路桥建设 建材发展导向２０１７年Ｉ Ｊｊ 新黄河特大桥１—１ ５６ｍ简支钢桁梁拼装架设施工技术 姜伟 （中铁二十局集【＝ｉ＝１第＝一 有限公司 重庆４０１ １２０） 摘要：黄韩侯铁路新黄河特人桥１－１５６ｍ简支钢桁梁，临近既钉侯两线卜１４４ｍ简支钢忏丁梁铁路黄河桥，跨越黄河主河道 口，侨 位处环境地形、地质技水丈气象等条件复杂，施工难度人，安全风险高， 国内、Ｉ 界尚属首次。介绍了大跨度简支钢桁梁采用“拖拉顶拊 法’ｌ拼装架设施］ 技术。 关键词：铁路桥：钢桁梁：大跨度；栓焊结构；拖拉顶推法：拼装架设 中图分类号：Ｕ４４５．４６２ 文献标识码：Ａ 文章编号：１６７２—１６７５｛２０１７）０１—０２０６—０３ ｌ工程概况 １．１工程简介 黄（陵）韩（城）候（ ）铁路芝 至禹门ｕ段增建二线新黄河特人桥 化ｊ：陕西省韩城市和山ｌ撕省 津市交界黄河主河道卡ｕ处， 婴为跨越 １０８国道和黄河而设，桥址处 要为坡地、滩地及黄河河道。－｝，心 程 Ｉ）Ｋ７８＋４８ｌ，上部结构采Ｉ｛ｊ ３２＋２４＋３２＋２４ｍＴ梁＋１５６ｍ简支钢桁粱＋３２ｍＴ 梁＋（４０＋４×６４＋４０ｍ）连续粱＋３￣３２＋２￣２４ｍＴ梁，并行于既有侯两线１— １４４ｎ 简支钢桁粱铁路黄河桥Ｆ游约２２ｍ。该桥被中国铁路总公司列为 黄韩侯铁路重难点工程及王＝要节点工期控制工程。 丰桥４～５号墩采用１一ｌ５６ｍ简支钢桁梁跨越黄河主河道卡ｕ，为日 × ｊ｜０＿ｌ ｊＩ量 － 一 一 国内最大跨度铁路简支钢桁 ，存、 界尚属首次 钢桁粱平面小 程 １２ｎ 范围位丁二Ｒ：６００ｒｎ缓年１】曲线上，其余部分位于直线上， 面纵坡 ０％。钢桁梁结构自重Ｉ３．７４ｔ／ｍ，杆件最大重量３８．７９ｔ，总重量２１７３ｔ。 １．２钢桁梁结构 主桁类型为无竖丰ｆ整体节点平行弦三角桁架Ｆ承式简支钢桁梁、 ＲＰＣ道砟桥面，钢桁梁为栓焊结构，由２２根上弦杆、３０根下弦杆、４４根 斜腹杆、２２根纵梁、１２根横梁及上下平联、桥门架、中横联等组成。各杆 件截面形式为组焊式箱型和工掣两种。钢桁梁桥型如图１，钢桁梁结构断 面永意图如图２。 图２钢桁粱结构断面示意图 ｕ Ｈ为桃汛期，汛期共２９０ｄ。盯年‘遇水位高稃＋３８９．１６ｍ。近３年的水ｆ 高 程约＋３８１．Ｏ～３８４ｍ。５月份实测黄河水深在７～１２ｍ。 黄河卡口处水流急，设计流速为１２．０８ｎ＃ｓ：河床冲刷变化人，改计冲 刷系数１．０５。 桥址处于风口，常伴有大风，最大风速１６ｍ／ｓ，年平均风速２ｎ＃ｓ，｝ 导 风向ＮＥ，设计基本风压值Ｗ０＝５００Ｐａ。 ｒｐ ）ｌ＿ ＬＥＬ — 旦 一一—Ｌ ｛ ………～…… … 坦 ～—ｊ监世 —————————一！ 一一 丑姐一姐一』４ 州 １．６工程地质 黄河主河槽工程地质｝：部皇要是翱ｉ、【｛］、粗砂层，覆盖层厚２５～４０ｍ， 其下是石灰岩，两端有【 体延伸的覆盖层较薄或裸露的岩行河床 【 部 砂层中夹有粗、细圆砾二ｆ：，卵行土、孤 ，偶见建筑垃圾等。 图ｌ钢桁粱桥型示意图 １．３施工环境及地形条件 ｛ 跨钢桁梁两端施Ｉ 环境及地形条件复杂，特别是山西端辅墩～（）｝｝ 台之间高差超过１２ｍ，其间仃灌溉提水渠、闸门、水沟，临近ｌ＃墩约４ｍ 仃３５ｋＶ高压线铁塔和３＃墩值处老禹门Ｌ］洞门均需拆迁。