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[摘 要]支架承载钢桁梁跨运河浮托架设施工工法适用于大跨度简支且跨航道的钢桁梁铁路桥。当主梁跨越航道以及其它不方便搭设支架的河道、且不易使用縱向拖拉就位的施工方法时，可使用此工法。随着国家铁路建设的飞跃发展，施工现场受场地限制的情况越来越多，因此该工法的应用前景十分广阔。
[关键词]支架承载 钢桁梁 跨航道 浮托架设
中图分类号：U445.4 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）43-0358-02
在我国，尤其是改革开放以后，桥梁施工中受桥位附近施工场地限制，无法采用在支架上原位拼装和导梁拼装等传统施工方法的情况越来越多，为了满足实际施工的需要，通过分析如泰运河1-80米钢桁梁桥梁施工中的实际情况，不断优化施工方案，成功地形成了一种全新的钢桁梁施工方法，并得到了实践的检验。
一、工程概况
桥梁位于江苏省南通市如皋市，跨如泰运河，如泰运河是南通市航道网规划的五级航道，规划通航净宽要求≥60m，通航净高≥5.5m，设计最高通航水位为3.04m，设计最低通航水位为1.24m，桥梁法线与航道中心线夹角为22°，为满足航道规划的通航要求，设计主跨采用1—80m双线有砟钢桁梁，梁全长为82m，桁高为11.6m，桁宽为11.8m，总重1016t。
本钢桁梁为无竖杆整体节点平行弦三角桁架下承式钢桁梁，节间长度为10m，桁高为11.6m，主桁节间设置人行道栏杆。
二、施工方法简介
本桥需跨航道，受航道及桥位附近施工场地及地形影响，且钢桁梁自重较大，无法采用在支架上原位拼装且不易采用导梁拼装或采用船舶作为浮体拖拉架设的传统施工方法，经全面分析该桥情况，最终采用拆卸、运输方便的浮箱支架承载钢桁梁跨运河浮托顶推架设的施工方法。
首先在梁端路基空地上拼装钢桁梁，利用顶推小车及浮箱浮托的施工方法，由四大系统组成，即岸上滑道系统、浮箱支架系统、顶推系统、方向控制系统。施工流程为：施工拼装场地及走行轨道基础--拼装钢桁梁--安装顶推小车及轨道--安装水上浮运支托系统--钢桁梁体系转换--钢桁梁浮托至设计位置--钢桁梁落梁就位及支座安装--桥面附属工程施工--拆除浮箱。
三、施工方法
（一）顶推小车的选型
由于钢桁梁全部重量直接作用在顶推小车上，因此对于顶推小车的性能要求较高。顶推小车要满足承受钢桁梁重量的要求，同时还要满足与走行轨摩阻力的要求。根据工程实际，选用500t顶推小车，该顶推小车满足钢梁自重要求。
（二）走行轨道的选型
顶推小车走行轨道要选择强度较高的轨道，普通的轨道不能满足钢桁梁承载力的要求，在走行过程中容易断轨，造成顶推小车无法继续顶推。根据现场条件和计算结果选择P50钢轨。
（三）浮箱支架系统设计
浮箱支架系统是钢桁梁浮托施工时的主要受力构件，且浮托支架为钢桁梁浮托时支撑钢梁的一部分，施工前应根据需浮托的重量确定其结构形式和尺寸，尽量选用重量轻、受力良好的结构形式和材料，以减小浮托系统本身的重量，并经过严格受力工况计算。
四、施工操作要点
（一）钢桁梁拼装
拼装梁段时在符合组拼成闭合三角形几何稳定体系前提下，按照下弦杆、桥面系、腹杆、上弦杆、上横联、上平联的顺序拼装，且两侧桁架杆件对称拼装，较长杆件应避免处于悬臂状态。每拼装完成一个节间或一孔梁应即检测调正其位置和预拱度，避免误差累积过大而无法调整。
（二）岸上滑道系统施工
岸上滑道系统由2组钢轨组成，每组采用2根P50钢轨，每根长82m，钢轨与钢轨之间采用夹板与螺栓进行连接。连接之前要对钢轨进行打孔，禁止用气割割孔，以免造成钢轨的脆化，在顶推过程中使钢轨断裂。
浇筑轨道基础之前首先要对地基进行处理，防止局部出现过大沉降，后再浇筑混凝土基础，预埋钢板。为保证钢轨底面与混凝土贴合密实，在钢轨的轨道位置预留深2cm、宽20cm的槽口，待混凝土强度达到70%时，安装钢轨滑道，钢轨顶面标高调整好后，利用自流平灌浆材料对预留的槽口进行灌浆。（图1）
