(申报材料2)重载铁路大跨度钢桁梁跨越繁忙干线拖拉施工工法

重载铁路大跨度钢桁梁跨越繁忙干线拖拉

施工工法中铁二十一局集团第三工程有限公司

冯建军杜家宏吕剑白永喜王海涛1．前言随着我国重载铁路的快速发展使得重载跨越既有线铁路、高速公路不可避免，重载铁路大跨度钢桁梁具有跨度大、承重能力强、主梁高度小等优点，对跨越铁路和公路有这巨大的优势，在今后的大跨度钢桁梁拖拉运用于跨越既有铁路的情况也会越来越多。由于钢桁梁架梁施工时需要封闭既有线铁路，施工难度大和安全风险高，钢桁梁采用拖拉施工在进行跨越繁忙干线的架梁施工中具有架梁速度快、对既有铁路影响小等优点，应用十分广泛。特别是重载铁路大跨度钢桁梁拖拉跨越京广铁路繁忙干线在国内可供借鉴的施工经验不多，山西中南部铁路通道标正线跨南水北调及京广线特大桥的钢桁梁拖拉施工，由中铁二十一局集团第三工程有限公司对《重载铁路大跨度钢桁梁跨越繁忙干线拖拉施工技术》的技术攻关，解决了重载铁路大跨度钢桁梁跨越繁忙干线拖拉施工的一些难题，取得了良好的经济技术效益和社会效益。该技术于二O一三年九月二日通过甘肃省科技厅组织的科研成果鉴定，其关键技术达到国内领先水平。为了更好的推广应用此项科技成果，更好的服务于现场施工，在总结施工实践的基础上，经整理提高形成本工法。2.工法特点重载铁路钢桁梁采用贝雷梁和钢箱梁两种不同滑道体系满足拖拉施工要求，减少支架工程量节约了成本。钢桁梁上滑块前后两端采用半圆形倒角设计，并采用高强、低摩擦的板代替四氟滑板，提高了工效。3桁梁在悬空跨越时，设置鼻梁消除钢桁梁下挠度，使钢桁梁前端能快速安全的滑入滑道，实现了钢桁梁由悬空状态到支撑稳定状态的快速转化。钢桁梁跨越繁忙铁路干线时，采用改进设备实现快速拖拉的架梁施工。3．适用范围该工法适用于重量大、跨度大的钢桁梁采用拖拉法快速跨越繁忙干线铁路的架梁施工，对类似环境下的铁路、公路工程施工也有一定的参考价值。4.工艺原理通过在中建立空间整体模型，分析临时支架和滑道梁受力情况，在其受力和变形满足规范的要求下，确定了拼装区和拖拉区采用不同滑道梁体系，降低了钢箱滑道梁的制作费用，节约了施工成本。

重载铁路钢桁梁重量大，拖拉时摩擦力大；通过在钢桁梁拖拉的上滑块前后端采用半圆形倒角设计，并采用高强和低摩阻的滑板替代普通的四氟滑板，以及通过改进拖拉连续千斤顶实现了钢桁梁快速拖拉跨越繁忙干线，减少了铁路施工封锁要点时间和次数，达到了良好的社会和经济效益。5.施工工艺流程及操作要点1施工工艺流程图5.1施工工艺流程图5.2操作要点5.2总.体1设计方案由于钢桁梁设计位置跨越既有京广铁路及国道，原位不具备拼装条件，所以采用钢桁梁异位拼装后整体拖拉滑移到位的施工方案。

直面图IT!-il也十，iLJjJjrrrrrr^P,90LS-!"r<«rfJli<n.■_..Ju--A*~.LQtrSlitHB!25ATM工M.36蛔展aHK*.41%嗯宾.I匚以用骅^nja;Eg.mn•中EC11I钢桁梁拖拉施工临时支架布置总体图直面图IT!-il也十，iLJjJjrrrrrr^P,90LS-!"r<«rfJli<n.■_..Ju--A*~.LQtrSlitHB!25ATM工M.36蛔展aHK*.41%嗯宾.I匚以用骅^nja;Eg.mn•中EC11I钢桁梁拖拉施工临时支架布置总体图Li也11L时11ITLi、拼装区临时支架施工]——】拼装区临时立柱采用①500的节点位置，避1管柱，纵梁采着采用多排单层下弦加强型贝雷梁。立柱应设置在钢桁梁的支点应与贝雷梁的节点相对应，