因此，１ｌ１荫侧 ０ 能作为钢桁梁拼装场场地及安装场地。 ２工程特点难点 （１）黄河主河道卡口处，从上游至下游依次修建有Ｇ１０８公路桥、既 育侯西线黄河桥，占据了较好的桥位地形。新黄河桥位于既有桥梁卜游． 河面趋向突变增宽，新桥桥位相对较差，施工难度更大。 （２）黄河卡口处环境地形复杂，气象水文条件极不稳定，风速人、水 流急、河床冲刷变化人，既仃伏秋大汛期、凌汛期，又有桃汛期，每年６～１０ 月份为主汛期，全年汛期共２９０ｄ。钢桁梁拼装架设须充分考虑汛期、凌 期、气象水文等诸多因素对施工的影响。 （３）受风速大、水流急、河床冲刷变化大、汛期及凌期长的影响，主要 临时设施如水中顶推支架、工作平台及栈桥结构设计标准要求商，尤其 是用于临时设施的水中钻孔桩、打入俐管桩基础作业的大型水中机械设 备，施工难度大。 （４）由于新建桥梁线路呈曲线走向，主跨１５６ｎ 钢桁梁不能直接利用 在黄河枯水期问，５＃墩陕阳侧６～１ ｌ桦墩的黄河滩地可作为铡桁梁拼 装架设施工场地。 １．４运输条件 Ｇ１０８困道通过新黄河特大桥工地，似该线路老桥限高２ｍ。凶此，钢 秆『粱杆件及拼装机械设备通过Ｇ１０８呵随接到达５＃墩一侧。若要到达 ４＃墩时需要通过西禹岛速公路，然后从ｌｌＪ西河滓西出ｕ，沿（；１０８国道、 施１ 便道可达４＃墩。总之，现场变通运输条件较为便利。 １．５水文气象条件 黄河为季节性河流，每年６，ｊ～１０月份为汛期，７月１口～８』ｊ ３ｌ¨ 为伏秋大汛期，１１月２０【ｉ～次年２，ｌ＿ｊ ２８口为凌汛期，３月１１ ｌ１～４』】１５ ・２０６・ 蹄桥建改 新迎桥墩作为临时支墩， 莆向卜游，Ｊ 倾移一定距离后设０ ｌ 【、ｊ史墩， 【Ｉｌ施ｌ 、【 场地狭小，受风速夫及”什长霞影响大，利｝ｔ１人吨ｆ ｆ１ ３装起 没箭拼装架设钢桁梁，技术标准尚，质｝诗 求高，安全风险人。 （５）桥Ｊ：ｌｌ：处施１ 可能利刖的滩地及坡地，在汛期ｌ干¨凌汛｛｛ｕ内仃ｌｌ＿能 被水及冰淹没。 （６）王４ ｆ 标准要求极高。闺家嚣委羊ｌｌ韩城市、河津市河务局 求 种 施１’物什 搿落入黄河内，严禁向黄河内弃渣，必须避免或减少对Ｊ州边 境｝ Ｊ能造成的影响。 ３施工方案的选择 … —— ——一—— １５６ 芷钢桁粱跨度人及诸多１ 利 素，不设 水ｔ… 、Ｊ支：墩． 或 最人ｆ Ｊ能减少水一… 墩数 ｝足制定施｝ ‘案的关键。 ， 蕊 母 、一 一 … 一 ＿＿…＋ 经计 ，震川小改 水 川Ｉ ｑ’叟墩的令怂臂导梁拖拉 案， 导梁 一 一 ，・… ｌ 一．ｕＬ 二— ｊ寻 ～・—…三 ｉ １弦杆轴力达剑近７００ｔ，超过铁路八匕 Ｊ 弦杆锌许承找力６５｛｝ｔ， 分 图３拖拉顶推施工总平面布置图 斜仃轴／Ｊ达剑３（｝Ｏｔ，超出杆仆最人容［ｅｔ／Ｒ载力２０８ｔ，八匕梁 粱受力 法满足篮求。 川时，Ｉ 滑通支点反力最大仇为１５６０ｔ，反力过大，造成临时艾墩、滑 通 ．０ 受 Ｊ过人．不易进行局部没汁．