拖拉法架梁.docx

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拖拉法架梁

拖拉法架设钢桁梁

本标段跨泰薛公路大桥主桥为1-48m钢桁梁,采用墩顶拖拉法架设安装。

1、钢梁杆件的运输与存放

本标段公路交通比较便利，因此，钢梁杆件拟选用汽车运输的方式运输至桥位附近的杆件存放场，杆件存放需分别种类和拼装顺序，绘出杆件存放图，按图上位置堆放在枕木上，与地面保持10～25cm的距离。

2、杆件的工地检查与复验及矫形

杆件运输至现场后，应对照设计文件和《铁路钢桥制造规则》的标准，对工厂提供的技术资料及实物进行以下内容的检查：

①钢梁试装记录的检查；②焊缝重大修补记录的复查；③主要杆件容许误差的复查；④杆件外观（局部损伤、变形、油漆脱落等）检查。

对杆件因装卸运输而产生的局部变形或缺陷，可在现场采用冷矫或热矫的方式或冷热矫相结合的方式进行矫正，冷矫可采用千斤顶或锤击的方式；热矫温度应控制在600～800℃范围内，并应有测温设备，一般使用“点加热法”或“线状加热法”。

现场不能矫正者应退厂处理。

3、杆件预拼

在泰薛公路胶州方向两孔32m正桥范围内设置膺架，用作正式拼装钢梁的托架，在膺架的一侧设一小型预拼场，进行杆件预拼，在膺架和预拼场之间设全回转自行式动臂起重机，将预拼成型的吊装单元吊装至膺架上安装。

详见图4.5.6所示。

杆件预拼前，应复查栓焊梁弦杆、斜杆、竖杆两端拼接部分宽度，如相邻两根弦杆的宽度误差大于2mm时，应加垫经喷砂处理过的薄钢板。

应根据设计图和工厂提供的技术资料，逐件校核弦杆、竖杆、节点板等编号是否正确，并特别注意因起拱原因钉孔距不相平行的上弦节点板，分清正常、伸长、缩短等类型。

应确定杆件组拼办法，绘制预拼图，做好预拼前的准备工作。

主桁弦杆节点预拼：

首先将大节点板预拼在弦杆上时，在打入少量冲钉后，节点板的悬空部分宜用枕木垛支托，防止产生错孔现象。

下弦节点板可成对地预拼在下弦节点上；上弦节点板为便于桥上安装，可将其中一块附在弦杆上，一块附在竖杆上。

预栓合的范围是在不妨碍膺架上正式拼装原则下多栓。

弦杆预拼时应对拱度图中的伸节点和缩节点作调拱处理。

竖杆预拼：

竖杆与上弦相联结的小节点可预拼一块节点板。

纵横梁预拼：

将左右两根纵梁用联结系拼成整体，鱼形板宜装在架梁前进方向的后端，纵梁两端底面下如设有牛腿，牛腿可预拼在纵梁两端。

横梁上只预拼联结角钢，并应在横梁正中拼样冲眼。

主桁上下平纵联预拼：

上平纵联斜杆与中间的联结板应预拼成一个单元，两端的节点板可根据情况预拼在上弦杆上。

先装下平纵联后装纵梁的节间，下平纵联的预拼与上平纵联相同。

磨光顶紧节点预拼：

为保证两杆件互相垂直面的光滑平直，组拼时必须按工厂的编号对号入座，不得调边、翻身。

4、杆件拼装

杆件在小型预拼场预拼成吊装单元后，由设置在膺架与预拼场之间的全回转自行式动臂起重机起吊至膺架上正式拼装。

拼装采用竖向分层拼装法，即逐层上拼，拼装程序如下：

拼装全部底盘→拼装全部腹板→拼装全部上弦→拼装全部上平联→拼装全部横联。

拼装方法确定后，结合拼装吊机的性能，并考虑杆件的左右对称拼装，组拼成闭合三角形形成稳定的几何体系的要求，制定出拼装顺序指示图表据以指导拼装施工。

在膺架上拼装钢梁时，应在钢梁大节点下搭设枕木台座承托钢梁，高度在0.6m～0.8m之间，顶面放置几对硬木楔，用以调节各节点的上拱度，断面呈H形的弦杆应在支托处用垫木将下面的凹槽填实至高出弦杆翼缘，为便于在节点下安放千斤顶，台座从中间断开，分为两个，以便在节点的理论交点下设置千斤顶。

