浅谈128米双线简支钢桁梁架设方案比选

摘要：改建铁路漯河至阜阳增建第二线工程赵寨颍河双线特大桥主跨采用1-128m下承式双线简支有碴钢桁梁，总重量约2300吨。针对该桥的特点和实际情况，本文从工程造价、工期和安全性等方面对钢桁梁架设的两种方案进行优选，为今后类似施工提供参考。

关键词：桥梁架设方案比选

中图分类号：K928.78 文献标识码：A 文章编号：

1 工程概况

改建铁路漯河至阜阳增建第二线工程赵寨颍河双线特大桥位于河南省沈丘县新安集镇境内，中心里程为D1K122+310，全长2970.46m，为跨越淮河水系的最大支流颍河而设，主跨采用1-128m下承式双线简支有碴钢桁梁，总重量约2300吨，大桥主桥跨越颍河，为Ⅳ级通航河道，设计水位H1/100=42.46m，最高通航水位39.9m，单孔双向通航。

2 两种架设方案

为了确保赵寨颍河双线特大桥主跨1-128m下承式双线简支钢桁梁优质、安全地完成架设施工，根据赵寨颍河双线特大桥的现场调查情况，综合运用经济、技术等各项指标，对钢桁梁架设施工方案多次的建议和评审，初步拟定了两种架设施工方案：1、水中临时支墩拖拉架设施工方案； 2、驳船浮托法架设施工方案。

2.1 水中临时支墩拖拉架设施工方案

水中临时支墩拖拉架设法是在路基或引桥上将钢梁拼装好，用滚轴或滑板减少摩擦系数，用卷扬机或千斤顶拖拉，在河中搭设栈桥，修建水中临时支墩，在桥墩搭设满堂支架，在支架上拼装构件，并安装滑道，在桥墩安装牵引设备，进行拖拉施工。

2.1.1施工顺序

陆地拼装搭设支架、搭设栈桥、水中临时支墩施工、安装滑道安装导梁主桁、横梁、上平纵联吊装桥面单元块安装牵引设备拖拉前技术检查拖拉就位拆除导梁顶梁、落梁(检查各部件、连接、安装支座等)拆除支架、支墩、栈桥等施工混凝土道碴槽、桥面防腐、防水层、涂装等附属设施完成。施工图如下：

图1 水中临时支墩拖拉法施工

2.1.2水中临时支墩

在河中修建两个水中临时支墩，临时支墩距邻近桥墩36 m、临时支墩间距为56m，净空必须满足通航要求。，采用φ800×10mm钢管桩基础，同时亦为支架立柱，钢管间纵横向水平连接及剪刀撑均采用∠140连接, 钢管顶部设盖板及2I63b工字钢分配梁，分配梁上设下滑道,下滑道长16m（1.25倍节间长）。

2.1.3 钢桁梁拖拉及就位

（1）钢桁梁拖拉前，测量检查桥梁中线、墩台跨距、支座垫石的位置、尺寸、顶面高程及平整度和锚固螺栓预留孔的位置尺寸，符合设计要求和铁道部现行规定方可进行拖拉架设。

（2）钢梁在支架上拼装完成后，在桥墩安装牵引设备，由阜阳向漯河方向拖拉施工。拖拉作业前事先与相关部门做好航道协调。

2.2 浮托法架设施工方案

浮托法是先在颍河岸边先架设临时支墩，钢梁拼装在陆地支架上一次整体拼装完成，然后在将三艘驳船用万能杆件连接起来，成为一个浮墩，并在钢桁梁安装走行滑道梁，再由多组液压设备进行顶推就位。

2.2.1 钢梁安装架设施工顺序

搭设陆地支架及主墩支架、浮墩组拼、安装滑道拼装主桁、横梁、上平纵联吊装桥面单元块安装顶推设备顶推、浮托前技术检查钢梁就位顶梁、落梁(检查各部件、连接、安装支座等)拆除支架及浮墩等施工混凝土道碴槽、桥面防腐、防水层、涂装等附属设施完成。

施工图如下：

2.2.2 钢梁架设准备及架设

（1）钢桁梁拼装

钢桁梁的拼装采用在岸边所设临时支架上拼装，并在42#墩设主墩支架供悬臂浮拖之用，在岸边设置存放场和预拼场，存放临时支垫及固定台座，并按规定设置紧固件库房、油漆及工具库、试验室等。