会造成滑道局部破坏： 支点反 过人，踢造成临时下滑道挠度偏人，增人拖托顶推过程的拖拉力：嚣啦甘 梁销孔变形， 最人懋恃工况卜， 端点挠艘估算值为１．５ｍ以ｔ．，最人 悬僻挠度的理论计算值为１ １ｎ ，将造成 粱时端 墩设｝ｔ的Ｉ删难 Ｉ风 险。ＪＪ【 】之，ｆｆ１ Ｊ 怂臂过人．主梁后 需簦 重，更加增大，结构自霞， 也栩心增 ｌ１ ｒ拖拉顶推所需的拖拉力，对钢桁梁结构设计 利。 经比选，选扦设置水 …台时支墩‘拖｛ 推法”拼装架设方案。 图４ ５～８＃墩下游侧临时支墩平台与后背布置图 ４拖拉顶推法拼装架设方案 ｆｎ３距ｌ２ ，攒轿 州Ｉ ６ｍ＋８．６ｍ＋６ｍ，要求 ｌ 承裁力特征值 小Ｊ １５００｛｝ｋＮ。横桥Ｉ 钻孔姚之间设置机『ｌｑ系 ，系 Ｉ哺５．５ｍ，宽２．５ｍ。水ｌＩ】 ４．１施工程序 墩 ．部结构为… 架 』ｉ构．卜滑道梁（ＺＩ ）为 跨．悬忖梁，采用预应力混 、 ｌ１ 纵通过ｆ｛ｌ控物资招杯确定俐钎Ｊ 制造ｆ家，杆件运输剑脱场 凝ｆ：结构。卜泔道 （ＺＩ ）顶设置宽度１．７ 、 ０．２５Ｉ１１卜滑道。 后，其施ｌ。 序如下：铡桁梁拼装架设施『．，Ｊ 案评审一箍订安令 议及 水 … 墩和３～４＃墩之Ｉ＇ｉ ＪＪ下滑通 Ｋ嫂俅ｉｔｌ １ 滑道２个支点 人员Ｊ 近既仃线施Ｔ安全培训一场地准箭一拖拉顶推临时支架（滑道梁 度， 小Ｊ’２（Ｊｎｌ 水 ｆＩ临时芷墩、ｒ俞 Ｊ后背 ５，４＃墩下游侧史墩 系统）临时墩桃 施Ｔ．－￣３ＯＯｔ腥， ｆ１ｊ就ｆ －拼装钢导梁及俐桁梁一分阶 、 台 ０ 竹 如ｌ ６。 段拖托纵移剑位、同步拆除俐 梁一顺押：倾移到位一起梁一拆除支架一＋ 落梁及安装芷 一桥面系施丁一ｌ 时施【 场地整理及恢复。 ４．２施工方案 根 桥 没汁 Ｊ周边 境分析，纶设¨验辫，需 ｝ 婀河１ ；ＩｌＪ通－Ｉ－没 临叫艾墩．ｉ碱少 梁悬恃 艘。 ：新建的４撑、５＃墩、６～ｌ２＃墩小 ¨ ｌＩ｛Ｉ线连续梁桥侮均小能“接利 ¨Ｊ，桥梁 ｆ，心线 刖司— 游，Ｊ向横移Ｉ３ｍ ， 定钢桁梁拼装作、Ｉ 、ｒ台的 ｌｌ１ｔ ．线，进｝Ｊ Ｊ殴作、 Ｊ乎台 ｊ项推后背临时支架。即 ｉ ３～４｝≠嫩、５—６｝≠墩、 ６～８＃墩卜游ｆｊｌ！ＪＪ分别设 临Ｉｔ，ｔ支架 』ｌ＋ｆ１ Ｉ台。 临时支架【 部｛ｉ要为Ｆ滑道 及卜滑道． 部结构为临时墩 等。 钢桁梁采｝１］人吨位腹带吊ｍＩ装杆竹‘， 临ｌ｝１Ｊ 柴上逐 问拼装．纵ｆ川分 图５水中临时支墩平台与后背布置图 段 桁梁采川影点多次拖拉纵移２２０ｎ１，ｌ ｝多次项推横移ｌ ３ｍ，绐『 ｆ 落 粱ｊ ， 完啦钢桁粱拼装架设。 ４．３拖拉顶推总平面布置 俐桁 眙 时支架上进行拼装。 甘 和钢梁分阶段拼装５＇６ Ｊ＆Ｊ，Ｓ， Ｉｔ：１人Ｉｌ ５｝｝墩Ｉ／，Ｊ小里 ４＃墩方 拖扎顺 ｝：。为避开已施Ｉ 连续 ，拖 托顶摊施Ｉ。１Ｉ１．２１，线向 游侧偏移１ ３ｒｎ 拖拉顶摊．施【总布段如 ３ ６～８＃墩 游删支架， ｌ 湔逆１，＾』爻 Ｊｆｆ［较小，尿Ⅲ１０ Ｉ』！ 梁做 拖拉 滑道梁，计算确定跨度为９ｍ， 部 构采川 径１．５ｎ 撤桩柞。 ５ ８＃墩 游侧临时吏墩、ｒ台 』后背布 圳 ４ ３～４拌墩、５～６＃墩Ｆ游侧临时支架，经汁锋分析．