（三）浮箱支架系统施工
浮箱支架系统由上下两部分组成，下部为36个小浮箱组拼而成的浮体结构，单个中-60浮箱尺寸为：6m*3m*2m，浮箱组外形尺寸为36m*18m*2m，自重186t。上部由6.8m高的钢构件支架（包括垫梁、钢管、高墩杆件）构成，自重90t。
浮箱在拼装之前要安排专人进行浮箱的检查并试用，如出现漏水及时整修。浮箱与浮箱之间采用螺栓连接，水下螺栓连接时为保证浮箱组拼组顺利，拼组处进行清淤处理，保证水深在1.3m左右（便于潜水员操作拼装），浮箱拼装成一个整体后用缆绳将浮箱带好固定在岸上的地龙上，并在浮船边沿贴反光纸，防止夜间船只碰撞。
钢构件支架的高度由施工时的水位确定，确定封航浮托时间后，安排专人对运河水位每日监控做好记录，并结合近几年运河同时间段的水位情况确定支架高度。支架高度确定后采购相关材料并进行加工安装。
（四）浮箱组试拖
为了保证钢桁梁浮托顺利，浮托之前要进行浮箱组试拖。根据计算求得干舷高度为63cm，因此在各浮箱内注入压舱水使其干舷高度控制在63cm左右、查看浮箱密闭性，用方向控制设备牵引，沿大桥中线，全程拖拉一个往返。拖拉过程中及时复核标高，在浮墩上设监控人员，专门监测浮船干弦高度，将各个方向干弦高度误差控制在5cm以内，确认河道水深符合要求，调整浮箱组水平，做好浮托钢梁的准备。
（五）浮箱注、排水
采用水泵对浮箱均匀进行注、排水，以满足完成顶托梁的要求。如泰运河浮箱有36个，浮箱上压重为508t，压舱水为32.4t（按5cm计），为了确保浮体承载力，注水550t。每个浮箱注水85cm，保证浮箱组进入梁下后抽水能够将钢梁顶起。现场准备20个水泵（8台备用），注水时采用12个等功率水泵对称注入。注水时为了保证浮体平衡，将浮箱分成三组分别注水。具体分法如下： 浮体分成三组，每组12个浮箱，采用12台水泵，先将第一组浮箱同时注水，注完后进行第二组浮箱注水；第二组注完后再进行第三组注水，直到浮箱水注完。
排水为注水的反过程。
（六）钢桁梁浮托：钢桁梁浮托分为七步，步骤如下：
第一步： 首先将小车放置到EO’与E3节点，利用顶推系统进行顶推。
第二步：浮箱注水后，利用浮箱上的锚机牵引浮箱就位，顶推钢桁梁使浮墩顶部支点中心位于钢梁E0节点下方。然后对浮箱抽水，使浮墩将钢梁托起。
第三步：继续利用顶推系统顶推钢梁前行11m，此时停止顶推，将钢梁E3、E4节点支垫稳固。然后再对浮箱进行注水，使浮墩与E0节点脱离。
第四步：将浮箱牵引至E1节点正下方，对浮箱抽水，使浮墩再次将钢梁托起。
第五步：连续顶推钢梁，使浮箱到达对岸1号墩。然后对浮箱注水，使钢梁E0节点落在5号临时支墩和1号墩墩顶设置的滑道小車上。
第六步：对浮箱继续注水直到脱空，将其移到岸边。然后继续顶推钢梁，直到E0节点到达支座中心位置。
第七步：利用在支座垫石上设置的千斤顶将钢梁顶起，在垫石前方的墩身顶面搭设支点，将钢梁落在支点上，完成浮托架设。
五、经济效益和社会效益：
（一）经济效益
导梁及压重材料租赁费用较高，且组装时间较长。而浮箱租赁费用相对较少且组装简单、使用方便，可节省施工费用及工期，获得较好的经济效益。
（二）社会效益
本桥采用在梁端路基空地上拼装，利用顶推小车及浮箱浮托的施工方法，不会影响既有航道的通航安全，避免长时间封航施工，增加施工效率。同时浮箱浮托减少了与钢桁梁的连接及配重的增加，避免了钢桁梁的受损，减少额外重量，比较轻便灵活。
六、结语
此方法是根据实际施工条件所创，科学实用，特别适用于类似桥梁的施工。本工程钢桁梁施工既满足了工期要求，又保证了安全、质量目标，对施工现场具有一定指导意义，随着时间的推移，相信这一施工方法在今后将得到广泛的应用。
参考文献
[1]张云昭.浮托顶推法架设64m钢桁梁技术[J].铁道工程学报，2011，28（03）：58-63
[2]汤德强， 隋永兴， 陈汉衡，等.浮托顶推架设钢桁梁施工方法：， CN101560752[P]. 2009.
