新建xx大桥钢桁梁浮拖施工技术总结1 概述1.1 工程概况新建xx特大桥按三级航道标准8m净高设计，在既有铁路桥的下游25m处主跨采用8孔Lp=62.8m下承式钢桁梁（38#～46#墩），其中由我公司承建的有3孔（43#～46#墩）钢桁梁计算跨度为62.8m，主桁全长63.7m主桁采用三角桁式，桁高11m，主桁中心距5.75m，节间长7.85m，主桁杆件均采用焊接H形杆件，最大板厚32mm，主桁杆件宽为460mm具体尺寸见图1纵、横梁采用不等高焊接工字形截面，纵梁较横梁低一根枕木高度，纵梁高800mm，横梁高1240mm上、下平纵联均采用交叉形，杆件为焊接工字形截面，由上、下两节点板通过连接角钢与主桁相连接，在跨中下平纵联处设置制动连接系一副为保证行人安全，在主桁外侧设置单侧人行道，主桁内侧设双侧员工走道和枕间步行板为便于钢梁的检查和维修，主桁的两端斜杆设有斜梯，上弦杆设有检查走道，下弦设有悬挂活动吊车每孔梁主桁重1137.85kN，联结系重271.32kN，桥面系重607.02kN，高强度螺栓重72.86kN，支座重61.07kN，人行道桥面重300.01kN，检查设备重63.59kN，总重计2513.72kN。
最大杆件重量46.56kN（跨中上弦杆，长15.64m）本梁轨底至支承垫石顶距离1976mm，支承垫石顶至端节点中心线距离895mm在大桥上游7.2km处建有蚌埠节制闸，平时闸门关闭，河面水流平缓，水流速度υ＜1m/s施工水位标高为11.0，钢桁梁拖拉时的梁底标高为29.711.2 施工方案⑴ 根据现场的地形、河道情况等特点，对43号~44号墩之间的钢桁梁采用浮拖法架设浮拖架设法是以浮船为载体，浮拖架设此法是将钢桁梁组拼后，经过纵拖使一端伸出河岸膺架、桥台或另一跨桥墩支拖于浮船托架上，用锚锭设备牵引，使浮船向前移动，连同钢桁梁达到前一孔就位这种方法的特点是易于操作、施工方便，同时所用设备、器材少，且施工进度快、最主要的是解决了通航与施工的矛盾，保证通航架设两不误(只需断航3-4h)，是一种比较简单可靠的架设方法⑵ 浮拖时，每孔梁的主桁、联结系、桥面系、高强度螺栓全部拚装完毕，支座不安装，人行道桥面仅安装支架，重10.08kN，检查设备仅安装上弦检查走道、下弦活动检查吊篮的托架和轨道，重50.04kN，钢桁梁总重计2150kN临时施工荷载：双滚筒卷扬机、钢丝绳、滑车、工作平台、作业人员等总重计250kN。
浮拖时的计算荷载为2400kN⑶ 浮拖船所用器材均为“六七”式铁路舟桥和“六五”式军用墩组成，船体由12个“六七”式铁路舟桥标准舟节组成，分成两组，用一层(8片)长12.5m、高0.55m的工字钢垫梁连接；用“六五”式军用墩拼成高为15.4m，宽为2x2m的立柱，上面再放一层(4片)长12.5m、高0.55m的工字钢平衡梁、两个1.28m高的枕木垛和一层长8.1m、高0.3m的箱梁浮拖船轮廓尺寸见图2 浮拖船所用器材单元重量和体积较大，采用汽车运输器材进场后，由岸上的一台500kN汽车吊将标准舟节吊下水，并拼组成型，“六五”式军用墩先在浮船上安装垫梁，并在垫梁上拼装第一层立柱和水平、斜向撑杆，然后将单根立柱在平地上拼装到设计高度，带上结点板和水平、斜向撑杆，利用吊机将单根立柱一次性安装到设计高度，柱子拼装完成后安装纵横向平衡梁最后利用吊机安装8.1m箱梁和枕木垛拼装完成后，对浮拖船各个部位螺栓进行彻底检查，直至完全合格为止⑷ 钢桁梁浮拖：① 在前端E2节点和后端E0′节点下分别设置4组走行设备，走行设备为托板一块、φ80mm钢滚杠8根，此时前端节点每组走行设备下的支撑反力为800kN，后端节点每组走行设备下的支撑反力为400kN。
