李兴全 张丕云 高继武 甘会 莲朱富

云南交投公路建设第六工程有限公司

摘 要：本文以云南羊毛草地大桥为例，介绍了该桥钢箱梁拖拉+顶推组合安装施工的工艺方法、步骤，以及限位纠偏装置与措施。实践表明，对于跨铁(路)中长度简支钢箱梁整跨安装施工，拖拉+顶推组合方法能保证在天窗点内完成施工任务，并很好地解决曲线上安装箱梁过程中的纠偏问题。

关键词：桥梁工程;钢箱梁;拖拉施工;顶推施工;

1 工程概况

云南功东高速公路羊毛草地大桥为高速公路跨东川铁路支线桥梁，大桥主线左幅桥跨(10×30m+1×60m+1×40m+9×30m)，于东川铁路K57+461处上跨，与铁路交角为33°;右幅桥跨(5×30m+1×60m+1×40m+9×30m) m，右幅于东川铁路K57+431处上跨，与铁路交角为39°。左幅位于缓和曲线上，右幅位于圆曲线上，桥梁纵坡为-2.7%，上跨铁路处桥梁纵坡为-2.7%。跨铁路跨采用60m简支钢箱梁，其余为预制T形梁，左右幅分幅设计，每幅桥面宽度均为12m，箱梁体主要分标准节段部分与锚固节段部分，锚固节段在端部10.3m范围内灌注压重混凝土钢箱梁以平衡整个梁体，单幅重420t。

2 拖拉+顶推组合施工工艺流程及总体布置

2.1 拖拉+顶推组合选择分析

由于云南羊毛草地大桥上跨铁路线，需根据铁路部门的管理规定申报天窗点，严格遵守在天窗点内(8小时)进行施工，导致限制因素较多，综合分析拖拉或顶推的施工技术，针对该桥的时限要求及安全因素，均不能在时限内完成钢箱梁安装。采用拖拉+顶推相结合的施工技术，能满足在时限内完成钢箱梁安装，一是拖拉法施工速度较快，可以保证在天窗点内完成施工任务;二是本工程钢箱梁位于缓和曲线上，在拖拉的过程中配合顶推法施工可以很好的解决过程中纠偏的问题，大大的降低了施工过程中天窗点的使用时间，且具有施工速度快，施工精确度高、安全风险小的特点。

2.2 工艺流程

拖拉+顶推组合施工采用前置自动连续顶推千斤顶拖拉+后置单点顶推中的步距式顶推的方法，以实现中长度简支钢箱梁在规定时限内快速、高效安装施工，其工艺流程如图1所示。

图1 拖拉+顶推组合施工工艺流程 下载原图

2.3 总体布置

拖拉+顶推施工所需的主要临时设施和设备如下:钢箱梁拼装平台、滑道梁、临时支架及墩顶支架、导梁、顶推动力装置、拖拉动力装置、导向装置、纠偏装置、落梁装置。主要设计了支承系统、导梁系统、行进系统(拖拉+顶推设备)、落梁系统、导向纠偏系统(导向限位轮) 5大部分。

3 拖拉+顶推组合施工要点

3.1 拖拉系统

连续拖拉+顶推系统由自动连续牵引千斤顶、液压泵站和计算机控制系统三部分组成，并配置相应的钢绞线作为柔性拉杆，构成完整的连续牵引系统。千斤顶采用ZLD100连续顶推千斤顶，通过两台千斤顶串联，锚夹住多根15.24传力钢绞线，钢梁底板下焊接锚扣点。其中一台千斤顶顶推，另一台回程复位，当前一台顶推行程快要到位时，另一台进行工作状态，交替接力往复循环，来实现钢箱梁不停地连续顶推作业。

图2 千斤顶布置示意图 下载原图

3.2 顶推系统

羊毛草地大桥采用单点顶推中的步距式顶推，即在要顶推施工的钢箱梁尾部布置两台150t(步距1000mm)液压千斤顶，根据顶推千斤顶的行程制作滑道，布置滑道上开孔位置，钢箱梁组焊完成之后，采用销轴固定千斤顶与滑道，固定千斤顶与钢箱梁，之后千斤顶将钢箱梁向前顶推一个行程，随后千斤顶油缸收回，再次固定千斤顶，再向前顶推一个行程，如此循环往复，直至钢箱梁顶推到位。

