修改1重载铁路大跨度钢桁梁跨越繁忙干线拖拉施工技术研究鉴定材料

PAGE26-/NUMPAGES128第26-页重载铁路大跨度钢桁梁跨越繁忙干线拖拉施工技术鉴定材料中铁二十一局集团有限公司二○一三年八月目录TOC\o"1-1"\h\z\u一、鉴定大纲 3二、工作报告 6三、技术研究报告 16四、技术规程 63五、检测报告 67六、质保体系 103七、用户报告 111八、经济与社会效益分析 113九、科技查新报告 115十、施工照片 134技术鉴定材料之一重载铁路大跨度钢桁梁跨越繁忙干线拖拉施工技术鉴定大纲中铁二十一局集团公司二○一三年八月一、项目名称：重载铁路大跨度钢桁梁跨越繁忙干线拖拉施工技术研究二、项目来源：自选三、鉴定形式：会议鉴定四、组织鉴定单位：甘肃省科技厅五、鉴定依据：“甘肃省科技成果鉴定办法”六、鉴定目的：通过鉴定该施工技术的创新性与先进性，确定该项技术的应用价值，形成研究成果，以便进行推广。七、鉴定内容1、审查提供的鉴定资料是否齐全完整，是否符合规定2、技术创新性、先进性和成熟程度，确定该项技术的应用价值。3、技术的应用价值及应用情况4、对存在的问题提出希望和建议八、鉴定程序1、宣布鉴定委员会组成名单2、请主任、副主任委员会主持鉴定1）、项目单位介绍施工技术情况2）、观看录像（15分钟至20分钟）3）、由专家介绍考察工程现场情况4）、专家评议、质疑、审查鉴定技术文件5）、专家讨论、形成鉴定意见（项目单位离场）6）、鉴定委员会宣布鉴定意见（项目单位到场）7)、鉴定委员会成员在鉴定文件上签字3、组织单位总结九、鉴定资料目录及提供单位鉴定资料目录如下：一、鉴定大纲二、工作报告三、技术研究报告四、企业（产品）标准或技术规程五、检测报告六、质保体系七、用户报告八、经济及社会效益分析九、科技查新报告十、施工照片资料提供单位：中铁二十一局集团有限公司技术鉴定材料之二重载铁路大跨度钢桁梁跨越繁忙干线拖拉施工技术工作报告中铁二十一局集团公司二○一三年八月工作报告一、项目背景山西中南铁路通道自山西省吕梁市兴县的瓦塘开始，向南经临县、柳林、蒲县，折向东经洪洞、长治，跨京广线后引入汤台线的汤阴东站，利用汤台线增建二线至台前，在台前县北跨京九线后折向南夸越黄河，经梁山、东平、泰安南、莱芜、沂源、沂水、莒县至日照南站，线路正线长度1259.57㎞（含与吕临支线共线部分长度54.007㎞）；其中新建长度1034.89㎞，利用既有线增建二线170.673㎞。配套建设与岢瓦、南同蒲、太焦线、京广线、京九线、京沪线的联络线，联络线建筑长度113.977㎞.山西省境内579.078㎞；河南省境内254.853㎞；在山东省境内425.639㎞。建设工期4.5年。

线路先后翻越吕梁山、太岳山、太行山及沂蒙山，途径山西省吕梁市、临汾市、长治市、河南省安阳市、鹤壁市、濮阳市、山东省济宁市、泰安市、莱芜市、淄博市、临沂市、日照市等3省12市。

主要技术标准

铁路等级：国铁Ⅰ级。

正线数目：双线。

设计行车速度：120公里/小时。

最小曲线半径：一般地段1200米，困难地段800米。

限制坡度：下行方向13‰，上行方向6‰。

到发线有效长度：1700米。

牵引种类：电力。

牵引质量：10000吨。

闭塞方式：自动闭塞。

规划运送能力：货运20000万吨/年，客车15对/日。山西中南部铁路通道1-108m双线道砟桥面简支钢桁梁，位于正线跨南水北调及京广线特大桥56#-56#墩，横跨既有京广铁路及107国道，56#墩位于京广铁路以西，距离京广铁路坡脚11.5m，57#墩在107国道以东，亚新钢厂货场内，距离107国道14.4m。钢桁梁位于线路直线段上，线路纵坡-1%，线间距4.0m。1-108m钢桁梁在DK666+693处跨越京广铁路，京广线里程为K515+990，与京广线走向的夹角为80°（逆时针），京广线两侧均有隔离网。在DK666+744处跨越107国道，107国道里程为K581+073，107国道为双向四车道，路宽16m，与线路走向夹角为80°（逆时针）。钢桁梁采用无竖杆整体节点平行弦三角桁架体系，计算跨度108m，全长109.5m，桁高14.5m，主桁中心距12.8m，节间长度12m。如图3-2所示：图3-2108米钢桁梁立面图主桁上下弦截面均采用焊接箱型断面，上下弦杆内高1500mm，内宽均为800mm。上下弦主桁采用全截面拼接。斜腹杆截面形式主要为箱型，部分采用H型断面。F1-F4为箱型截面，内宽尺寸分别为：820*800mm,748*727mm,704*735mm,701*735mm。F5-F9采用H型截面，翼板和腹板尺寸分别为：800*719mm、720*735mm、700*735mm、751*700mm、751*700mm。斜腹杆除端斜杆（F1、F2）采用对接式拼装外，其余均采用插入式与主桁整体节点连接。对接腹杆内宽与弦杆内宽相同。最大弦杆重26.43t，最大腹杆重12.16t。全桥用M24高强度螺栓约24472套，M30高强度螺栓约25256套，全桥钢梁重约1978t。二、项目的意义及必要性山西省中南部铁路出海通道，可实现钟摆式运输，运出煤炭、运进铁矿石，与海外展开互利贸易将更为便捷，对提高晋中南地区煤炭外运能力、扩大对外贸易、实现我国铁矿石进口多元化、平拟铁矿石价格、支援国家经济建设、保障国家能源供应、提高我国在国际铁矿石市场中的地位、巩固国家能源安全具有重要意义和作用。