此处【 滑道支点反 图６ ４＃墩下游侧支墩平台与后背布置图 Ｊ较人，敞采川钢筋混凝｛：结构卜滞道梁、跨度约为８ｍ， 鄢结构求川 ４．４总体施工顺序 １．５ ＴＩＩ钻ｆＬ十｝・、 ；梁、１．５ｍ立‘｝ｊ：。 根 现场祭什， 尤进｛川 时支墩施１．、倾移滑道梁、卜滑道梁施 水 …１ ｔｌ，Ｊ墩受施工条什Ｉ；｝｛【制，』 泼’ ８根直径２．０ ｎ ｆｊ＿： 础，纵桥向 Ｔ、： 斤顺托架．然 进 导梁和｛ 梁拼装．拖扎纵移钊位、顶推横移到 ・２０７・ 图８上下滑道布置图 偏。 前期将两台安杖 ５＃墩卜Ｊ游侧临时支架于斤顶托架ｌ ，拉ｌ 一一舭一一一 一一一一一一一一一一一 一一～ 一一一 后锚点移到后 装在后锚点ｌ ｆ ，进行拖托施ｊ一： 粱 铺点１即将达到５群墩 ２似。 ，继续拖拉：考虑剑后锚点２、３ 千斤】 位置高差约２２㈣ｌ’为减小钢绞线倾角，当后锚点２距离５＃墩２０ｌｌ１ 后锚点移到锚点３他置，继续拖扎：当后锚点３ 离５＃墩２０ｍ时 锚点移到锚 ４位 ，继续拖拉， 牟拖拉纵移到化。 图９拖拉顶推装置 ５结语 新黄河特人桥１一ｌ５６一 简支钢桁梁是Ｈ前 ｝土！Ｊ最人跨度铁路简 １＿ｌ１ 桁粱，在国内、Ｉ 界尚心首次。汞坩‘拖拉项推法’，于拜装架设施工于２０１２ ｌＪ川９日在旧安通过ｒ铁道部【 管 组织的方案评审。方案优化时 综合考虑临近既“Ｉ一１４４．Ｏｍ简支钢桁粱黄＿７Ｉ『ｆ铁路桥、跨越黄河ｉ－洲琏 卡Ｌｊ段及汛期龄划时 长、桥址处ｒ风ＬＪ及环境地形地质等复杂条什 为类似复杂环境条什卜，大跨度钢桁粱拼装架没提供Ｊ 借鉴。 ２０ｌ２年１２川｝Ｊｊ，按照拖拉顶捺法疗案丁Ｆ始实施，岸上、水 ｝Ｊ拖扎 推支架分别ｊ‘２０ｌ ３年５、７月份全部完成，６月份开始拼装钢桁 ，８ Ｊ １０日完成第１次拖拉纵移４８ Ｉ ９月１４㈠完成第２次拖拉纵移５８ｌ１】，ｌ１ ８目完成 ３次拖拉纵移Ｉ１４ｍ。¨的长 离悄移、商侮落梁Ｔ件ｌ１ 按照施工安排仃Ｊ 推进。 收稿日期：２０Ｉ６一ｌ ２－２３ 图７钢导梁结构布置 ４．８滑道设置 根 钢桁梁架没结构受力要求，ｆ 滑道采Ｊ『ｊ问断滑道， 滑道采用 连续滑道形 弋。ｊ 滑道设置于主桁和导粱 弦十｜大 点Ｆ，…吏上滑道 底ｌｎ１处¨ Ｕ水ｉＦ面 ｆ：滑道采用八 墩３号朴ｔｔ。横铡，每个竹点杵什 数碡根据 点受力确定。Ｆ滑道连续札段，采用八 墩或混凝｛ 滑道， 卜计＿｝道顶嘲放置商分。ｒ ＭＧＥ滑板，泔板 慢Ｊ 腹 ｝．。ｊ．Ｆ滑道 置如图８。 域内。根揩 节点 标高 １ Ｍ的砹汁 制预拱度，采用加垫钢板使ｉ 滑道底面保证 ４．９拖拉顶推装置和横向限位措施 铡桁粱 刖多点拖拉施工，在５＃墩卜游侧临时支墩端 设 两台 ２００ｔ级水、ｒ连续千斤顶，在水中临叫 支：墩小 ｝１． 端 设置两 ｌ５０ｔ级水 、ｒ连续¨ 梁箱形端横粱和箱彤 Ｉ 横粱安装拉铺器，铺点 卜粱锁梁Ｆ＾＋ ，１１ 簧，－ｆ 心距离为５．３６ｍ，扣ｆＩ。 Ｈ］钢饺线。 分圳１，Ｉ：火 ｝ 混凝卜ｒ滑道粱，水，Ｉ Ｆ柑寸道梁 砹。 横Ｊ 纠偏戮 胃，横向纠偏采川横向布置千 顶，方也… 要 俐梁 移动过程中纠 ・２０８・