3.3 两种顶推方法同时施工的同步性解决方案

由于后置顶推千斤顶于与前置拖拉千斤顶在设备型号及原理上有较大的差别，且两种千斤顶行程不一致(前置拖拉千斤顶每个行程250mm，后置千斤顶每个行程1000mm)，所以保证两套设备正常的同步运行是该施工方法的重点。

为解决这个问题，采取在后置千斤顶侧向安装标尺的办法来协调，标尺长度1m。安装准备工作完成后，由安装负责人统一下达作业开始指令，两套设备操作人员同时启动千斤顶，后置千斤顶处设置一名查验员查看标尺，当行程达到250mm后，查验员直接下达停止指令，两套千斤顶同时停止，待拖拉千斤顶收回行程可以进行下个行程拖拉时，再次按照上述步骤进行顶推作业，依次循环4次，此时后置顶推千斤顶行程结束，停止作业，待后置千斤顶收回行程，再重复上述步骤。每个大的行程为1m，小行程为0.25m，大行程包含4个小行程，这样就很好的解决了两套顶推设备的同步问题，保证了该施工方法的可行性。

3.4 两种顶推方法同时施工的节拍配合

后置顶推千斤顶由专人操作，前置拖拉千斤顶也由专人操作，两组操作人员如何配合以达到两套设备完美的配合作业，也是该施工方法的难点。

首先，必须保证两套设备的行走速率一致，在设备安装完成后，正式施工前，将两套设备进行试运行，调整两套设备速率一致，本次方案确定速率为10mm/s;其次，由于前置拖拉千斤顶每个行程250mm，后置千斤顶每个行程1000mm，前置千斤顶向前四个行程，后置千斤顶向前一个行程，也就是说后置千斤顶在一个行程内要停顿4次来配合前置千斤顶，停顿的时间节点要把握准确，根据两套设备运行速度，前置千斤顶一个行程250mm需要25s，前置千斤顶油缸回油也需要25s，后置千斤顶需严格控制每启动25s之后再停顿25s，同时由专人采用对讲机对两组操作人员下达指令，以保证两套设备节拍的配合。

4 施工步骤

步骤一:施工桥梁下部结构，施工平台及临时墩施工，包括拼装胎架、纵横垫梁、滑道梁。

步骤二:利用吊车在T梁上拼装钢箱梁及导梁。

步骤三:在L2#临时墩顶安装拖拉系统，钢梁上安装拉锚器，并安装钢绞线;启动牵引、推进设备，向前行进9m，导梁即将上L1#墩，导梁前端悬臂9m。

步骤四:将拖拉千斤顶移至L3#墩顶;向前牵引16m，导梁即将上L2#墩，导梁前端悬臂16m，天窗点内启动牵引、推进设备，继续向前行进40m，导梁行至L3#墩，导梁前端悬臂40m。

步骤五:天窗点外牵引前进24m，钢箱梁牵引到位，导梁前端悬臂24m。

步骤六:拆除24m导梁，保留L1#、L3#墩，拆除其余临时墩、拼装胎架、梁顶垫梁、梁顶滑道梁等。

步骤七:在Y5#、Y6#(L10#、L11#)墩墩顶较低侧设置横向限位装置，在Y6#(L11#)墩大里程侧设置纵向限位装置，准备落梁。

步骤八:在永久墩Y5#、Y6#(L10#、L11#)墩支座位置设置1#支撑，底部设置千斤顶，垫块顶部放置5cm橡胶垫板，橡胶垫板上放置1台300t千斤顶1(千斤顶1量程不小于20cm)。千斤顶1起顶，顶升钢箱梁，拆除L1#、L3#临时墩影响落梁部分。在1#支撑外侧设置2#支撑(原临时墩顶滑道梁位置)各安装2台300t千斤顶2 (千斤顶2量程不小于20cm)，并在千斤顶2上安装千斤顶垫块;千斤顶2起顶，顶升钢箱梁，拆除千斤顶1，千斤顶2回落，梁落于2#支撑垫块，抽出1#支撑垫块。