日］］力您m,/成拼装时拖拉区临时支架立柱连接为一个独立的整体，^4U]1拖拉区滑移支架由芯分三个独立的群体。其中1至1II)的整体，制i}-/s日一立柱连接为一个独立,f立柱连接为一个独立的整体。各个独立的整体之间滑道梁不连续。拖.拉3滑道系统施工1、拼装区滑道施工每主桁下拼装片贝雷梁，梁顶采用工字钢做为分配梁，间距7长度，在钢管柱支墩位置横向设根通长工字钢与两主桁下的贝雷梁相连接。工字钢分配梁应设在贝雷梁的节点位置，使贝雷梁受力状态处于最佳状态。滑道梁为钢轨，倒顺并排铺设，每桁共需根。钢轨组上面再铺6钢板，宽，通长铺设。钢板上面满铺厚的抛光不锈钢板做滑动面。2、拖拉区滑道施工每桁下方布置一道0钢箱梁作为滑道梁，滑道梁与钢管柱的桩顶分配梁用三角加劲板焊接，上铺抛光不锈钢板作为滑动面。5.2横.向4纠偏限位装置钢桁梁滑道两侧安装纠偏限位装置，限位导向分两种，一种是安装导向轮，用于钢桁梁拖拉时限

位导向的。另一种为侧向纠偏装置，用于钢桁梁静态时安装水平千斤顶进行纠偏的。滑道梁在2立柱上方各安装一对限位导向轮；滑道梁在、立柱上方各安装一对限位导向轮；滑道梁在立柱上方各安装一对限位导向轮；贝雷梁支架处分别在4、#6、#8#、10#临时支墩上方安装限位导向轮，在5#、7#、9、#11#、12#安装侧向纠偏装置。导向轮随着钢桁梁移动向前移动。限位导向装置导向轮20mm钢板上包不锈钢板50限位导向装置导向轮20mm钢板上包不锈钢板50钢轨索（10根）图52贝雷梁限位导向装置施工图图5.2.4贝-雷2梁侧向纠偏装置设计图5.2.滑5块施工滑块布置于钢桁梁下弦节点处，其加工高度根据钢梁预拱度设计值不同而设置，以使钢桁梁在拼装及滑移过程中始终处于底部水平状态。滑块采用钢板焊接成整体形式，上滑块前后两端的改造成向上曲翘的半圆形倒角，这样的上翘倒角能使错开和脱空的不锈钢板在钢桁梁滑移过程中继续压入上滑块下面，不会影响整体下滑道的不锈钢板。滑板采用强度高、摩阻小新型材料滑板，滑板用铆钉固定在上滑块底部。滑块与钢桁梁采用与钢桁梁底部焊接和吊杆连接双保险固定。滑块在悬空时不拆除。5.2.拖6拉系统施工

拖拉系统主要由型张拉连续千斤顶、大型-的液压泵站、拖拉分配梁、钢绞线以及钢桁梁上锚固点等几个部分组成，拖拉分配梁设置于立柱上方的滑道梁端部，与滑道梁焊接为整体，滑道梁支顶在主墩垫石上。钢绞线采用(P规格。钢桁梁锚固点设置在桥面板横梁下方，并做局部加固。钢梁拖拉锚固点共两个，设置在钢桁梁后端，横桥向对称布置。钢梁总重198，水平拖拉钢梁时取锚固点最大锚固力共。采用板与不锈钢的摩擦系数为，所需的拖拉力为吨；因此采用两台吨连续千斤顶完全满足要求。每根P钢绞线按设计，单侧用抗拉强度的P钢绞线；拉力为，大于钢桁梁摩擦力，满足拖拉要求。5.2钢.桁7梁拖拉施工1、拖拉前的准备工作①滑道布置按照设计图纸的要求对滑道进行布置，并在抛光不锈钢板顶面涂抹黄油润滑剂。②安装千斤顶和钢绞线采用卷扬机拖拉预紧钢绞线，使各根钢绞线松紧一致；拖拉采用两台吨连续千斤顶，按照平坡拖拉的方案组织施工。