千斤顶的作用是将拼装好的钢梁顶起，以便安放滚滑设施，供拖拉时用。

在拼装和拖拉过程中，需要承受较大安装应力的联结处，例如前导梁与钢桁梁之间用临时杆件连接杆件，都须使用精制螺栓拼装。

拼装单元起吊时应校对是否符合拼装顺序，必须注意杆件（或吊装单元）上标示的重量及重心位置，使弦杆、纵横梁等尽可能保持水平，竖杆保持垂直，斜杆保持40°～50°的倾斜度。

起吊前应严格核实杆件重量是否在相应吊距的额定起吊重量以内，经试吊无意外再提升。

杆件起吊就位后对孔时，应在钉孔基本重合的瞬间，将小撬棍尖端插入孔内将孔拨正，然后微微起落吊钩使杆件转动对合其它孔眼。

弦杆先对近端孔眼，竖杆先对下端孔眼，斜杆宜先成较陡状态，待下端对合后再徐徐降低吊钩对合上端。

对合弦杆时可用牵引器或链滑车拉入节点板空间内。

对好孔眼后应先在钉栓群四周打入四个定位冲钉（冲钉只能用小锤轻轻敲入钉孔内）。

随即安装并拧紧螺栓。

在膺架上拼装钢梁，使用的冲钉和螺栓数量之和应不少于接头钉孔总数的三分之一，并作均匀布置；孔眼较少的部位，钉栓总数不少于6个或全部上足。

拼装开始后须随时观测平、立面位置，并及时调整平立面位置及拱度。

对竖向分层法拼装的钢桁梁拱度一般分两次调整，底盘拼完后用小千斤顶按设计拱度酌加一定沉落量调整一次；钢梁全部拼完后再用较大千斤顶调整一次。

主桁节点螺栓终拧前，需将冲钉全部换为螺栓并达到初拧程度。

在钢梁拼装过程中，应随时测量钢梁中线、水平、拱度等偏差值并采取措施使之保持在允许范围内。

5、栓合

杆件在栓合前应对杆件的接合面进行摩擦系数试验，如不能满足要求，应对接合面进行喷砂打毛处理。

高强螺栓的栓合工具宜选用同时适用于初拧和终拧的工具，为保证栓合质量，扳手应随时标定。

高强度螺栓栓合可采用扭矩法。

穿螺栓前，须将螺母内丝口处涂少许黄油，上螺栓时要注意螺栓长度及方向是否正确（主桁节点螺栓向外穿，上下平联等向下穿），雨后拼装须用高压风吹干后再装。

初拧可用人工扳手、风动扳手或电动扳手。

施拧一般只旋转螺母，拧的顺序为由节点中央开始逐渐向四周边缘进行，大节点板应从板的中央顺杆件向外进行，初拧力一般不小于设计轴力的20%。

终拧用示功扳手按规定的额定扭矩施拧。

拧完后应普遍再拧一遍，以防先拧的螺栓轴力降低。

每把扳手均应有专人在使用前进行标定，每次使用完后应复查误差，误差大于5%应停止使用。

终拧并经验收合格后的螺栓，凡外露部分（包括垫圈）应立即涂上油漆。

板层间用腻子腻成流水坡防止雨水浸入。

如果由于轧制公差式其他原因使连接板层之间有超过2mm的间隔存在时，必须用填板填充间隙，填板的两个面应按处理接触面的办法处理。

为确保施工质量，高强度螺栓终拧完后，应设专人进行检查验收，当天拧完的螺栓应当天检查完毕，并做好施工记录，检查采用复查扭矩大小的办法来判断轴力是否符合规定。

检查的方法有“退扣检查法”和“不退扣检查法”。

高强度螺栓栓合施工工艺流程见附图。