山西中南部铁路通道正线跨南水北调及京广线特大桥1-108m钢桁梁施工过程中的施工技术重难点有：1、重载铁路钢桁梁在不同外部条件下采用贝雷梁和钢箱梁两种不同滑道体系的施工技术。2、钢桁梁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。3、采用强度更高、摩擦系数更小的新材料MGB板代替普通的四氟或者MGE滑板进行拖拉的施工技术。4、重载铁路钢桁梁在悬空跨越时，设置鼻梁消除钢桁梁下挠度的施工技术。5、重载铁路钢桁梁跨越繁忙铁路干线快速拖拉的施工技术。京广铁路和107国道是国家南北铁路和公路的重要通道，除受京广铁路的繁忙行车、接触网高度、桥梁净空等因素制约，还有107国道车辆流量大，交通安全风险高、施工场地条件复杂等外部因素的影响。1-108m钢桁梁能否安全快速的跨越京广铁路和107国道，影响到南北铁路、公路大通道的畅通，控制着山西中南部铁路通道的铺架工期。本课题的研究，是针对跨越繁忙干线铁路和国道的钢桁梁拖拉施工重难点进行攻关，以保质保量安全顺利的完成施工任务以及减少因钢桁梁拖拉施工对京广铁路和107国道的影响为主要目标进行攻关，并在施工过程中不断研究总结施工经验，以期形成科研理论成果，为同类工程在的施工提供参考经验。三、关键技术与创新点1、重载铁路钢桁梁在不同外部条件下采用贝雷梁和钢箱梁两种不同滑道体系的施工技术。山西中南部铁路通道ZNTJ-13标1-108m钢桁梁于正线跨南水北调及京广线特大桥56#-56#墩，横跨既有京广铁路及107国道，56#墩位于京广铁路以西，距离京广铁路坡脚11.5m，57#墩在107国道以东，亚新钢厂货场内，距离107国道14.4m。钢桁梁在亚新钢厂的货场内进行异位拼装，即在正线跨南水北调及京广线特大桥的57#-61#墩之间搭设支架拼装，而后在57#墩至107国道之间、107国道与京广铁路之间、京广铁路与56#墩之间分别搭设3处支架设滑道进行拖拉。目前国内大部分钢桁梁拖拉施工基本上位跨越江河、峡谷等地形上无法施工地段，本课题研究的108m钢桁梁同时跨越107国道和京广铁路的工程基本较少，在采用变形加大的贝雷梁用于滑道梁设计上没有同类的参考。钢桁梁拼装区在货场内，场地平整宽阔，而拖拉区在107国道和京广铁路的两侧，场地狭窄外部条件复杂、施工干扰大，安全风险也高；钢桁梁在拖拉时，拼装区每个支点都为悬空，所受的支反力较小、而拖拉区钢桁梁需要悬空两个节间、所受的支反力较大，并且考虑到施工成本、临时支架材料租赁等因素，经过方案的论证比对，钢桁梁拼装的支架采用变形挠度较大、但经济适用的贝雷梁做主梁、而拖拉区采用刚度大、且简单易安装的钢箱梁作为滑道梁。通过该技术研究，论证了两种不同结构体系在组成同一滑道时，其受力和变形能满足拖拉技术的要求。2、钢桁梁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。重载铁路由于设计轴重比普通铁路要大，因此钢桁梁设计重量也较普通铁路钢桁梁中，重载铁路108m钢桁梁重量近1978吨，桁高14.5m。在拖拉过程中，钢桁梁在最不利受力状态下，单侧节点的最大受力达3360KN；而钢桁梁下滑道不是绝对刚性的材料，下滑道变形后使下滑道的不锈钢板的搭接缝错开，钢桁梁的上滑块在滑移时前端将错开的不锈钢板顶卷，使钢桁梁无法正常滑移，造成下滑道的不锈钢板返工报废。另下滑道不锈钢板与垫板采用焊接，下滑道的变形也容易使不锈钢板与下层垫板脱空而开焊，也造成上滑块将不锈钢板滑卷。国内大部分拖拉施工的上滑块基本上都是纯粹的长方体或者是正方体结构，在有效防止下滑道不锈钢板曲翘和变形方面没有较好的措施方法。通过论证和方案的比选，本课题对上滑块进行改造，原方案为普通的长方形箱型滑块，将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。有效确保了钢桁梁拖拉的连续，特别是在跨越京广铁路封锁要点的施工中，保证了在规定的封锁时间内完成方案计划的拖拉距离，对完成京广线按既有线施工计划进行封锁要点施工有重要的保障作用。3、采用强度更高、摩擦系数更小的新材料MGB板代替普通的四氟或者MGE滑板进行拖拉的施工技术。钢桁梁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，滑动板采用20mm厚MGB滑板，MGB滑板强度高变形小、不易破损。用铆钉与钢滑块连接固定。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。在确定采用哪种滑板时，本课题对现有市场的滑板材料进行分析，同时调查了以往同类工程中使用滑板的情况，发现使用四氟滑板的破损情况发生较多，使用MGE滑板拖拉情况较好。考虑到本工程钢桁梁重量大，对滑板抗压情况有更高的要求，选用了强度更高、变形更小的MGB滑板。4、重载铁路钢桁梁在悬空跨越时，消除钢桁梁下挠度使钢桁梁前端再上滑道的施工技术。钢桁梁在拖拉跨越107国道和京广铁路需要悬空跨越2个节间（24m），经计算钢桁梁受力会产生70mm的向下挠度，使E0滑块与滑道面高度不在同一平面，由此造成钢桁梁E0滑块不能重新滑上滑道。经调查了解目前国内普通的做法是在钢桁梁前端悬空时拆除E0滑块，待钢桁梁前端E0节点滑移至滑道梁上后，在钢桁梁前端节点下方用千斤顶顶起，消除钢桁梁的下挠度，将滑块重新安装后继续拖拉前移。如果采用这种普通的施工方法时间长、工序多，不利于快速拖拉跨越京广铁路。本课题组对方案多次论证和研讨，采用在钢桁梁两侧主桁的前端各焊接一个鼻梁，用来安装千斤顶消除钢桁梁挠度。这样在钢桁梁前端的E0滑块未上滑道时，前端的鼻梁已经在滑道上方，这样可鼻梁下方安装千斤顶，千斤顶下设置MGB滑板，千斤顶起顶消除钢桁梁挠度后，继续拖拉钢桁梁，使千斤顶在滑道上随钢桁梁一起滑移，直至钢桁梁前端的E0滑块全部移至滑道梁上，便可以卸载千斤顶使E0滑块重新落在滑道上。这种方案节省了拆除和安装滑块的时间，且千斤顶也可以提前进行安装，只需要钢桁梁到位后启动千斤顶便可。该施工技术的研究，为108m钢桁梁快速拖拉跨越京广铁路提供有力的保障，实现了钢桁梁由悬空状态到支撑稳定状态的快速转化，比普通的施工方法提前了一个铁路封锁天窗点的时间。5、重载铁路钢桁梁跨越繁忙铁路干线快速拖拉的施工技术。由于山西中南部铁路通道正线跨南水北调特大桥1-108m钢桁梁在跨越京广铁路拖拉施工时，需要封锁京广线在点内施工，要求在规定的时间内尽快拖拉最大的距离，而且施工要点次数越多，给京广铁路造成的影响就越大，给国家和单位造成更大的资源浪费。如何更加快速、安全的拖拉跨越京广铁路，也是本工程施工中的一个重难点。目前国内钢梁拖拉最快的牵引速度为8m/h，而1-108m钢桁梁跨越京广铁路至设计位置需要拖拉50.6m，需要7个点，保守考虑至少需要8个封锁天窗点，这样包括拆除滑块、滑道梁、落梁等工序，共需要13个封锁天窗点，如此远远不能达到快速通过京广线的要求，也给项目紧张的铺架工期带来了巨大的压力。经过本课题组对拖拉的牵引设备进行改造，引进了上海同新机电公司的大型TX-2×40P的液压泵站，通过加大了千斤顶的输油流量，配合专用的电子控制设备，从而使牵引千斤顶的伸缩缸速度加快，使拖拉的理论速度达到了18m/h。而实际拖拉平均速度也达到了12m/h，最终实际只使用了7封锁天窗点便完成钢桁梁拖拉跨越京广线的任务，比计划少用了6个封锁天窗点。四、经济、社会效益评估经济效益：山西中南部铁路通道正线跨南水北调及京广线特大桥1-108m钢桁梁施工中，采用了在钢桁梁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；和强度更高、摩擦系数更小的新材料MGB板代替普通的四氟滑板进行拖拉的施工技术。减少了钢桁梁拖拉跨越107国道和京广铁路的封锁要点时间，与原来方案封锁要点的方案，减少了6个封锁要点天窗，节约了人力、物力、工期，提供了施工效率，节约投资30万元，节约工期15天。社会效益：山西中南部铁路通道ZNTJ-13标1-108m钢桁梁安全高效快速的完成施工，在业主、郑州铁路局和当地政府树立了良好的企业形象。在钢桁梁拖拉工程中，钢桁梁一天的时间跨越107国道，未对107国道造成任何干扰，得到了地方交通局的高度认可和赞扬。通过论证、研究，优化拖拉方案，由原方案需要封锁京广铁路13个天窗点，减少到7个封锁天窗点，并取消了跨京广铁路的防护棚架施工，既安全、又快速的完成拖拉施工，也得到了郑州铁路局领导的表扬。108m钢桁梁由于同时跨越107国道和京广铁路，并且是标段内第一座需要通过铺轨的桥梁，是山西中南部铁路的高风险工点，被晋豫鲁铁路通道公司和项目部列为重难点、高风险和节点控制工程。该钢桁梁安全顺利的完成拖拉施工，确保了13标铺轨按期开工，产生了良好的社会效益。