③支座安装由于钢桁梁的支座体积及重量均较大，为方便施工，安装滑道梁前应首先在墩顶垫石进行钢桁梁支座的安装。④全面检查高强螺栓施拧是否到达设计规范要求，清理桥面，将所有材料设备和杂物清理出桥面，而后封锁桥面，禁止任何人员设备上桥面。⑤准备拖拉作业的指挥与联系用的对讲机和信号旗，接好电动油泵的线路、油管和油表并试运转，工作人员各就各位，准备拖拉施工。5.2钢.桁8梁拖拉施工步骤一：拖拉钢桁梁向墩方向滑移，使前端滑块托空。,qiFlTJT”,qiFlTJT”图5.2.钢8桁-梁1拖拉步骤一步骤二：继续前进.钢桁梁前端鼻梁上滑道梁；在滑道梁上鼻梁下方布置竖向千斤顶及其下方滑板，竖向顶起顶，消除钢桁梁前端挠度，然后水平千斤顶拖拉钢桁梁前进，使顶及其下方滑板，下方滑块整体上滑道梁。下方滑块整体上滑道梁。图5.2.钢8桁-梁2拖拉步骤二步骤三：继续拖拉钢桁梁向墩方向前进.钢桁梁前端滑移至临时支墩。固定钢桁梁，等待郑州铁路局京广铁路封锁要点日期。图5.2.8钢桁-梁3拖拉步骤三步骤四：按铁路局既有线施工计划，封锁京广铁路下行线12分0钟，拖拉钢桁梁向56墩#方向前进，使钢桁梁前端至京广铁路上行线限界处。图5.2.8钢桁-梁4图5.2.8钢桁-梁4拖拉步骤四步骤五：连续利用垂直天窗，封锁京广铁路上下行分钟，拖拉钢桁梁向墩方向前进，悬停在铁路上方，距离滑道梁，固定钢桁梁，等待下一次要点施工。图5.2.钢8桁-梁5拖拉步骤五步骤六：第二次封锁京广铁路上下行分钟，拖拉钢桁梁向墩方向前进，悬停在铁路上方，距离滑道梁，固定钢桁梁，等待下一次要点施工。购而馀阖田加I:瑜侬*翕扇图5.2.8钢桁-梁6拖拉步骤六步骤七：第三次封锁京广铁路上下行分钟，拖拉钢桁梁向墩方向前进，钢桁梁前端鼻梁至滑道梁上方；在滑道梁上鼻梁下方布置竖向千斤顶和滑板，竖向顶起顶，消除钢桁梁前端挠度，继续拖拉钢桁梁前进，使滑块移动到滑道梁。图5.2.8钢桁-梁7拖拉步骤七步骤八：按铁路局既有线施工计划，每次要点封锁上下行60分钟，点内进行钢桁梁拖拉作业，每次拖拉6-米7，共需4次要点。直至钢桁梁拖拉至设计位置。图5.2.8钢桁-梁8拖拉步骤八5.2.拖9拉过程中线形控制和纠偏1、拖拉过程中的线形观测在前方桥台上置放全站仪，在主梁端头两侧、主梁梁头和梁尾设置横向标尺。拖拉过程中设置专人不间断观测主梁下挠度，同时观测主梁的横向偏移。2、限位观察拖拉过程中通过滑道上横向限位导向轮装置，使钢梁按直线行走。每个限位挡块处设置专人观察钢梁横向偏移趋势，观测限位装置的受力变形情况。3、拖拉过程中防止溜滑及固定拖拉钢梁时，为了防止因冲击振动，强风突然吹袭等原因使得钢梁向前溜滑，在钢梁后方（61墩#）左右两侧各安装一台卷扬机配合一个五组的滑轮组制动设施控制钢梁速度，拖拉时随钢梁前进不断放松，但必须保持一定的牵引力。4、施工测量控制①、施工观测的目的为了验证主梁截面应力和主梁、支墩等的变形是否符合安全要求，必须精心进行施工观测。②、施工观测内容⑴各支墩受垂直荷载和水平推力所产生的变位和沉降量；⑵钢梁拖拉过程中，主梁的变形。⑶拖拉过程中桥轴线偏位观测。③、观测方法和仪器⑴主梁挠度、支墩的压缩变形和沉降等项目可在观测部位设置固定的水准尺或测点用精密水准仪观测。