般自下而上，主桁杆件要尽快形成闭合的三角形稳定结构，桁梁必须对称安装避免偏载。
⑷拖拉方向控制
①在支墩两侧设导向设备引导钢梁按要求方向滑移，如在钢梁外侧安装导向角钢或垂直滚筒等。
②用辊轴移梁会作蛇形运动，必须随时纠正，使其偏斜量在一定范围内，施工前消除导致中线偏移的各种因素，在拖拉中做好中线的观察工作，随时纠正。
③拖拉钢梁时，上下游两主桁的拖拉速度保持一致，并设置制动设备。
④钢梁拖拉过程中，在主梁前端支点到达墩台上时方可停止拖拉。
⑤在整个钢梁施工期间随时测量各支架的沉陷，当沉陷量影响杆件应力时，要及时采取措施进行反力调整。
⑥拖拉过程中，两台卷扬机应保持松紧一致，运动同步。
⑦保证滑道的施工质量，滑道表面干净，两侧滑道受力一致。
⑧做好拖拉过程中的检测工作，标记好钢梁中心线，及时测量观测偏位情况并采取相应措施。
9、环保措施
施工过程中严格执行国家及地方政府颁布的有关环境保护，水土保持的法规、方针、政策和法令，同时注意以下几点：
⑴在整个钢梁施工期间要消除噪音污染。
⑵在对钢梁杆件补喷漆时会产生一定的粉尘和漆雾，要采取措施防止灰尘污染周围环境。
⑶不在现场焚烧油毡、油漆以及其他会产生有毒有害烟尘和恶臭气体的物质。
⑷钢梁运输道路经常洒水，避免扬尘。
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