6、拖拉施工设计

为确保拖拉施工安全、顺利，并为导梁设计、钢梁杆件加固，上下滑道设计拖拉施工提供依据，在钢梁拖拉前，必须进行以下几项施工设计。

（1）稳定计算

在拖拉全过程中，必须保持钢梁的纵横向倾覆稳定系数不得少于1.3。

采用的措施主要是在钢梁前端加装导梁，在钢梁后端增加压重，在桥孔内设临时支墩以减少钢梁悬臂长度等。

其目的是使拖拉钢梁的前端呈悬臂状态时，其合成重心均能落在前支点的一定距离之外，保持钢梁的充分稳定性。

钢梁受水平力时的横向稳定，主要由风荷载、左右两桁受载不均、两股滑道高低不平等引起，稳定系数多在1.3以上，一般可不验算。

（2）支点反力计算

在拖拉过程中的支点反力值及其变化情况是检算杆件应力、设计导梁、滑道及支墩的主要依据，计算力求准确可靠。

当支点在三个以上时，可将桁梁简化为等截面连续梁，同时将前导梁荷载化为Wd和Md加在主梁前端，将压重化为Q和Qs加在主梁后端，以此简化计算的办法计算各支点反力。

钢梁各节点（或其它控制点）在拖拉过程中受到的反力，随拖出长度不断变化。

计算钢梁在不同位置时某一支点的反力值，并绘成一条曲线，以此反力曲线作为加固钢梁杆件和设计上下滑道的依据。

（3）挠度计算

以下4项下挠值的代数和即为所求的最大挠度值。

①因钢梁及导梁自重、上滑道及机具、人员重量等产生的弹性挠度f1。

②因钢梁上挠度引起的前端下挠值f2。

③钢梁与导梁（或与钢梁）间的连接杆件因采取缩短上弦杆长度措施而引起的前端上挠值f3。

④用万能杆件拼成的导梁，由于拼装螺栓与孔眼间的间隙产生的下挠值f4。

（4）安装应力检算及加固

钢梁拖拉过程中由于施工荷载与运营荷载相反，部分杆件由拉杆转成压杆；安装应力超过容许值，使杆件有变形、失稳甚至破坏的可能，因此必须按实际情况进行检算，并对薄弱环节进行加固，加固最好应结合钢梁制造在工厂进行。

当纵梁强度不足时，可采用以下加固措施。

①在翼缘板上焊补强板；

②换用截面尺寸较大的加强纵梁；

③在原有纵梁外侧临时各增加一片纵梁。

腹板临时加固可用方木顶紧上下翼缘，夹紧腹板。

下翼缘则可在反力较大处临时增设万能杆件拼装下平联。

如下翼缘产生变形时，一般在下翼缘放置角钢或槽钢，用方木顶住上翼缘。

横梁强度不足时，可换用上下盖板断面较大的加强横梁。

拖拉时挂杆由拉杆转为压杆，稳定性很差，加固办法一般多在挂杆中部临时安装辅助杆件使之与刚度较大的斜杆连接，来减小它的自由长度。

为方便起见，所有挂杆与斜杆在工厂制造时都宜预先钻好连接孔。

（5）牵引计算

为正确选用牵引设施，应进行钢梁拖拉时的牵引力计算，牵引力的大小与钢梁自重（Q）、滑道阻力系数（Φ）和拖拉坡度（n）有关，由下式确定：

F=Q·Φ±Q·n（式中上坡度取“+”号，下坡度取“-”号），实际牵引力选用应比上述公式中的理论牵引力适当增大，采用给阻力系数（Φ）乘以适当的扩大系数k，K值取2～5之间，根据不同条件选用。