技术鉴定材料之三重载铁路大跨度钢桁梁跨越繁忙干线拖拉施工技术 技术研究报告中铁二十一局集团程有限公司二○一三年八月一、概述1、工程简介山西中南部铁路通道1-108m双线道砟桥面简支钢桁梁，位于正线跨南水北调及京广线特大桥56#-56#墩，横跨既有京广铁路及107国道，56#墩位于京广铁路以西，距离京广铁路坡脚11.5m，57#墩在107国道以东，亚新钢厂货场内，距离107国道14.4m。钢桁梁位于线路直线段上，线路纵坡-1%，线间距4.0m。1-108m钢桁梁在DK666+693处跨越京广铁路，京广线里程为K515+990，与京广线走向的夹角为80°（逆时针），京广线两侧均有隔离网。在DK666+744处跨越107国道，107国道里程为K581+073，107国道为双向四车道，路宽16m，与线路走向夹角为80°（逆时针）。钢桁梁采用无竖杆整体节点平行弦三角桁架体系，计算跨度108m，全长109.5m，桁高14.5m，主桁中心距12.8m，节间长度12m。如图3-2所示：图1108米钢桁梁立面图主桁上下弦截面均采用焊接箱型断面，上下弦杆内高1500mm，内宽均为800mm。上下弦主桁采用全截面拼接。斜腹杆截面形式主要为箱型，部分采用H型断面。F1-F4为箱型截面，内宽尺寸分别为：820*800mm,748*727mm,704*735mm,701*735mm。F5-F9采用H型截面，翼板和腹板尺寸分别为：800*719mm、720*735mm、700*735mm、751*700mm、751*700mm。斜腹杆除端斜杆（F1、F2）采用对接式拼装外，其余均采用插入式与主桁整体节点连接。对接腹杆内宽与弦杆内宽相同。最大弦杆重26.43t，最大腹杆重12.16t。全桥用M24高强度螺栓约24472套，M30高强度螺栓约25256套，全桥钢梁重约1978t。2、施工方案介绍由于108m钢桁梁设计位置跨越既有京广铁路及107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。钢桁梁拼装位置设在57#～61#墩之间，此处拼装及滑移支架主要由φ500及φ377钢管立柱及贝雷梁主梁组成，底部基础采用扩大基础形式，贝雷梁上部滑道梁则采用钢轨上铺设20mm厚整钢板及6mm抛光不锈钢板的形式。钢桁梁安装完成后进行整体拖拉滑移施工，56#～57#墩拖拉滑移支架由φ820钢管立柱以及滑道梁组成，支架基础按施工条件及受力形式不同分别采用了整体扩大基础及φ1.0m钻孔桩基础，钢管立柱间采用圆钢管联结系形成整体，增强其稳定性；滑道梁则采用1.5×0.7m整体钢箱梁，顶面铺设6mm抛光不锈钢板。钢桁梁拖拉动力装置采用2台200t连续张拉千斤顶，配备10-φ15.24拖拉钢绞线，千斤顶位设计于57#墩旁支架滑道梁前端，钢桁梁上锚固点则设置于E0’与E2’之间桥面板下横梁下方。根据56#、57#墩垫石顶和京广铁路接触网承力索的标高，拟钢桁梁采用平坡拖拉，下滑道顶标高为94.205m，承力索标高为92.01m，相距2.195m，满足钢桁梁拖拉时跨越京广铁路要求。钢桁梁拖拉滑道在57#墩至61#墩之间为连续滑道，57#墩靠107国道侧的滑道长度为14.505m，107国道上方不设滑道，在107国道与京广铁路之间的滑道长度为23.91m，京广铁路上方不设滑道，京广铁路与56#墩之间滑道长度为27.65m。钢桁梁拼装完成后，在56#墩顶和13#临时支墩上设4台630t千斤顶，将钢桁梁顶起30cm，拆除临时支垫沙筒，安装下滑道20mm钢板和不锈钢板，再安装上滑块。钢桁梁拖拉整体连续进行，中间不进行主动横向调整，由设置于滑道梁两侧被动横向限位导向轮控制钢桁梁拖拉滑移过程中的横向位置。当钢桁梁拖拉滑移到位后，拆除部分滑道梁，在56#、57#墩顶设计位置布置4台630t竖向千斤顶，并布置纵横向水平调节千斤顶。支座在钢桁梁滑移之前提前安装，并通过纵横向水平顶的调整将钢桁梁的平面位置调整到位，然后安装钢桁梁下弦底板与支座上盖板的连接螺栓，完成全桥施工。108m钢桁梁施工流程图：

场地平整、57#～61#墩支架基础施工场地平整、57#～61#墩支架基础施工支架立柱及梁部安装周转材料进场加工滑块安装钢桁梁杆件进场钢桁梁拼装56#～57#墩支架施工安装拖拉系统拖拉跨越107国道拖拉跨越京广铁路拖拉到位横向被动限位起顶、落梁、调整平面位置桥面系、附属工程施工竣工验收墩顶布置、起顶拆除滑道梁图2钢桁梁施工流程图钢桁梁拖拉施工临时支墩布置总体情况如下图：图3钢桁梁拖拉施工临时支墩布置总体图二、技术线路由于1-108m钢桁梁拖拉临时支架结构复杂、拖拉技术难度高、安全风险高、工期紧等困难，项目部成立了以项目经理为组长的课题研究小组，并邀请中铁工程设计咨询院和中铁大桥局设计分公司为协作单位，共同对108m钢桁梁拖拉施工过程中的重难点技术进行攻关研究，主要研究：1、重载铁路钢桁梁在不同外部条件下采用贝雷梁和钢箱梁两种不同滑道体系的施工技术。2、钢桁梁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。3、采用强度更高、摩擦系数更小的新材料MGB板代替普通的四氟或者MGE滑板进行拖拉的施工技术。4、重载铁路钢桁梁在悬空跨越时，设置鼻梁消除钢桁梁下挠度的施工技术。5、重载铁路钢桁梁跨越繁忙铁路干线快速拖拉的施工技术。通过108m钢桁梁拖拉施工技术的研究总结，积累了宝贵的施工经验和技术理论成果，为今后同类大跨度、大重量桥梁结构拖拉跨越特殊结构物提供了技术指导和借鉴。