② 用卷扬机机先将钢桁梁预拖拉16m，使钢桁梁悬臂伸出16m用液压顶在44号墩上顶起钢桁梁，将前端走行设备的托板、滚杠移至E3节点下后落下钢桁梁，此时前端节点每组走行设备下的支撑反力为960kN，后端节点每组走行设备下的支撑反力为240kN③ 再用卷扬机将钢桁梁预拖拉8m，使钢桁梁悬臂伸出24m④ 用抽水机将浮拖船灌水，让其下沉至顶面距钢桁梁下弦50cm处，然后利用浮拖船四角上的锚机将浮拖船拖拉至E2节点处，抽水顶起钢桁梁，将前端的走行设备撤除，并用钢丝绳将钢桁梁和浮墩紧紧固定此时前端浮拖船的支撑反力为1600kN，后端节点每组走行设备下的支撑反力为400kN⑤ 拖拉钢梁，其间，需回空一次钢丝绳，再拖拉，使钢桁梁向前移动就位拖拉过程中，随时调整位于浮船舟节四角的4台卷扬机，以使钢桁梁沿桥中线前进随着钢桁梁前移将后端制动倒链滑车放松或向前移动⑸ 拖拉就位后，用抽水机向浮拖船灌水、下沉，使钢桁梁落放到43号墩顶预设的枕木垛上，解除钢桁梁与浮拖船的束缚，退出浮拖船；⑹ 拖拉时封航，风力超过5级时停止水上作业浮拖步骤见图3 2 主要技术环节2.1 膺架搭设 ⑴ 钢桁梁拼装、拖拉膺架采用16Mn钢贝雷梁片组成（销子为30铬锰钛钢），搭设时综合考虑拼装和拖拉时的荷载。
⑵ 膺架梁自临2号墩至临5号墩为每侧3榀，自临1号墩至临2号墩为每测5榀每一跨的一侧膺架梁（长15m）先在地面拼装好后起吊（重量3榀约为46.5kN，5榀约为77.5kN）膺架梁中心线与钢桁梁中心线对齐，并用U形螺栓与临时墩固定⑶ 临2号墩、临3号墩、临4号墩基础为M5浆砌片石，基础面设置一层厚20cmC20钢筋混凝土墩身用贝雷梁片纵横交错搭设中间支墩的位置均与钢桁梁大节点对应每一层膺架支墩先在地面拼装好后起吊（最大重量约31kN）层与层之间要对齐，并用U形螺栓固定具体尺寸见图4 ⑷ 临1号墩和临5号墩利用44号和45号墩的承台作为基础，墩身用框架桥顶进用的顶柱拼接而成由于临1号墩和临5号墩墩身高16m，为防止墩身失稳，在墩身的中部用钢丝绳将墩身与混凝土桥墩捆绑固定2.2 牵引和走行设备布置⑴ 牵引力计算滑道阻力t1= =150kN水流阻力t2==1.5kN在膺架上拖拉时牵引力T=150kN，浮拖时牵引力T=+1.5kN=76.5kN⑵ 牵引设备布置用1台卷扬机(额定拉力为30kN)配φ15.5mm钢丝绳，安装到钢桁梁正中心处(32m处)，滑车组的设置按走8设置拖拉用的前方地垄设在43号墩的顶帽上。
在浮拖船上的四角设置4台卷扬机，分别与4个地垄相连，在拖拉走行时控制浮船的方向浮拖船后端两个地垄设置在岸上，前端两个地垄靠上游侧设置在43号墩的双壁钢围堰上，靠下游侧的采用水中抛设钢筋混凝土锚另外，在钢桁梁后侧设置两台制动用倒链滑车，起安全保险作用⑶ 走行设备布置钢桁梁走行滑道用3根P50钢轨并列排放，下垫间隔50cm枕木，钢轨接头错开放置在E2（或E3）和E0′节点下分别设置4组走行设备，每组走行设备为托板一块、φ80mm钢滚杠8根2.3 浮拖稳定性由于风荷载（水平力）对在水中的船体浮心产生力矩，造成船体傾覆而钢桁梁浮拖时后端是放置在岸上的，并且还有制动滑车，所以顺铁路方向的风荷载已被钢桁梁与滑道的摩擦力所抵消，对装载钢桁梁时的船体浮心不产生力矩，故只需要对由横铁路方向的风荷载对装载钢桁梁时的船体产生的稳定性影响进行检算顺铁路方向的风荷载对不装载钢桁梁时的船体产生的稳定性影响及由顺铁路方向的水阻力对装载钢桁梁时的船体产生的稳定性影响均较小，故也不需检算⑴ 