作者简介
刘佳（1984年11月），男，汉族，陕西宜川人，工程师。
[关键词]支架承载 钢桁梁 跨航道 浮托架设
中图分类号：U445.4 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）43-0358-02
在我国，尤其是改革开放以后，桥梁施工中受桥位附近施工场地限制，无法采用在支架上原位拼装和导梁拼装等传统施工方法的情况越来越多，为了满足实际施工的需要，通过分析如泰运河1-80米钢桁梁桥梁施工中的实际情况，不断优化施工方案，成功地形成了一种全新的钢桁梁施工方法，并得到了实践的检验。
一、工程概况
桥梁位于江苏省南通市如皋市，跨如泰运河，如泰运河是南通市航道网规划的五级航道，规划通航净宽要求≥60m，通航净高≥5.5m，设计最高通航水位为3.04m，设计最低通航水位为1.24m，桥梁法线与航道中心线夹角为22°，为满足航道规划的通航要求，设计主跨采用1—80m双线有砟钢桁梁，梁全长为82m，桁高为11.6m，桁宽为11.8m，总重1016t。
本钢桁梁为无竖杆整体节点平行弦三角桁架下承式钢桁梁，节间长度为10m，桁高为11.6m，主桁节间设置人行道栏杆。
二、施工方法简介
本桥需跨航道，受航道及桥位附近施工场地及地形影响，且钢桁梁自重较大，无法采用在支架上原位拼装且不易采用导梁拼装或采用船舶作为浮体拖拉架设的传统施工方法，经全面分析该桥情况，最终采用拆卸、运输方便的浮箱支架承载钢桁梁跨运河浮托顶推架设的施工方法。
首先在梁端路基空地上拼装钢桁梁，利用顶推小车及浮箱浮托的施工方法，由四大系统组成，即岸上滑道系统、浮箱支架系统、顶推系统、方向控制系统。施工流程为：施工拼装场地及走行轨道基础--拼装钢桁梁--安装顶推小车及轨道--安装水上浮运支托系统--钢桁梁体系转换--钢桁梁浮托至设计位置--钢桁梁落梁就位及支座安装--桥面附属工程施工--拆除浮箱。
三、施工方法
（一）顶推小车的选型
由于钢桁梁全部重量直接作用在顶推小车上，因此对于顶推小车的性能要求较高。顶推小车要满足承受钢桁梁重量的要求，同时还要满足与走行轨摩阻力的要求。根据工程实际，选用500t顶推小车，该顶推小车满足钢梁自重要求。
（二）走行轨道的选型
顶推小车走行轨道要选择强度较高的轨道，普通的轨道不能满足钢桁梁承载力的要求，在走行过程中容易断轨，造成顶推小车无法继续顶推。根据现场条件和计算结果选择P50钢轨。
（三）浮箱支架系统设计
浮箱支架系统是钢桁梁浮托施工时的主要受力构件，且浮托支架为钢桁梁浮托时支撑钢梁的一部分，施工前应根据需浮托的重量确定其结构形式和尺寸，尽量选用重量轻、受力良好的结构形式和材料，以减小浮托系统本身的重量，并经过严格受力工况计算。
四、施工操作要点
（一）钢桁梁拼装
拼装梁段时在符合组拼成闭合三角形几何稳定体系前提下，按照下弦杆、桥面系、腹杆、上弦杆、上横联、上平联的顺序拼装，且两侧桁架杆件对称拼装，较长杆件应避免处于悬臂状态。每拼装完成一个节间或一孔梁应即检测调正其位置和预拱度，避免误差累积过大而无法调整。
（二）岸上滑道系统施工
岸上滑道系统由2组钢轨组成，每组采用2根P50钢轨，每根长82m，钢轨与钢轨之间采用夹板与螺栓进行连接。连接之前要对钢轨进行打孔，禁止用气割割孔，以免造成钢轨的脆化，在顶推过程中使钢轨断裂。
浇筑轨道基础之前首先要对地基进行处理，防止局部出现过大沉降，后再浇筑混凝土基础，预埋钢板。为保证钢轨底面与混凝土贴合密实，在钢轨的轨道位置预留深2cm、宽20cm的槽口，待混凝土强度达到70%时，安装钢轨滑道，钢轨顶面标高调整好后，利用自流平灌浆材料对预留的槽口进行灌浆。（图1）
（三）浮箱支架系统施工
浮箱支架系统由上下两部分组成，下部为36个小浮箱组拼而成的浮体结构，单个中-60浮箱尺寸为：6m*3m*2m，浮箱组外形尺寸为36m*18m*2m，自重186t。上部由6.8m高的钢构件支架（包括垫梁、钢管、高墩杆件）构成，自重90t。