三、主要的工艺设施及设备表1序号名称规格型号单位数量备注1落梁千斤顶630t台5备用1台2纠偏千斤顶100t台83拖拉千斤顶TX200JL连续顶台3备用1台4卷扬机10t台25履带吊车200t台1租用6汽车吊QY50台1租用7高栓试验设备套18电焊机台169自动焊机台210二氧化碳气体保护焊机台511电动扳手把1212带响扳手把413钢管φ300-φ600吨54014型钢I20-I60吨53015钢板2mm-20mm吨46516贝雷梁片64017方木立方3018柴油发电机150KW台1备用四、研究内容与研究技术1、重载铁路钢桁梁在不同外部条件下采用贝雷梁和钢箱梁两种不同滑道体系的施工技术。1.1贝雷梁和钢箱梁两种不同滑道体系的设计思路由于目前国内大部分钢桁梁拖拉施工基本上位跨越江河、峡谷等地形上无法施工地段，如本课题组的108m钢桁梁同时跨越107国道和京广铁路的工程基本较少，在施工场地布置和拖拉支架的设计上没有同类的参考。钢桁梁拼装区在货场内，场地平整宽阔，而拖拉区在107国道和京广铁路的两侧，场地狭窄外部条件复杂、施工干扰大，安全风险也高；钢桁梁在拖拉时，拼装区每个支点都为悬空，所受的支反力较小、而拖拉区钢桁梁需要悬空两个节间、所受的支反力较大，并且考虑到施工成本、临时支架材料租赁等因素，经过方案的论证比对，钢桁梁拼装的支架采用变形挠度较大、但经济适用的贝雷梁做主梁、而拖拉区采用刚度大、且简单易安装的钢箱梁作为滑道梁。将两种不同结构形式组合成同一滑道梁，特别是弹性变形较大的贝雷梁作为滑道梁在不同受力下变形能否满足作为滑道梁的要求，是一个本科研课题的一个重难点。在MIDASCivil中建立空间整体模型，分析钢桁梁在拖拉过程中各个节点受单侧反力情况，如下表：表2单侧支点反力（单位：t）钢梁总重施工阶段E0E2E4E6E8E8'E6'E4'E2'E0'拼装完成50.6109.2103104.4107.1107.1104.3102.9108.150.81895开始滑移47.6109.4103104.3106105.9100.591.1179.6——1894.8滑移12m——180.691.2100.6105.9106104.3102.9108.347.71895滑移24m————33664.2100.799.8104.1102.7109.530.41894.8滑移36m156.3————217.499.7107.8104.210310851.11895滑移48m18.3252.8————211.897.9105.1102.7108.250.61894.8滑移60m——158.7218.7————218.794.8103.5108.345.71896.8滑移72m————318.5180.8————218.593.4110.325.81894.6滑移84m153.8————208.2214.2————230.6101.239.41894.8滑移96m18.1253.1————203.1203.1————251.918.21895滑移108m46.6105.6166.6——16099155.9——173.140.61894.8根据计算结果，钢桁梁在拖拉移动过程中，E4滑块受力最大，且钢桁梁的临时支架也根据钢桁梁支点受力情况来进行设计。1.2临时支架施工技术1-108m钢桁梁设计采用拖拉法施工。施工现场按功能划分为拼装区和拖拉区。1.2.1拼装区支架施工在57#-61号墩之间搭设钢桁梁拼装及滑移支架，分别为4#至13#支架。其中4#支架支承于57#墩承台上，立柱采用双排φ370mm钢管柱，立柱间采用［16槽钢作为联结系连接。5-11#支架采用扩大基础，地基换填1.5m深，达到设计承载力不低于150KPa的要求，立柱采用单排φ500mm钢管柱，立柱间纵横向均通过φ426mm水平钢管以及［16槽钢剪刀撑连接。12#支架基础也采用扩大基础，立柱采用双排φ370mm钢管柱，立柱间采用［16槽钢剪刀撑连接。13#临时支墩基础采用钻孔桩基础，直径φ1.2m，深度26m，立柱采用双排φ370mm钢管柱，立柱间同样采用［16槽钢连接。钢桁梁主桁下的纵梁采用多排单层下弦加强型贝雷梁，每桁下设贝雷梁横向紧贴排列9片，纵向32片，中间纵向分配2片，96m长，拼装区需要贝雷梁共640片。贝雷梁横向间采用支撑架连接，支撑架的标准跨度为450mm。贝雷梁上部采用工22横梁分配梁密排布置，分配梁之间的布置间距为705mm。分配梁上部布置滑道梁，滑道梁采用10根P43钢轨上盖20mm厚钢板及6mm抛光不锈钢板的组合结构，滑道梁沿贝雷梁通长布置，钢桁梁拼装时作为杆件的支承结构，拖拉滑移时则作为滑道使用。如下图4：图457#至61#墩支架布置PAGEPAGE1271.2.2贝雷梁施工技术在钢桁梁主桁位置纵向安装9片加强型贝雷梁，贝雷梁以钢桁梁下弦的中心线两侧紧贴排列布置；钢桁梁中心布置2片，间距90cm。紧贴布置的加强型贝雷梁横向连接采用拉杆对拉连接，每隔片贝雷梁上下各连接一道。贝雷梁前端支顶在57#墩的墩帽处，使钢桁梁拖拉滑动时，贝雷梁不向前移动。首先在在支墩的横向分配梁上放样定位，将每片贝雷梁的位置用墨线画出，使贝雷梁纵向顺直，采用[16槽钢设U型卡，与横向I45工字钢连接，固定贝雷梁。贝雷梁安装前，需要进行预压，确定实际贝雷梁的变形扰度情况，确保钢桁梁拖拉的安全。钢桁梁在拖拉时最大受力2150kN，分配在9片贝雷梁上，每片受力239kN。预压方案可选在现场，整理一处场地，模拟支架受力，用两片贝雷梁拼装12m架设在两个支点上，在贝雷梁节点位置设横向分配梁，在跨中2m范围用钢桁梁杆件堆载预压，堆载力为478kN，从而确定贝雷梁的扰度变形准确数据。如下图5：图5贝雷梁预压示意图经过预压实验，确定单侧纵向采用9片贝雷梁的变形挠度能否满足钢桁梁拖拉支反力的要求。根据钢桁梁拖拉的支反力表可以看出，贝雷梁上受到的最大支反力为217t，单片贝雷梁的受到的最大支反力为217/9=24.1t。由下表可查出贝雷梁的挠度为15mm，满足钢桁梁拖拉要求。而在实际拖拉过程的测量观测中，贝雷梁的最大挠度不超过15-20mm。与计算的数据基本相符。贝雷梁预压挠度测量表如下表3：