（2）拼装支架及主墩支架

根据现场条件，在42#～45#墩之间搭设临时支架，长度范围约为82m，宽度约16m。在支架上进行钢梁拼装。

（3）浮墩组拼

在岸边，首先对各船进行加固处理，然后采用万能杆件将3条船并排连成整体，最后用万能杆件在组拼好的船上搭设支架和分配梁等。

（4）钢桁梁现场吊装、拼装

本桥最重杆件近40t。选用200t汽车吊1台，进行现场拼装作业。按节间为单元逐一拼装。

（5）梁底滑道设置

滑道的布置采用下滑道连续、下弦节点处上滑道间断设置的方法。根据钢桁架结构受力特点，上滑道设置于主桁下弦杆节点下方，上滑道根据预拱度要求，同时考虑最大悬臂时的下挠（85mm），通过调节上滑道高度，达到上述设置，上滑道底面处于同一标高上（下滑道呈水平状）。

（6）顶推装置的设置

左右侧主桁尾部各设压油缸一台，作为钢梁前行顶推动力，采用销轴将油缸连接座固定在下滑道上作为顶推千斤顶反力架。

（7）钢梁浮托

钢梁在陆地支架上组拼完成后，钢梁向河中悬臂4个节间，先将浮墩移至钢梁下，抽排压仓水，托起钢梁前端，利用顶推油缸将钢梁向前顶推，同时浮墩托住钢梁与钢梁顶推速度同步拖向41#墩，直至钢梁就位。

3 两种方案比较

3.1费用的比较

（1）水中临时支墩拖拉法

①人工费：124万元

②材料费：789万元

③机械使用费：117万元

④其他费用：236万元

总造价合计约：1266万元。

（2）浮托法

①人工费：178万元

②材料费：143万元

③机械使用费：442万元

④其它费用：216万元

总造价合计约：979万元。

3.2 工期的比较

（1）水中临时支墩架设工期详见下表

（2）浮托法架设工期详见下表：

3.3 安全性的比较

（1）水中临时支墩拖拉法

1）有利的条件：

① 由于该方案采用了连续的下滑道布置，顶推过程中钢桁梁的线形控制和横向纠偏比较容易解决；

②拼装、拖拉过程中，钢桁梁均在滑道上运行，不存在较大的结构应力变化，安全性能较好，组织指挥也较容易；

2）不利的条件：

① 河道中两个水中临时支墩的修建、拆除以及钢桁梁拖拉过程中，都会对河道通航造成较大的影响；

② 由于颍河属于国家Ⅳ航道，过往船只较频繁，对水中临时支墩的使用和防护安全也会增加较大的困难。

（2）浮托法

1）有利的条件：

① 采用两支点拖拉，在整个浮拖过程中，浮墩的顶托力是恒定的，浮墩中途不抽排水，排除了浮拖途中抽排水引起的浮墩倾斜等不安全因素，安全性较好；

② 浮船的联结、加固和支架（万能杆件）的拼装、拆除均可以靠河岸一侧进行，与陆地支架上的钢桁梁组拼可平行作业，对浮托的施工工期影响较小；

③ 水中临时支墩只对正式浮托中的两天时间里影响河道的通航；

④ 经与海事局商量，由于封航时间较短（只需两天时间），正式浮托时可以封锁航道，从而较小的影响了过往船只的运营安全。

2）不利的条件：

① 钢桁梁依靠浮墩顶托，方向控制缆进行纠偏，现场组织指挥调度要求较高；

②由于钢桁梁依靠水中浮墩支架（万能杆件）的顶托直至到达设计位置，钢桁梁的结构应力随着浮墩的行过程中变化较为复杂，其线形的监控和施工过程中应力的实时监测需考虑的工况就较为复杂和多变。

4 方案的确定与实施

根据以上对两种架设方案的技术、经济和安全等各项指标的分析，决定采用浮托法架设施工方案，钢桁梁于2011年11月12日成功浮托就位。通过架设方案的优化比选，在节约成本和工期上取得了一定的成效，对今后类似钢桁梁的架设施工有一定的借鉴意义。

参考文献：

[1] 《高速铁路桥梁架设方法经济必选》 李前进 福建建筑 2008.11

[2] 《顶推法架设128米双线简支钢桁梁施工技术》 梁辉铁道标准设计，2012年第6期