⑵主梁平面轴线的偏移，支墩受水平推力发生的偏移可在桥面和支墩上标记的轴线位置用全站仪观测。5.2.钢1桁0梁起落梁及定位钢桁梁的前端需设限位装置，防止钢桁梁拖拉过多，超出设计位置。钢梁拖拉到位后，在墩顶设计位置布置钢垫梁、钢垫块、竖向千斤顶和水平调整千斤顶。起顶钢梁，然后将除两端00滑块以外中间所有的滑块移除，千斤顶下落，使得钢桁梁支承在两端、0滑块上。当钢梁下落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。首先由竖向千斤顶起顶钢梁底面离开支座顶板，然后通过设置在钢垫梁上的纵横向水平千斤顶调节钢梁的水平位置。当钢梁的水平位置调整到位后下落钢梁，然后安装支座板连接螺栓。5.2.劳1动1组织劳动力组织方式，以工班为单位施工。现场施工人员根据施工方案、机械、人员组合、工期要求进行合理配置。具体施工人员见下表1。表1劳动力组织序号主要施工人员数量备注现场施工负责人人现场施工技术员人滑道观察技术员人安全防护员人工班长人测量员人吊车司机人连续千斤顶操作技术工人人支架安装工人6．材料与设备施工过程中应用的主要材料与设备见表2和表3表2主要施工材料项次名称规格型号单位数量备注螺旋钢管5，钢管立柱螺旋钢管①钢管立柱螺旋钢管5及5立柱连接系梁钢箱梁滑道梁贝雷梁片滑道梁型钢钢板钢轨滑道钢绞线(P拖拉钢绞线表3主要施工设备项次名称规格型号单位数量备注汽车吊台安装钢箱梁汽车吊台吊装临时支架连续千斤顶台拖拉千斤顶液压泵站-台拖拉千斤顶用液压千斤顶台顶梁安装支座液压千斤顶台纠偏卷扬机台．质量控制7.1质量标准TOC\o"1-5"\h\z《铁路桥涵工程施工质量验收标准》（）《铁路混凝土工程施工质量验收标准》（）《客货共线铁路桥涵工程施工技术指南》（）《铁路混凝土工程施工技术指南》（铁建设［2010号］）《铁路钢桥制造规范》1《铁路工程测量规范》（）《建筑钢结构焊接技术规程》《钢结构施工及验收规范》（）《铁路钢桥保护涂装及涂装供货技术条件》《铁路钢桥高强度螺栓连接施工规定》（）《钢结构用高强度大六角头螺栓、大六角螺母、垫圈与技术条件》《铁路桥涵工程施工安全技术规程》（）《铁路工程基本作业施工安全技术规程》（）《铁路桥涵地基和基础设计规范》（）《钢结构设计规范》（）；《混凝土结构设计规范》（）；《铁路桥涵设计基本规范》（一0《铁路桥梁钢结构设计规范》（）;7.2质量控制钢结构件应严格按照进行制作，各种构件必须放1大样加以核对，尺寸无误后再进行下料加工，出厂前进行预装配检查。大梁制作时应适当起拱，以减少大梁实际产生的挠度。7钢2焊钢接2要求型材的接长拼接焊缝及钢板对接焊缝应采用全融透焊，焊缝质量应符合二级焊缝质量要求，其余均按三级焊缝质要求。施焊时，应选择合理的焊接顺序，减少钢结构中产生的焊接应力和焊接变形，或采用预热,锤击和整体回火等方法达到同样目的。同一受力区间内各板（管）件对接焊缝位置错开以上。角焊缝，其焊脚步尺寸等于较薄件的厚度，其焊缝长度等于构件搭接长度，一律满焊。7钢2钢各3道连接体系的焊接、铰接要牢固，不能漏焊或铰接不牢。7钢2拖钢4拉前由各环节负责人自检合格后，再统一组织全部人员进行复检各道工序是否按设计要求完成。8.安全措施8钢1严格按照郑州铁路局批准的封锁计划和施工方案组织施工。坚决杜绝无计划进行既有线施工。