表3贝雷梁加载变形量统计表测量点加载前9.92t变形量(mm)21.99t变形量(mm)31.76t变形量(mm)43.92t变形量(mm)56.08t变形量(mm)1038111422205101619303048121422404813182050710152325605121320211.1.3拖拉区支架施工技术1.2.3拼装区支架及贝雷梁计算钢桁梁在拼装支架上进行拼装与拖拉，其最不利施工工况可归纳为四种。通过采用Midas/Civil软件进行建模分析，风载按节点荷载加载于钢桁梁和贝雷片各节点。得出各工况的受力情况。工况一、钢桁梁在拼装支架上拼装完成，如下图6所示。图6钢桁梁在拼装支架上拼装完成时模型图工况二、钢桁梁滑移9m后，E0’节点悬臂，E2’～E8’等节点同时滑移至临时墩墩顶。此时11#临时墩受力最不利，其计算模型如图7所示。图7钢桁梁节点布置于临时墩墩顶时模型图工况三、钢桁梁滑移15m后，各节点首次滑移至贝雷片跨中，前端E0E2节段处于悬臂状态。此时计算贝雷片、滑道等的受力情况。其计算模型如图8所示。图8钢桁梁节点首次布置于贝雷片跨中时模型图工况四、钢桁梁滑移30m后，E6节点滑移至4#临时墩顶，前端E0E2节段和E2E4节段处于悬臂状态。此时计算4#临时墩及其他结构的受力。其计算模型如图9所示。图9钢桁梁悬臂两个节段时模型图以上四个工况为钢桁梁在拼装支架上安装与滑移的最不利工况，通过计算分析，依次对贝雷片及滑道等结构或构件进行检算。（1）贝雷片计算贝雷片横桥向布置9片作为单侧拼装支架和滑道梁的承重结构，通过建模计算与整理，上述四种工况下贝雷片的受力情况如下述所示。①贝雷片弦杆工况一至工况四时贝雷片弦杆的内力最大值如图10所示。其弦杆最大内力为216.3kN,位于临时墩顶的下弦杆处，小于贝雷片弦杆理论容许承载值560kN，其受力满足要求。图10贝雷片弦杆内力图贝雷片最大变形位于跨中上弦杆，其最大变形值为17.5mm，贝雷片非弹性变形为：。贝雷片的总变形为：如下图11所示：图11贝雷片弦杆变形图贝雷片的总变形为24.6mm，跨度为12m，其总变形量小于L/400，满足要求。②贝雷片斜杆与竖杆工况一至工况四时贝雷片斜杆与竖杆的内力最大值如图12所示。其竖杆最大内力为125.3kN,位于临时墩顶的竖杆处。小于竖杆理论容许值210kN和斜杆理论容许值171.5kN，故贝雷片的斜杆和竖杆受力均满足要求。图12贝雷片弦杆内力图（2）P43钢轨计算通过建模计算与整理，上述四种工况下P43钢轨的应力最大值为98.3MPa，受力较小，其受力满足要求。计算结果如图13所示。图13P43钢轨应力图P43钢轨在荷载作用下，其最大变形图如下图14所示，最大变形值为17.7mm，考虑贝雷片的非弹性变形，P43钢轨的最大变形值为24.8mm。图14P43钢轨变形图1.2.4拖拉区支架施工56#-57#墩拖拉滑移支架由L1#至L8#立柱组成，其中L1#至L3#立柱连接为一个独立的整体，L4#至L6#立柱连接为一个独立的整体，L7#至L8#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。L1#立柱采用φ820mm钢管柱，直接支承于56#墩承台上；L2#立柱用φ820mm钢管柱，底部采用φ1.0m钻孔桩基础，桩长为10m；L3#立柱采用φ820mm钢管柱，底部采用扩大基础形式支承于废弃铁路路基上。立柱之间采用φ426mm钢管及φ273mm钢管作为联结系进行连接。柱顶设2工900×300型钢分配梁，上铺1500×700mm钢箱滑道梁，滑道梁的长度为27.65m。钢箱梁端部与56#墩垫石抵紧以抵消钢桁梁滑移过程中支架受到的水平力。L4#至L6#立柱均采用φ820mm钢管柱，底部均采用φ1.0m钻孔桩基础，桩长为15m；立柱之间同样采用φ426mm钢管及φ273mm钢管作为联结系进行连接。柱顶设2根工900×300型钢分配梁，上铺1500×700mm钢箱滑道梁，滑道梁长度为23.91m。钢桁梁滑移过程中支架受到的水平力由支架自身结构承受。L7#立柱采用φ820mm钢管柱，底部采用扩大基础，L8#立柱用φ820mm钢管柱，直接支承于57#墩承台上。立柱之间采用φ426mm钢管及φ273mm钢管作为联结系进行连接。柱顶设2工900×300型钢分配梁，上铺1500×700mm钢箱滑道梁，滑道梁的长度为12.655m。钢箱梁端部与57#墩垫石抵紧以抵消钢桁梁滑移过程中支架受到的水平力。56#至57#墩支架布置如下图15：图1556#至57#墩拖拉区支架布置图图16拖拉区支架施工图1.3拖拉滑道系统施工技术1.3.157#至61#墩滑道施工技术每主桁下拼装9片贝雷梁，梁顶采用I22a工字钢做为分配梁，间距0.75m，长度1.5m，在钢管柱支墩位置横向设2根通长I22a工字钢与两主桁下的贝雷梁相连接。I22a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P43钢轨组，倒顺并排铺设，每桁共需10根。钢轨组上面再铺δ20mm钢板，宽1.1m，通长铺设。钢板上面焊接一块6mm厚的抛光不锈钢板，做滑动面。钢轨与拖拉区的钢箱梁搭接，在钢箱梁的搭接端头焊接搭接板，使两种不同的体系的滑道梁通过钢轨连接在一起。滑道布置如下图17所示：图17贝雷梁滑道布置图图18贝雷梁滑道施工图1.3.256#至57#墩滑道施工技术每桁下方布置一个1500×700钢箱梁作为滑道梁，上铺6mm抛光不锈钢板作为滑动面。图19拖拉区滑道梁设计图图20拖拉区滑道梁施工1.4拖拉区支架计算1.4.1最不利受力分析56#～57#墩之间拖拉支架可以分解为三个独立的支架，即L1#～L3#、L4#～L6#、L7#～L8#分别为三个独立的支架，加载时共分为三个工况，分别考虑滑道梁及钢管立柱的最不利受力情况，及分别将钢梁传递给各支架的最大支点反力加载至滑道梁跨中和钢管立柱顶。三个工况及荷载组合情况详细叙述如下：工况一：根据表2中计算结果，当滑移96m时，且E2节点位于L2#～L3#柱顶滑道梁跨中时，L1#～L3#柱顶段滑道梁受力最为不利；当滑移72m时，且E4节点位于L4#～L5#柱顶滑道梁跨中时，L4#～L6#柱顶段滑道梁受力最为不利；当滑移24m时，且E4节点位于L7#～L8#柱顶滑道梁跨中时，L7#～L8#柱顶段滑道梁受力最为不利。工况二：根据表2中计算结果，当滑移96m时，且E2节点位于L2#柱顶滑道梁跨上时，L1#～L3#立柱及分配梁受力最为不利；当滑移72m时，且E4节点位于L5#柱顶滑道梁上时，L4#～L6#立柱及分配梁受力较为不利；当滑移24m时，且E4节点位于L8#立柱顶滑道梁上时，L7#～L8#立柱及分配梁受力较为不利。工况三：根据表2中计算结果，当滑移84m时，且E0节点位于L3#柱顶滑道梁跨上时，L1#～L3#立柱及分配梁受力最为不利；当滑移72m时，且E4节点位于L4#柱顶滑道梁上时，L4#～L6#立柱及分配梁受力较为不利；当滑移24m时，且E4节点位于L7#立柱顶滑道梁上时，L7#～L8#立柱及分配梁受力较为不利。荷载组合：钢梁的自重反力+拖拉水平力+横桥向风荷载。荷载均按节点荷载施加于滑道梁上，同时假定单个水平顶最大张拉力为100t，根据设计图纸，该荷载直接传递至L7#～L8#柱顶滑道梁。根据拖拉支架的实际约束情况，在MIDASCivil中建立空间整体模型如图21所示：图21拖拉支架及滑道梁模型图1.4.2最不利受力计算结果1、工况一计算结果在工况一的荷载条件下，拖拉支架的加载模型及计算结果如图22～图28所示：图22工况一模型加载图（单位：t）图23工况一滑道梁应力图图24工况一分配梁应力图图25工况一钢管立柱及连接系应力图图26工况一拖拉支架纵桥向位移图图27工况一拖拉支架横桥向位移图图28工况一拖拉支架竖向位移图由图22～图28知，在工况一的荷载条件下，滑道梁最大应力为为186MPa，柱顶分配梁最大应力为153MPa，钢管立柱及连接系的最大应力为113MPa；拖拉支架最大纵桥向位移为6mm，最大横桥向位移为5mm，最大竖向位移为14mm。滑道梁材质为Q345B,允许应力240MPa；分配梁、钢管立柱及连接系材质为Q235B，允许应力170MPa。综上所述在工况一的荷载条件下拖拉支架的应力、位移满足要求。2、工况二计算结果在工况二的荷载条件下，拖拉支架的加载模型及计算结果如图29～图35所示：图29工况二模型加载图（单位：t）图30工况二滑道梁应力图图31工况二分配梁应力图图32工况二钢管立柱及连接系应力图图33工况二拖拉支架纵桥向位移图图34工况二拖拉支架横桥向位移图图35工况二拖拉支架竖向位移图由图29～图35知，在工况三的荷载条件下，滑道梁最大应力为为57MPa，柱顶分配梁最大应力为154MPa，钢管立柱及连接系的最大应力为113MPa；拖拉支架最大纵桥向位移为6mm，最大横桥向位移为6mm，最大竖向位移为8mm。