拖拉坡度可选用2‰的下坡。

由于钢梁是下坡拖拉，应在钢梁后端安设制动设施控制钢梁拖拉速度，以策安全，因此应作制动牵引力计算。

根据计算值来确定制动设施的大小，制动设施采用绞车作动力的滑车组，拖拉时随钢梁前进不断放松，但又须保持一定的牵引力以防万一。

由于本桥拖拉距离不长，可选用一拖到底的单级拖拉，拖拉速度不易过快，控制在60m/h范围内，以便及时校正辊轴，控制钢梁前进方位。

尤其是上墩时更应控制速度。

7、拖拉架设施工

（1）导梁施工

导梁采用万能杆件组拼，成阶梯形桁式导梁，长度取主梁长度的1/4，即12m长，由前端、主体结构与主梁连接段三部分组成。

主体结构：

在全长范围内宽度保持不变，立面拼成阶梯式，以减轻重量，导梁上除必要的人行步板外，不设其它起重设备。

两片桁梁之间必须设有上下平联和纵联，将导梁连成坚固的整体结构。

前端结构：

在导梁前端设计能直接承受千斤顶力的顶升式牛腿结构，顶力中心须通过杆件理论交点。

同时对牛腿的受力顶面与下滑道之间，应考虑前端下挠量和墩上布置，保持能安放千斤顶与底面安放小辊轴的高度。

连接段：

导梁与主梁之间的一个过渡连接段。

直接用水平连接将导梁上弦连接到主梁端斜杆上，同时在主梁内部加斜杆等将应力传布到下弦节点上。

（2）临时支墩

泰薛公路宽16m，与铁路斜交法向角49°，因此沿铁路方向路面宽为16m/cos49°=24.4m，为保证拖拉过程中钢梁悬臂长度不致过大，其纵向倾覆稳定系数大于1.3，应在桥跨设临时支墩，为了不影响公路通车及安全起见，不考虑在公路中间设临时支墩，而在公路两侧的排水沟紧靠公路侧各设一个临时支墩（万能杆件拼组）。

根据上面计算（公路沿铁路方向路面宽24.4m）结果，可考虑两个支墩间跨度（净距）为26m，即钢梁拖拉时最大悬臂为26m，钢梁总长（48m）与导梁总长（12m）之和为60m，再在钢梁后端配适当的压重即可保证钢梁最大悬臂时其纵向倾覆稳定系数大于1.3。

保证拖拉施工的安全。

墩上支墩：

在设置墩上支墩时，墩顶面的流水板可用四根方木作用方框架、四周用长螺丝杆拉紧，安放在墩顶面，内填碎石夹砂夯实平整，然后满布枕木作为基础。

在其顶面铺设下滑道。

设在主跨（48m）桥孔内的支墩用万能杆件组拼，基础采用150号砼，支墩顶面一定高度用型钢等搭设，以满足落梁和调整高度的需要。

导梁前端沿着滑道斜面逐渐上升时，支墩直接受到斜面的水平推力；上到滑道顶面后，随着反力的增大又受到逐渐增大的摩檫力作用，支墩有沿桥墩顶面滑动的可能，故应验算支墩的稳定性并进行加固。

