某黄河铁路特大桥跨堤钢桁梁拼装方案选定.doc

某黄河铁路特大桥跨堤钢桁梁拼装方案选定 摘要:新建铁路山西中南部通道工程，选定在将军渡以特大桥跨越黄河，该桥为全线控制性工程之一。为保护黄河防汛大堤，设计采用1孔128m下承式简支钢桁梁直接通过。以此典型工程实例，主要介绍了钢桁梁结构、施工环境条件、4个施工方案及其比选研究和选定方案施工要点等关键内容。可为今后同类工程施工提供参考与借鉴。 关键词: 黄河 铁路桥 跨大堤 钢桁梁 拼装 方案 选定 1.概况 1.1.工程简述 新建山西中南部铁路通道工程，是连接河南台前与山东梁山间的铁路主干线。设计为国家铁路Ⅰ级干线、双线重载铁路、设计荷载为 中-活载 中-30、设计时速为120km/h，是我国第一条重载铁路。线路在将军渡处以特大桥跨越黄河，该黄河特大桥系全线控制性工程之一，其桥跨总体布置为74孔32m铁路预应力混凝土简支T梁+1孔128m铁路下承式栓焊简支钢桁梁+7孔48m铁路预应力混凝土简支箱梁+1孔100m铁路下承式栓焊简支钢桁梁+10孔128m铁路下承式栓焊简支钢桁梁+50孔48m铁路预应力混凝土简支箱梁+1孔128m铁路下承式栓焊简支钢桁梁+81孔32m铁路预应力混凝土简支T梁+3孔24m铁路预应力混凝土简支T梁+7孔32m铁路预应力混凝土简支T梁,起点里程为DK842+570.83，终点里程为DK852+498.23，全长为9927.4m。全桥共计13孔铁路下承式栓焊简支钢桁梁，222孔铁路预应力混凝土简支梁（其中T梁165孔、箱梁57孔）。桥梁在143～144号墩跨间采用单孔128m铁路下承式栓焊简支钢桁梁跨越黄河南大堤，如图1所示。黄河南大堤是黄河一级防汛干堤，堤顶公路面宽约7m，是防汛和当地交通要道。堤顶与堤脚高差近10m，坡度大约为1：3。143号墩在南大堤北侧，距离大堤坡脚大约16m左右；144号墩在南大堤南侧，位于黄河南大堤淤背区，请详见图1。 跨南大堤128m铁路下承式栓焊简支钢桁梁，设计采用三角形桁架，两片主桁结构；两主桁中心距即桁宽为12.8m，桁高16.0m，节间长16m，共8个节间。采用整体节点，节点外拼装；杆件最大重量为52吨。 图1 跨黄河南大堤钢桁梁立面布置示意 1.2.施工场地与环境 黄河南大堤北侧是大堤斜坡体，无法直接作为施工场地；大堤南侧为防洪需要设置的一个淤背区，淤背区地势较为平坦。桥址区下游处有一条既有乡村公路可以到达现场，故而桥位下游处南北向宽约60m，东西（上下游）向宽约50m范围内的淤背区可以利用；但场地仍显狭小，如图2所示。考虑到1孔钢桁梁仅有8个节间，杆件数量不多，施工量不大，所以桥位处不宜设置钢桁梁杆件预拼场，可直接利用黄河边主桥钢桁梁预拼场，将本孔钢桁梁杆件预拼好后直接使用运梁平板车通过黄河大堤运至桥位处拼装架设。钢桁梁安装施工期间大堤上既有公路必须保持安全通行；黄河南大堤为防汛一级干堤，为保证汛期大堤安全，严禁施工时对大堤产生过大扰动。经主动与当地河务局进行沟通，河务局要求：尽量不扰动大堤，如果万不得已产生扰动，则需要采取相应的防范补救措施；但防范补救措施要求甚高，不仅工程量大、工期长；而且在工期和投入上都远远超出了预期；因此要求我们在后续施工方案优化研究中宜尽量考虑不扰动大堤，也即不选用采取开挖和实施打入桩的施工方案。由此可见，特殊的施工环境条件给钢桁梁拼装施工带来了如下制约：一是施工场地狭小，不宜设置预拼场，给钢桁梁杆件和材料存放造成不便，也给大型机具设备使用设置了障碍；二是既有堤顶公路及乡村道路应保持通行，安全风险较高，给施工安全保障提出了更高要求；三是黄河防汛大堤需特殊保护，不得随意扰动，给支架等临时施工设施设置与施工带来困难。 图2 跨黄河南大堤桥址平面布置示意 2.钢桁梁拼装施工方案 2.1.钢桁梁拼装施工方案概述 根据目前国内外桥梁施工技术的发展，钢桁梁安装施工常规方案主要有：1）支架施工方案，该方案具有结构受力明确、布置简洁、施工方便、安全风险小及钢桁梁线形调整工作简单等优点；但需投入的支架等临时设施多，受地面障碍制约及地基需要加固处理等不利因素。依据支架的布置方式不同，该方案又可分为满布支架和部分支架施工法。2）悬臂施工方案，此方案具有越过地面障碍、施工平台及支架等临时设施投入少等突出优势；但也存在安全风险较高，钢桁梁落梁与线形调整难度大等缺点。悬臂施工有全悬臂和半悬臂之分[3]。3）顶推或拖拉施工方案[4]，该方案具有钢梁杆件集中拼装、施工管理方便及无需大型机具设备等优点；但也有着需施工平台及滑道等临时设施投入多、钢桁梁顶推控制与线形调整频繁等不利之处。顶推施工又分为单点顶推和多点顶推。当然，钢桁梁安装还有整孔架设、浮运和浮拖等施工方案；但是很明显不太适合本工程，在此不作详述。 3.钢桁梁拼装施工方案选定 综上所述，并针对本工程客观实际，可初步拟