滑道梁材质为Q345B,允许应力240MPa；分配梁、钢管立柱及连接系材质为Q235B，允许应力170MPa。综上所述在工况二的荷载条件下拖拉支架的应力、位移满足要求。3、工况三计算结果在工况三的荷载条件下，拖拉支架的加载模型及计算结果如图36～图42所示：图36工况三模型加载图（单位：t）图37工况三滑道梁应力图图38工况三分配梁应力图图39工况三钢管立柱及连接系应力图图40工况三拖拉支架纵桥向位移图图41工况三拖拉支架横桥向位移图图42工况三拖拉支架竖向位移图由图36～图42知，在工况三的荷载条件下，滑道梁最大应力为为51MPa，柱顶分配梁最大应力为139MPa，钢管立柱及连接系的最大应力为111MPa；拖拉支架最大纵桥向位移为7mm，最大横桥向位移为5mm，最大竖向位移为7mm。滑道梁材质为Q345B,允许应力240MPa；分配梁、钢管立柱及连接系材质为Q235B，允许应力170MPa。综上所述在工况三的荷载条件下拖拉支架的应力、位移满足要求。1.5该技术研究总结通过对该技术的研究，预先应用桥梁分析软件MIDAS进行模拟受力工况分析，得出拼装区临时支架受力最大值和贝雷梁、钢轨的最大变形值，为拖拉施工过程提供参考。通过观测钢桁梁拖拉过程中支架的受力下沉值和贝雷梁、钢轨的变形值，并及时和模拟理论值相比较，一旦发现异常，立即停止拖拉，分析原因。待异常现象找到合理解释后，方可进行继续拖拉。本次拖拉施工没有发现位移异常现象，实际位移值和模拟理论值相差甚微，通过比较可知，实际拼装区的临时支架、贝雷梁、钢轨达到了图纸设计意图和效果。有了模拟理论数据作指导，避免了盲目施工，因意外造成的不必要的损失。圆满完成了该桥的关键工序钢桁梁拖拉施工，确保了全桥的顺利铺架。通过对该技术的研究，论证了采用贝雷梁可作为滑道梁，其弹性变形能满足不同大小受力下的技术要求，为本项目节约了钢箱梁租赁费用30万。2、钢桁梁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。2.1钢桁梁上滑块设计思路由于国内大部分拖拉施工的上滑块基本上都是纯粹的长方体或者是正方体结构，在有效防止下滑道不锈钢板曲翘和变形方面没有较好的措施方法。通过论证和方案的比选，本课题组对上滑块进行改造，原方案为普通的长方形箱型滑块，将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。有效确保了钢桁梁拖拉的连续，特别是在跨越京广铁路封锁要点的施工中，保证了在规定的封锁时间内完成方案计划的拖拉距离，对完成京广线按既有线施工计划进行封锁要点施工有重要的保障作用。上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，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。图43上滑块设计图图44上滑块图2.2钢桁梁拖拉上滑块施工技术根据在MIDASCivil中建立空间整体模型计算钢桁梁拖拉过程中各个上滑块的支反力，如上表2所示，E4滑块受到的支反力最大为3185KN，该滑块设计长度为2.4m，其他中间部位的滑块长度为1.4m，钢桁梁两端的滑块长度为0.8m。滑道设计时在前后两端做成半圆形的倒角，由于钢板较厚，倒角的长度小，使用机械无法弯曲成形，本课题组在施工过程中是将钢板加热打造而成，这样会造成表面凹凸不平，因此需要需要在安装滑块前将表面打磨光滑。上滑块的滑动面设计成两个长条，这样有效减少拖拉过程中下滑道不锈钢板的受力拉伸曲翘，在实际拖拉施工中，下滑道不锈钢板的曲翘很少，有力的保证了钢桁梁顺利的拖拉。图45下滑道不锈钢板曲翘后上滑块正常工作图2.3钢桁梁上滑块施工技术总结通过对本施工技术的研究，该上滑块施工技术将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。有效确保了钢桁梁拖拉的连续，特别是在跨越京广铁路封锁要点的施工中，保证了在规定的封锁时间内完成方案计划的拖拉距离，对跨越京广线按既有线施工计划进行封锁要点施工有重要的保障作用。3、采用强度更高、摩擦系数更小的新材料MGB板代替普通的四氟滑板进行拖拉的施工技术。108m钢桁梁原方案在上滑块安装四氟板作为滑动面，但经本课题组去其他拖拉施工的工点考察，发现四氟滑板在摩擦产生高温后很容易破损，如下图：图46普通四氟滑板破损经多方了解和考察论证，对比MGB、MGE和四氟板的参数（如下表5），本课题组滑动板采用20mm厚MGB滑板，MGB滑板强度高、变形小、不易破损而且摩擦系数更小等优点。用铆钉与钢滑块连接固定。表4参数表滑板性能MGBMGE四氟滑板密度1.14-1.31.0-1.12.1-2.3拉伸强度Mpa≥70≥30≥15冲击强度KJ/m2≥150≥75压缩强度Mpa≥120≥65≥10邵氏硬度70-8060-70线胀系数（6-7）*10-5（8-9.1）*10-5磨损系数5*10-732*10-7摩擦系数0.04-0.060.045-0.0650.04油润滑0.01-0.030.016-0.03图47采用MGB滑板的滑块4、重载铁路钢桁梁在悬空跨越时，消除钢桁梁下挠度使钢桁梁前端再上滑道的施工技术。4.1消除钢桁梁下挠度的施工技术思路钢桁梁在拖拉跨越107国道和京广铁路需要悬空跨越2个节间（24m），经计算钢桁梁受力会产生70mm的向下挠度，使E0滑块与滑道面高度不在同一平面，由此造成钢桁梁E0滑块不能重新滑上滑道。经调查了解目前国内普通的做法是在钢桁梁前端悬空时拆除E0滑块，待钢桁梁前端E0节点滑移至滑道梁上后，在钢桁梁前端节点下方用千斤顶顶起，消除钢桁梁的下挠度，将滑块重新安装后继续拖拉前移。若采用这种普通的施工方法时间长、工序多，不利于快速拖拉跨越京广铁路。本课题组对方案多次论证和研讨，采用在钢桁梁两侧主桁的前端各焊接一个鼻梁，用来安装千斤顶消除钢桁梁挠度。这样在钢桁梁前端的E0滑块未上滑道时，前端的鼻梁已经在滑道上方，这样可鼻梁下方安装千斤顶，千斤顶下设置MGB滑板，千斤顶起顶消除钢桁梁挠度后，继续拖拉钢桁梁，使千斤顶在滑道上随钢桁梁一起滑移，直至钢桁梁前端的E0滑块全部移至滑道梁上，便可以卸载千斤顶使E0滑块重新落在滑道上。这种方案节省了拆除和安装滑块的时间，且千斤顶也可以提前进行安装，只需要钢桁梁到位后启动千斤顶便可。4.2消除钢桁梁下挠度的施工技术鼻梁采用钢板焊接成整体，焊接在钢桁梁前端的主桁上，伸出主桁50cm，高出钢桁梁底部62cm。鼻梁与钢桁梁主桁的腹板采用坡口焊接，坡口悍必须融透，质量等级达到二级，角缝焊外观质量标准达到三级。如下图48所示：图48鼻梁设计图图49鼻梁图（1）鼻梁受力计算根据设计图纸鼻梁主要受力构件由两块焊接于钢梁端部的钢板构成，焊缝形式为三面围焊，焊缝高度hf=16mm，计算时焊缝有效高度为11.2mm。根据表2计算结果知，鼻梁处最大起顶反力为156.3t，鼻梁起顶中心距焊缝中心间的水平距离为490mm。则鼻梁焊缝为剪扭焊缝，其中剪力为156.3t，扭矩，焊缝截面特性如下：。则：则有：综上所述鼻梁受力满足要求。（2）施工操作流程：①封锁京广铁路上下行40分钟，用水平千斤顶拖拉钢桁梁向56#墩方向前进，待钢桁梁前端鼻梁上滑道梁A；在滑道梁上鼻梁下方布置200t竖向千斤顶及其下方MGB滑板。如下图50所示：图50②将鼻梁下方的200t千斤顶竖向顶起顶，消除钢桁梁前端挠度。如下图51所示：图51③然后水平千斤顶拖拉钢桁梁前进1.5m，使E0下方滑块整体上滑道梁A。最后逐步卸载千斤顶，让E0滑块受力。如下图52所示：图524.3技术总结108m钢桁梁材料采用该施工技术，既有线解决了钢桁梁前端挠度的问题，又能使钢桁梁前端E0滑块尽快上滑道梁，减少了钢桁梁悬空的时间，使结构稳定受力。通过该施工技术的研究，为108m钢桁梁快速拖拉跨越京广铁路提供有力的保障，实现了钢桁梁由悬空状态到支撑稳定状态的快速转化，比普通的施工方法提前了一个铁路封锁天窗点的时间。5、重载铁路钢桁梁跨越繁忙铁路干线快速拖拉的施工技术。5.1拖拉系统设计思路拖拉系统主要由TX200LJ型张拉连续千斤顶配合上海同新机电公司的2台TX-2×40P液压泵站，以及拖拉分配梁、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L7#立柱上方的C滑道梁端部，与滑道梁焊接为整体，滑道梁支顶在57号墩垫石上。钢绞线采用10-φ15.2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，在横桥向对称布置，锚固点位于钢梁E0’E2’节间桥面板第二和第三个横梁处，锚固点用工字钢做剪刀撑加固处理，钢梁总重1980t，水平拖拉钢梁时取锚固点最大锚固力共200t，钢梁锚固点布置如图53所示：图53拖拉系统设置图采用MGB板与不锈钢的摩擦系数为0.04，所需的拖拉力为2000*0.04*1.1=88吨；因此采用两台125吨连续千斤顶完全满足要求。