步骤九:落梁。

步骤十:安装永久支座，拆除千斤顶2及剩余临时设施，钢箱梁安装完成。

5 纠偏系统

曲线上安装箱梁过程中对纠偏问题提出了严格的要求。本文采取的限位纠偏装置措施如下。

5.1 限位纠偏装置

在顶推过程中采用横向限位纠偏装置施加横向力进行纠偏，纠偏受力点设在临时墩顶横梁上，横向钢梁与支架采用焊接形成整体，并在横梁上焊接千斤顶托架(槽钢焊接)，采用50t千斤顶在钢梁侧向设置，与箱梁之间保留5～10cm距离。

图3 限位、纠偏装置布置示意图 下载原图

5.2 纠偏措施

措施1:在安装施工过程中，随时进行测量，如果发现钢箱梁发生偏移且偏移超过预警值，通过控制两个后置顶推千斤顶的顶进速度，从而控制钢箱梁的偏移。例如，通过测量，如果钢箱梁向左偏移50mm，则可调节阀门，使右边千斤顶速度降低，可使得钢箱梁向右偏移直至达到设计轨迹。

措施2:当梁即将就位如有偏差，将落梁油缸和两台水平油缸组成简易三维油缸，对钢梁位置偏差进行调节。

措施3:为防止出现线性偏差，在临时支架上面布置限位装置，以避免钢箱梁在顶推过程中出现较大偏差。

6 应用效果

工期:拖拉+顶推组合施工方案在充分保障跨铁施工安全的同时极大的提高了施工效率。在受到诸多因素限制的情况下，充分保障了在各时间节点内按时完成施工任务。其特点是施工速度快，该桥钢箱梁过跨、落梁仅用时8小时，整个施工拼装及过跨安装历时25天。系统保证率高，为各关键工序在铁路部门批复的天窗点内完成提供了有利保证。

质量:根据该桥成桥后工程检测数据显示，本次钢箱梁安装最大轴线偏差为5mm，支座安装高度偏差为2mm，钢箱梁顶推过程中临时支架及钢梁应力均未超设计应力;各项检测数据均能满足设计图纸及施工规范要求，工程质量达标。

安全:该桥钢箱梁(60m)采用拖拉+顶推相结合的方法安装施工，有效降低了中(大)跨径钢箱梁安装的风险。施工过程中严格遵循铁路管理方、地方政府、业主单位的相关安全管理要求，整个施工过程未对铁路运输线路造成任何损伤，施工过程中未发生安全生产事故。

经济、社会效益:通过紧凑安排，无空白点施工，缩短了施工窗口时间，较单一顶推方式节约窗口费用180万元，总成本节约96万元，减少铁路运营影响时间，取得了良好的经济、社会效益，

7 结语

本文以云南羊毛草地大桥跨东川铁路支线施工为例，介绍了该桥钢箱梁拖拉+顶推组合安装施工的工艺方法、步骤，以及限位纠偏装置与措施等关键技术。实践表明，拖拉+顶推组合安装施工关键技术有以下优势:

(1)可适应中长度简支钢箱梁(70m内)整跨安装施工。针对跨越铁路、输油管道、既有高速公路等繁忙线路或特殊构造物时，可有效保障双方工程安全及质量。

(2)过跨施工速度快，可以缩短窗口时间，系统稳定保证率高，可保证在天窗点内完成施工任务，特别适用于跨越繁忙交通道路的桥梁。较单一的顶推或拖拉施工，具有良好的经济、社会效益。

(3)在拖拉的过程中采用顶推配合可以很好的解决过程中的纠偏问题，箱梁梁体推进过程及落梁时定位精准。施工方法具有速度快，精确度高、安全风险小的特点。

(4)牵引拉索采用钢绞线，方便安装拆除，具有较高的灵活性、适应性，各类材料机具供应充足，准备工作便捷。

参考文献

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