垂直荷载及力矩计算见表1 表1 重心位置计算 序号项 目重 量（kN）力臂（重心至甲板面距离）（m）力 矩（kN—m）1钢桁梁16000.55+15+0.4+0.55+1.28+0.3+5.5=23.58+377282箱梁300.55+15+0.4+0.55+1.28+0.15=17.93+537.93枕木垛480.55+15+0.4+0.55+0.64=17.14+822.724工字钢(上部)600.55+15+0.4+0.275=16.225+973.55军用墩2300.55+7.7=8.25+1897.56工字钢(下部)1200.275+337锚机600.475+38浮船自重558-0.825-460.35合计2706+41535重心位置高度h1==15.35m⑵ 风荷载及力矩计算见表2。
因为风力超过5级时停止施工，所以取5级风时的基本风压W0=0.072 kPa计算，并考虑可能受到突发风，故取冲击系数为2，得风荷载强度W=1.3×1.13×1.3×2×0.072=0.27kPa表2 横铁路方向风力计算序号项 目风 力（kN）力臂（重心至甲板面距离）（m）力 矩（kN—m）1钢桁梁×（62.8+47.1）×11×0.27×0.4=32.6kN0.55+15+0.4+0.55+1.28+0.3+5.5=23.587692枕木垛(2.5×0.16+0.16×0.2×4)×4×0.27=0.6kN0.55+15+0.4+0.55+0.64=17.14103军用墩2×15×0.4×0.27=3.2kN0.55+7.7=8.2526.44工字钢(下部)12.5×0.55×0.27=1.9kN0.2750.55浮船水上部分0.7×10.8×0.27=2kN-0.35-0.7合计40.3805.2风力作用点高度h2==19.98m⑶ 浮船横铁路方向的惯性矩计算I=×5.4×2×273=17714.7m4⑷ 稳心半径р及重心至浮心的距离α计算载钢梁时,按吃水0.95m计算排水体积为Σ▽=27×5.4×2×0.95=277m3р==63.95m载钢梁时吃水0.95m的浮心位置为y==0.475mα=15.35+(1.65-0.475)=16.525m⑸ 傾覆力矩MHg及傾斜角θ计算MHg=40.3(19.98+1.65-0.475)=853kN—mθ==0.00649red=0°22′19″⑹ 最大允许傾斜角θmax及傾覆力矩Mmax计算θmax==0.014815red=0°50′56″Mmax=10×277(63.95-16.525)×0.014815=1946kN—m⑺ 稳定系数n计算n==2.3﹥2通过以上检算，证明在此种的工作状况下浮拖钢桁梁是满足稳定性要求的，是能保证安全的，施工的实际情况也证明了这一点。
2.4 挂杆E3A3加固⑴ 钢桁梁挂杆E3A3经检算，其纵向稳定性太差按自由长度L=11m计算，λ=148.9，ф=0.214，允许承载力在考虑架设安装时提高20%后为691kN，小于支撑反力960kN，须在拖拉前进行加固⑵ 下弦节点E3处挂杆与下弦的连接为12只单剪Ф22高强度螺栓，允许承载力为636kN，小于支撑反力960kN，也须在拖拉前进行加固⑶ 挂杆加固方法是在不损坏既有杆件的前提下，利用摩擦式连接的方式来进行加固具体的做法是用两根长8.66m的[30槽钢，在腹板上钻数排Ф23孔，用Ф22螺栓将斜杆和挂杆中部横向夹紧每一根槽钢与挂杆、斜杆的接触面间垫以δ=3mm橡胶板，籍夹紧而产生摩擦力，加强挂杆的稳定性挂杆中间加设临时支撑后，λ=74。