每根7φ5钢绞线按135kn设计，单侧用抗拉强度1860Mpa的9-7φ5钢绞线；拉力为121.5t，大于钢桁梁摩擦力，满足拖拉要求。图54拖拉系统施工图5.1牵引连续千斤顶工作原理牵引系统主要由连续牵引油缸、液压泵站、主控制器和传感器组成。液压泵站通过高压油管与连续牵引油缸连接，为顶推施工提供动力；传感器将连续牵引油缸的行程和载荷数据反馈给主控制器，主控制器根据同步PID算法计算并发送控制指令给液压泵站，控制各种电磁阀和比例阀的动作，从而实现同步牵引。图55牵引系统工作示意图（1）连续牵引油缸TX200LJ工作原理图56TX200LJ外形尺寸图图57TX200LJ三维图如上图所示，其工作原理是利用上下两个锚具、上下两个主油缸的动作配合，实现无间断拖拉，工作步骤如下：初始位置——上部锚具夹紧，下部锚具松开——上部主油缸伸缸，下部主油缸缩缸——上部油缸伸缸到位——下部锚具紧——上部锚具松开——下部主油缸伸缸，上部主油缸缩缸——下部主油缸伸缸到位——回到初始位置，继续下一个循环。如此往复循环，即可实现连续拖拉。下降的原理与上升的原理类似。牵引油缸参数如下表：表5序号项目单位性能指标序号项目单位性能指标1公称张拉力kN20006外形尺寸mm510×510×23552公称油压MPa257质量kg15003张拉活塞面积m28.0×10-28活塞行程mm2504回程活塞面积m24.5×10-29钢绞线根数根195穿心孔径mmΦ19010钢绞线规格mm1×7-15.24-1860（2）液压泵站根据顶推施工要求，我们配套了2台TX-2×40P的液压泵站。液压泵站为液压油缸提供动力，并且根据控制系统的指令实现不同动作，不同速度的调控和组合。图58液压泵站液压泵站主要包括：油箱，阀组，管路，雨罩和就地控制柜。油箱的作用是储油，并且对液压油进行过滤和冷却；阀组将各种液压元件组合起来，实现预定功能；管路将不同的阀组连接起来；雨罩起到防雨和防护功能；就地控制柜接受主控制计算机的指令并且做出相应的执行动作。液压泵站主要参数：额定功率：50KW；额定压力：25MPa；额定流量：2×40L/min；重量：3t；外形尺寸（长×宽×高）：1.1m×1.1m×1.8m液压泵站的特点a、先进的电液比例控制技术通过电液比例控制技术，实现液压提升中的同步控制，控制精度高；在苏通长江公路大桥南主塔墩钢吊箱整体下放工程中，共布置12个同步下放点，使用40台提升油缸，应用电液比例控制技术，各点之间的同步控制精度在±1mm内。b、载荷保护在现有的液压系统中，专门设计了对每台油缸的载荷保护，使整体提升更加可靠安全。c、清晰的模块化设计针对不同工程的使用要求，综合考虑液压系统的通用性、可靠性和自动化程度；在不同的工程使用时，由于设备布置和使用要求不尽相同，为了提高设备的通用性，泵站液压系统的设计采用模块化结构。d、主要液压元件德国进口现有的液压泵站中，关键的液压元件如泵、比例阀等均采用德国产品，极大地提高了液压系统的可靠性。e、双泵、双主回路和双比例阀系统实现连续提升、连续下降和大流量驱动。（3）控制器及传感器①传感器技术锚具状态传感器：检测提升油缸的锚具状态（锚具“松”或锚具“紧”），通过现场总线将锚具状态信号传递给主控计算机。压力传感器：测量提升油缸的工作压力，反映提升油缸的提升或下降负载；采用的压力传感器为德国进口，测量精度为千分之五。油缸行程传感器：用于实时测量提升油缸在0～250mm内的行程，测量误差为0.25mm；本传感器主要元件日本进口。②控制器技术应用国外高级汽车技术中的CAN-BUS总线技术开发的现场实时网络控制系统，相比传统的集中控制系统，这种分散式的实时网络控制系统，具有如下优点：a、系统简化，各点之间仅3根控制连线；b、控制点多，控制点数可达200个，控制距离可达数千米；c、实时性好，反应速度快；d、控制精度高，系统工作可靠。（4）控制牵引千斤顶同步工作原理根据顶推施工要求，采用“位置同步，载荷跟踪”的控制策略，通过各个油缸的反馈行程数据，进行同步调节。在顶推过程中，设定某一牵引点为主令点，其余点为跟随点。根据用户希望的顶推速度设定主令点的比例阀电流恒定，进而主令点液压泵站比例阀开度恒定，连续提升油缸的伸缸速度恒定，主令点以一定的速度牵引。其余跟随点通过主控计算机分别根据该点同主令点的牵引位移来控制这点牵引速度的快慢，以使该跟随点同主令点的位置跟随一致。现场网络控制系统将各传感器的位移信号采集进主控计算机，主控计算机通过比较主令点同每个跟随点的位移得出跟随点同主令点的距离差。如果某跟随点与主令点的距离差为正，表示跟随点的位移比主令点大，说明该跟随点的连续提升油缸速度快，计算机在随后的调节中，就降低驱动这点连续提升油缸的比例阀控制电流，减小比例阀的开度，降低连续提升油缸的牵引速度，以使该跟随点同主令点的位移跟随一致。反之，如果某跟随点比主令点慢了，计算机控制系统就调节该点的连续提升油缸伸缸快一些，以跟随上主令点，保持位移跟随一致。为了保证牵引过程中的位移同步，系统中还设置了超差自动报警功能。一旦某跟随点同主令点的同步距离差超过某一设定值，系统将自动报警停机，以便检查，通过手动干预调节。5.2牵引速度计算根据牵引点具体连续平转油缸的布置和牵引力情况，在每个牵引点分别布置1台2×40升双比例液压泵站，共使用2台泵站。最大牵引速度计算：液压泵站的额定流量为：2×40L/min，其中供给单个主油缸的流量为40L/min。根据上述200吨提升油缸的性能参数中，张拉油缸活塞面积为8.0×10-2m2，回程活塞面积为4.5×10-2m2。油缸活塞行程为250mm。则牵引速度为：空载回程速度为：其中，为液压泵站的工作效率，取。连续牵引油缸的工作特点如上所述，在上主油缸牵引时，下主油缸回缩到位；当上主油缸牵引到顶时，下主油缸开始牵引。通过上下主油缸的循环交替牵引，可以实现连续工作。因此，最大牵引速度即为。由于采用2套连续牵引油缸实现同步牵引施工，采用同步调节算法实现同步控制。主令点一般不按照最大速度设定，否则会出现从令点无法跟随的情况，主令点设置为最大速度的75%。因此，平均牵引速度为。5.3技术总结通过对本拖拉技术的研究，对拖拉的牵引设备进行改造，引进了上海同新机电公司的大型TX-2×40P的液压泵站，通过加大了千斤顶的输油流量，配合专用的电子控制设备，从而使牵引千斤顶的伸缩缸速度加快，使拖拉的理论速度达到了18m/h。由于拖拉过程中处理纠偏问题的时间耽误，在钢桁梁实际拖拉过程中，千斤顶每个行程为22.5mm，每个行程用时为55-70秒之间，实际的牵引速度一般都在12m/h。比国内其他钢梁牵引速度提高了4米，最终本项目只使用了7封锁天窗点便完成钢桁梁拖拉跨越京广线的任务，比计划少用了6个封锁天窗点。减少跨越京广铁路的封锁要点时间和次数，避免了钢桁梁在京广铁路上方的长时间悬空停留，提前完成钢桁梁拖拉施工。可作为同类桥梁拖拉工程的施工借鉴。技术鉴定材料之四重载铁路大跨度钢桁梁跨越繁忙干线拖拉施工技术技术规程中铁二十一局集团公司二○一三年八月技术规程1、《道砟桥面双线下承式简支钢桁梁》（跨度108m）图号：专桥（2010）0123-Ⅳ2、《郑州铁路局营业线施工安全管理补充办法》（郑铁办[2011]62号）3、《郑州铁路局营业线施工及安全管理实施细则》（郑铁办[2008]237号）4、《铁路桥涵工程施工质量验收标准》（TB10415-2003）5、《铁路混凝土工程施工质量验收标准》（TB10424-2010）6、《客货共线铁路桥涵工程施工技术指南》（TZ203-2008）7、《铁路混凝土工程施工技术指南》（铁建设[2010]241号）8、《铁路钢桥制造规范》(TB10212-2009、J941-2009)9、《铁路工程测量规范》（TB10101-2009）10、《建筑钢结构焊接技术规程》(JGJ81-2002)11、《钢结构施工及验收规范》（GB50205-2001）12、《铁路钢桥保护涂装及涂装供货技术条件》(TB/T1527-2011)13、《铁路钢桥高强度螺栓连接施工规定》（TBJ214-92）14、《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》(GB/T1228～1231-91)15、《铁路桥涵工程施工安全技术规程》（TB10303-2009）16、《铁路工程基本作业施工安全技术规程》（TB10301-2009）17、《铁路桥涵地基和基础设计规范》（TB10002.5-2005）18、《钢结构设计规范》（GB50017-2003）；19、《混凝土结构设计规范》（GB50010-2002）；20、《铁路桥涵设计基本规范》（TB10002.1—2005）；21、《铁路桥梁钢结构设计规范》（TB10002.2-2005）；