浮箱在拼装之前要安排专人进行浮箱的检查并试用，如出现漏水及时整修。浮箱与浮箱之间采用螺栓连接，水下螺栓连接时为保证浮箱组拼组顺利，拼组处进行清淤处理，保证水深在1.3m左右（便于潜水员操作拼装），浮箱拼装成一个整体后用缆绳将浮箱带好固定在岸上的地龙上，并在浮船边沿贴反光纸，防止夜间船只碰撞。
钢构件支架的高度由施工时的水位确定，确定封航浮托时间后，安排专人对运河水位每日监控做好记录，并结合近几年运河同时间段的水位情况确定支架高度。支架高度确定后采购相关材料并进行加工安装。
（四）浮箱组试拖
为了保证钢桁梁浮托顺利，浮托之前要进行浮箱组试拖。根据计算求得干舷高度为63cm，因此在各浮箱内注入压舱水使其干舷高度控制在63cm左右、查看浮箱密闭性，用方向控制设备牵引，沿大桥中线，全程拖拉一个往返。拖拉过程中及时复核标高，在浮墩上设监控人员，专门监测浮船干弦高度，将各个方向干弦高度误差控制在5cm以内，确认河道水深符合要求，调整浮箱组水平，做好浮托钢梁的准备。
（五）浮箱注、排水
采用水泵对浮箱均匀进行注、排水，以满足完成顶托梁的要求。如泰运河浮箱有36个，浮箱上压重为508t，压舱水为32.4t（按5cm计），为了确保浮体承载力，注水550t。每个浮箱注水85cm，保证浮箱组进入梁下后抽水能够将钢梁顶起。现场准备20个水泵（8台备用），注水时采用12个等功率水泵对称注入。注水时为了保证浮体平衡，将浮箱分成三组分别注水。具体分法如下： 浮体分成三组，每组12个浮箱，采用12台水泵，先将第一组浮箱同时注水，注完后进行第二组浮箱注水；第二组注完后再进行第三组注水，直到浮箱水注完。
排水为注水的反过程。
（六）钢桁梁浮托：钢桁梁浮托分为七步，步骤如下：
第一步： 首先将小车放置到EO’与E3节点，利用顶推系统进行顶推。
第二步：浮箱注水后，利用浮箱上的锚机牵引浮箱就位，顶推钢桁梁使浮墩顶部支点中心位于钢梁E0节点下方。然后对浮箱抽水，使浮墩将钢梁托起。
第三步：继续利用顶推系统顶推钢梁前行11m，此时停止顶推，将钢梁E3、E4节点支垫稳固。然后再对浮箱进行注水，使浮墩与E0节点脱离。
第四步：将浮箱牵引至E1节点正下方，对浮箱抽水，使浮墩再次将钢梁托起。
第五步：连续顶推钢梁，使浮箱到达对岸1号墩。然后对浮箱注水，使钢梁E0节点落在5号临时支墩和1号墩墩顶设置的滑道小車上。
第六步：对浮箱继续注水直到脱空，将其移到岸边。然后继续顶推钢梁，直到E0节点到达支座中心位置。
第七步：利用在支座垫石上设置的千斤顶将钢梁顶起，在垫石前方的墩身顶面搭设支点，将钢梁落在支点上，完成浮托架设。
五、经济效益和社会效益：
（一）经济效益
导梁及压重材料租赁费用较高，且组装时间较长。而浮箱租赁费用相对较少且组装简单、使用方便，可节省施工费用及工期，获得较好的经济效益。
（二）社会效益
本桥采用在梁端路基空地上拼装，利用顶推小车及浮箱浮托的施工方法，不会影响既有航道的通航安全，避免长时间封航施工，增加施工效率。同时浮箱浮托减少了与钢桁梁的连接及配重的增加，避免了钢桁梁的受损，减少额外重量，比较轻便灵活。
六、结语
此方法是根据实际施工条件所创，科学实用，特别适用于类似桥梁的施工。本工程钢桁梁施工既满足了工期要求，又保证了安全、质量目标，对施工现场具有一定指导意义，随着时间的推移，相信这一施工方法在今后将得到广泛的应用。
参考文献
[1]张云昭.浮托顶推法架设64m钢桁梁技术[J].铁道工程学报，2011，28（03）：58-63
[2]汤德强， 隋永兴， 陈汉衡，等.浮托顶推架设钢桁梁施工方法：， CN101560752[P]. 2009.
作者简介
刘佳（1984年11月），男，汉族，陕西宜川人，工程师。