严格按与各设备管理单位签定的安全协议和划定的界限施工，严禁私自扩大施工范围。每次封锁计划由安全总监和现场生产副经理共同把关，发布施工命令，组织进行施工，没有安全总监和现场生产副经理下发施工命令，任何人不得施工。安全监督体系成员随时跟踪检查，督促。8钢2严格执行铁道部《关于印发〈铁路既有线施工及安全管理办法〉的通知》（铁办［2007号）、《铁路工务安全规则》进行既有线施工。施工前，利用晚上时间对现场作业人员进行既有线施工安全学习和安全教育，并做好相应记录，对学习者进行考核，考试合格后方可进行既有线施工。让安全意识灌输到每一个操作人员的思想中。8钢3作业中必须按规定着装、佩戴必备的防护用品和正确使用防护用具，严格执行安全技术操作规程。8钢4与设备管理单位和行车组织单位分别签定施工安全协议，明确双方的安全责任和义务，及时协调施工与运营的关系，解决行车与施工中的安全问题。8钢5根据安全协议，会同设备管理单位负责人经常监视线路、通讯、信号等建筑物和设备处于完好状态。8钢6行车、特种作业人员，机械设备、工具操作人员，必须经专业安全技术培训考试合格后，方可持证上岗。8钢7严格执行劳动安全防护措施：防车辆伤害；防止高处坠落；防止触电伤害；防止起重伤害；防止机具伤害。吊机严格遵照“十不吊”原则，吊车不得在靠近既有线侧直接“甩尾”，特别注意保护既有线设施。8.8作业工班不得在台风、雨天、雾天或其它能见度较差的气候条件下施工。8.9液压千斤顶工作时，严禁在油管上放置物体，液压千斤顶应由专业人员操作。钢0桁梁拖拉时，必须由负责人统一指挥，各环节的负责人向指挥人员汇报情况，指挥人员协调各环节人员，统一调度。出现异常情况时，应果断停止拖拉，检查原因排除异常情况后才能继续拖拉。9．环保措施严格按国家和地方政府有关规定最好环保、水保工作。加强对现场施工人员的环境与文明施工的宣传和教育，提高全员环保意识，增强法制观念。维护自然生态平衡的措施：保护当地自然植被，采取措施使地表植被的损失减少的最低限度。作好施工驻地及施工场地的布置和排水系统设施，生活区周围做到排水畅通，不积水、积污，保证生活污水、生产废水不污染水源。生产生活垃圾集中放在固定的垃圾箱和垃圾池，按地方政府环保部门要求处理。生活用一次性物品均采用易降解材料制品，集中存放，定期掩埋；不易降解的塑料制品等废物集中处理。施工场地设置沉淀净化地，汇集施工期间的废水、泥浆，经化学净化处理后再进行排放。合理规划施工用地，尽量控制或减少对土地资源的不必要破坏。施工现场管理、技术、施工人员佩戴本项目统一制作的胸卡、安全帽。每班每日收工前，必须认真清理施工现场，保证桥面的清洁，不留任何机具材料及废弃杂物。10效.益分析10.重1载铁路钢桁梁采用贝雷梁和钢箱梁两种不同滑道体系满足拖拉施工的技术，论证了两种不同结构体系在组成同一滑道体系，受重载铁路钢桁梁的较大支反力时，其承载能力和变形能力满足重载铁路钢桁梁拖拉的技术要求，减少了临时支架的投入。节约钢箱滑道梁制作费用近30万元。10.重2载铁路钢桁梁拖拉施工中上滑块前后两端采用半圆形倒角设计，避免拖拉滑动时顶卷下滑道不锈钢板的施工技术；强度更高、摩擦系数更小的新材料板代替普通的四氟滑板进行拖拉施工技术；设置鼻梁消除钢桁梁下挠度的施工技术。减少了钢桁梁拖拉跨越10国7道和京广铁路的封锁要