技术鉴定材料之五重载铁路大跨度钢桁梁跨越繁忙干线拖拉施工技术检测报告中铁二十一局集团公司二○一三年八月

一、108m道砟桥面双线下承式简支钢桁梁拖拉架梁施工检算

二、山西中南部铁路通道108m钢桁梁架设拖拉支架计算书

1、工程概述山西中南部铁路通道1-108m双线道砟桥面简支钢桁梁，位于正线跨南水北调及京广线特大桥56#-57#墩，横跨既有京广铁路及107国道，1-108m钢桁梁在DK666+693处跨越京广铁路，京广线里程为K515+990，与京广线走向的夹角为80°（逆时针），京广线两侧均有隔离网。在DK666+744处跨越107国道，107国道里程为K581+073，107国道为双向四车道，路宽16m，与线路走向夹角为80°（逆时针）。根据现场实际情况，经多个方案的安全和经济比选，确定108m钢桁梁架设方案采用异位整体拼装，通过拖拉至设计位置，再起顶落梁完成施工。1-108m钢桁梁采用无竖杆整体节点平行弦三角桁架体系，计算跨度108m，全长109.5m，桁高14.5m，主桁中心距12.8m，节间长度12m。如图1所示：图11-108m钢桁梁计算简图（单位：mm）主桁上下弦截面均采用焊接箱型断面，上下弦杆内高1500mm，内宽均为800mm。上下弦主桁采用全截面拼接。钢桁梁架设所包括的大临设备主要分为57＃～61＃墩之间的钢桁梁拼装支架和56#～57#墩之间的拖拉支架，滑道梁等。56#～61#墩之间的拼装支架不在本计算检算范围以内，以下将不再展开说明。拖拉支架初步布置图如图2所示，滑道梁倒用青戈江钢箱梁，材质为Q345B,箱梁高1524mm，宽700mm，顶底板厚28mm，腹板厚26mm；拖拉支架钢管立柱采用φ820×10mm钢管，连接系采用φ426×6mm和φ273×6mm钢管,钢管材质均为Q235B；从56#～57#墩拖拉支架立柱编号分别为L1#～L8#,其中L1#和l8#钢管立柱直接支承于承台上，L3#、L7#立柱采用扩大基础，其余立柱基础均采用φ1.0m钻孔桩基础。钢梁在异位处拼装完成、拖拉过程中及拖拉至设计位置分别如图2～图4所示：图21-108米钢桁梁异位拼装完成（单位：mm）图31-108米钢桁梁拖拉过程中（单位：mm）图41-108米钢桁梁拖拉至设计位置（单位：mm）2、设计依据1）山西中南部铁路通道1-108m双线道砟桥面简支钢桁梁设计文件和施工组织设计；2）《钢结构设计规范》（GB50017-2003）；3）《混凝土结构设计规范》（GB50010-2002）；4)《铁路桥涵设计基本规范》（TB10002.1—2005）；5)《铁路桥梁钢结构设计规范》（TB10002.2-2005）；6)《铁路桥涵地基和基础设计规范》（TB10002.5-2005）；3、结构设计计算3.1设计荷载拖拉支架及滑道梁主要承受钢梁自重、拖拉过程中的水平力及钢梁横桥向风荷载。由于支架高度较小，本计算暂不考虑支架的风荷载。在计算拖拉支架时，拖拉钢梁产生的水平力按竖向反力的0.1倍计算。3.1.1钢梁自重两桁钢梁按钢梁设计图纸进行统计，其总重量为1880.4t，如下表所示。钢桁梁材料统计表表1名称重量(t)名称重量(t)名称重量(t)下弦杆413.5桥面板562.6上平联55.6上弦杆292.9端桥门架19.6拼接板136.5斜杆314.7中桥门架35高强度螺栓503.1.2钢梁横桥向风荷载根据《铁路桥涵设计基本规范》(TB10002.5—2005)，风荷载强度可按下式计算：式中——风荷载强度(Pa)；——基本风压值(Pa)，按8级风速，；——风载体形系数，取；——风压高度变化系数，取离地面或常水位高度30m对应的系数；——地形、地理条件系数，按湖面、水岸地区，取值。根据上述公式及系数取值，风压强度计算如下：钢桁梁迎风面积：钢桁梁承受风载为：风载按节点荷载加载于滑道梁上。3.2钢梁拖拉支反力计算按主桁设计方案图，按施工步骤建立钢梁模型，根据计算统计，钢梁自重1880.4t，根据各施工阶段计算结果，钢梁在拖拉过程中各支点反力如表2所示；各施工阶段钢梁支点反力值表2单侧支点反力（单位：t）钢梁总重施工阶段E0E2E4E6E8E8'E6'E4'E2'E0'拼装完成50.6109.2103104.4107.1107.1104.3102.9108.150.81895开始滑移47.6109.4103104.3106105.9100.591.1179.6——1894.8滑移12m——180.691.2100.6105.9106104.3102.9108.347.71895滑移24m————33664.2100.799.8104.1102.7109.530.41894.8滑移36m156.3————217.499.7107.8104.210310851.11895滑移48m18.3252.8————211.897.9105.1102.7108.250.61894.8滑移60m——158.7218.7————218.794.8103.5108.345.71896.8滑移72m————318.5180.8————218.593.4110.325.81894.6滑移84m153.8————208.2214.2————230.6101.239.41894.8滑移96m18.1253.1————203.1203.1————251.918.21895滑移108m46.6105.6166.6——16099155.9——173.140.61894.83.3拖拉支架计算56#～57#墩之间拖拉支架可以分解为三个独立的支架，即L1#～L3#、L4#～L6#、L7#～L8#分别为三个独立的支架，加载时共分为三个工况，分别考虑滑道梁及钢管立柱的最不利受力情况，及分别将钢梁传递给各支架的最大支点反力加载至滑道梁跨中和钢管立柱顶。三个工况及荷载组合情况详细叙述如下：工况一：根据表2中计算结果，当滑移96m时，且E2节点位于L2#～L3#柱顶滑道梁跨中时，L1#～L3#柱顶段滑道梁受力最为不利；当滑移72m时，且E4节点位于L4#～L5#柱顶滑道梁跨中时，L4#～L6#柱顶段滑道梁受力最为不利；当滑移24m时，且E4节点位于L7#～L8#柱顶滑道梁跨中时，L7#～L8#柱顶段滑道梁受力最为不利。工况二：根据表2中计算结果，当滑移96m时，且E2节点位于L2#柱顶滑道梁跨上时，L1#～L3#立柱及分配梁受力最为不利；当滑移72m时，且E4节点位于L5#柱顶滑道梁上时，L4#～L6#立柱及分配梁受力较为不利；当滑移24m时，且E4节点位于L8#立柱顶滑道梁上时，L7#～L8#立柱及分配梁受力较为不利。工况三：根据表2中计算结果，当滑移84m时，且E0节点位于L3#柱顶滑道梁跨上时，L1#～L3#立柱及分配梁受力最为不利；当滑移72m时，且E4节点位于L4#柱顶滑道梁上时，L4#～L6#立柱及分配梁受力较为不利；当滑移24m时，且E4节点位于L7#立柱顶滑道梁上时，L7#～L8#立柱及分配梁受力较为不利。荷载组合：钢梁的自重反力+拖拉水平力+横桥向风荷载。荷载均按节点荷载施加于滑道梁上，同时假定单个水平顶最大张拉力为100t，根据设计图纸，该荷载直接传递至L7#～L8#柱顶滑道梁。根据拖拉支架的实际约束情况，在MIDASCivil中建立空间整体模型如图5所示：图5拖拉支架及滑道梁模型图3.3.1工况一计算结果在工况一的荷载条件下，拖拉支架的加载模型及计算结果如图6～图12所示：图6工况一模型加载图（单位：t）图7工况一滑道梁应力图图8工况一分配梁应力图图9工况一钢管立柱及连接系应力图图10工况一拖拉支架纵桥向位移图图11工况一拖拉支架横桥向位移图图12工况一拖拉支架竖向位移图由图6～图12知，在工况一的荷载条件下，滑道梁最大应力为为186MPa，柱顶分配梁最大应力为153MPa，钢管立柱及连接系的最大应力为113MPa；拖拉支架最大纵桥向位移为6mm，最大横桥向位移为5mm，最大竖向位移为14mm。滑道梁材质为Q345B,允许应力240MPa；分配梁、钢管立柱及连接系材质为Q235B，允许应力170MPa。综上所述在工况一的荷载条件下拖拉支架的应力、位移满足要求。3.3.2工况二计算结果在工况二的荷载条件下，拖拉支架的加载模型及计算结果如图13～图19所示：图13工况二模型加载图（单位：t）图14工况二滑道梁应力图图15工况二分配梁应力图图16工况二钢管立柱及连接系应力图图17工况二拖拉支架纵桥向位移图图18工况二拖拉支架横桥向位移图图19工况二拖拉支架竖向位移图由图13～图19知，在工况三的荷载条件下，滑道梁最大应力为为57MPa，柱顶分配梁最大应力为154MPa，钢管立柱及连接系的最大应力为113MPa；拖拉支架最大纵桥向位移为6mm，最大横桥向位移为6mm，最大竖向位移为8mm。滑道梁材质为Q345B,允许应力240MPa；分配梁、钢管立柱及连接系材质为Q235B，允许应力170MPa。综上所述在工况二的荷载条件下拖拉支架的应力、位移满足要求。3.3.3工况三计算结果在工况三的荷载条件下，拖