加固可采用将各层枕木用扒钉钉牢，枕木垛用钢丝绳捆在墩帽上，将面向拖拉方向用斜撑顶住，在后面用斜拉拉住顶端，也可用其它简单构架与邻近永久墩台相接等措施。

以保证支墩的纵向稳定。

上下墩设施附于支墩侧面，用来将下垂的钢梁端部升高到支墩顶面滑道，上下墩设施可采用牛腿及滚动千斤顶。

当导梁牛腿底面足以安放千斤顶时，在千斤顶特制的底座下布设Φ25～Φ50mm的小辊轴，一面起顶，一面移动，直到导梁上滑道到达支墩顶面受力后再拆除千斤顶。

（3）压重

压重应选在钢梁后端，可选用水箱压重法，此法可随时增减压重荷载（通过加水和放水）。

压重水箱的大小（即压重量）应在钢梁悬臂最大时通过计算确定，即保证钢梁悬臂最大时纵向倾覆稳定系数不小于1.3。

（4）滚移设施

上滑道设纵梁下面，作成通长连续滑道，由纵向垫木、枕木，滑道钢轨及吊枕组成。

纵向垫木与纵梁同宽，应将钢梁拱度垫平。

纵向垫木下为枕木。

再下为上滑道钢轨，钢轨可选用p38kg以上钢轨1～3根并列，用道钉反钉在枕木上，整个上滑道用吊枕设于两纵梁翼缘上，以两个Φ22mm螺栓吊住下面枕木，枕木外侧用钩头螺栓，钩住纵梁外翼缘，将上滑道固定。

下滑道与上滑道上下相对，钢轨数目比上滑道多一根，顶面须磨成没有凸凹的平滑面，下滑道钢轨直接钉在支墩的横向枕木上。

如导梁桁架的中心距和节间距与主梁不同时，则需专为导梁设置上下滑道，做法与主梁相同，其上滑道应与主梁上滑道底面应做成同样高度，以便拖拉时导梁下滑道与主梁下滑道不再前后错位和临时搭拆，方便拖拉施工。

滚滑设施可选用Φ80～Φ100mm直径的辊轴，其根数应计算确定，对连续布置的上下滑道，辊轴其间距取1m左右。

（5）牵引设施

选用两台单筒慢速电动卷扬机在两侧拖拉，动滑车用千斤顶绳栓系在下平联结点处，为便于栓系，可将三根短轨加以垫木，设于节点处。

钢梁小量的横向移动用千斤顶横向顶推实施。

牵引时钢梁会跳跃前进，改善的办法是缩短钢丝绳的总长度，加快卷扬机速度，减少滑车组门数，加粗钢丝绳直径。

在拖拉过程中，要严格控制引导钢梁按既定方向前进。

如在钢梁外侧安装导向角钢或在支墩两侧安侧向支架，内横放千斤顶调整钢梁横向位置。

也可采用辊轴来调整钢梁的横向位置，调整时只需打斜部分辊轴，使钢梁转移，打斜的辊轴愈多、愈斜，转动力量就愈大，一般多调整最前端三个辊轴即可。

拖拉过程中应消除导致中线偏移的客观因素，如消除左右滑车组的拉力不平衡，上下滑道的不平行，以及辊轴与滑道的方向等。

8、顶落梁

钢梁在拼装完成后安装上下滑道及钢梁拖拉到位后落到永久支座时需进行顶落梁作业。

顶落梁用千斤顶只按其额定起顶能力的50%控制使用，用同一油泵供油的千斤顶必须是一型号的油顶，使用时用油管并联使之同步升降。

钢梁受顶位置必须是设计指定的位置，一般应对准弦杆的竖向节点板和加劲角钢、横梁上的加劲板、压杆的竖向中心线和顶梁牛腿安放千斤顶。

千斤顶底面应支放在水平面上，其合力应与下面的支托结构中心线重合，以免导致不均匀下沉。

安放在千斤顶的活塞顶面与支座底面之间的分配梁，作用是将集中荷载分布到较大范围内。

可利用旧轨截成800～1200mm长组焊成扣轨束刨消平整后使用，其顶面可另加20mm厚钢板1～4层调节高低。

9、墩面移梁

当钢梁拖拉到位后可能因种种原因不能与设计位置保持一致，必须在墩位处做少量纵横移进行调整。

纵横移由上下滑道、辊轴（或滑块）及水平千斤顶等设施组成。

①横移：

可直接在横梁加劲肋下放置千斤顶，在千斤顶的顶面或底座下安放辊轴，然后用水平放置的千斤顶横向施力即可使钢梁横移就位。

②纵移：

采用推顶法移梁，将移梁设施左右对称的纵向安置在节点下，用水平千斤顶即可实施纵移。

纵移与横移不得同时进行。