中鐵十局寧啟復線電化工程項目部五分部1二月23

寧啟復線電化工程三標段

如泰運河鋼桁梁

浮托頂推架設

施工技術

二月23中鐵十局寧啟復線電化工程項目部五分部2一、工程概況1、概況

寧啟復線電化工程全長約269km，其中如泰運河大橋全長141.51m。如泰運河大橋位于江蘇省如皋市，上跨如泰運河，橋跨布置為1-24m預制后張法預應力混凝土T梁+80m有砟鋼梁+1-24m預制后張法預應力混凝土T梁。主跨為雙線有砟橋面無豎桿整體節點平行弦三角桁架下承式鋼桁梁，鋼桁梁的全長為82m，重1027.5t，桁高為11.6m，節間長度為10m，主桁節間設置人行道欄桿。兩片主桁間距11.8m，擋砟墻內寬8.86m；人行道位于主桁內側，主桁外側設置橫向0.7m寬度的避車臺。二月23中鐵十局寧啟復線電化工程項目部五分部3二月23中鐵十局寧啟復線電化工程項目部五分部42、地質、水文條件

（1）地質條件

橋址處85米厚度內均為第四系全新統、上更新統沖積海積粉土、粉砂，地層相對穩定。

（2）水文條件

如泰運河是南通市航道網規劃的五級航道，規劃通航凈寬要求≥60m，通航凈高≥5.5m，設計最高通航水位為3.04m，設計最低通航水位為1.24m，橋梁法線與航道中心線夾角為22°，二月23中鐵十局寧啟復線電化工程項目部五分部5二、浮托架設方案的確定

1、現場地質條件。根據設計提供的地質報告，本橋址地質主要為粉土、粉砂累土質承載力較弱，并且鋼梁重量較大，不宜采用大量樁基礎設計等支架拼裝架設鋼梁施工。2、現場條件。經前期調查，如泰運河通航水位在3.04m-1.24m，在局部清除河道后，可滿足浮托設施的條件。如泰大橋南通臺后至中山路間約150m，可用于鋼桁梁的拼裝。二月23中鐵十局寧啟復線電化工程項目部五分部63、通航要求。根據如皋市航管站關于如泰運河的通航要求，通航寬度必須保證30m以上，若是使用支架法施工則影響通航時間太長，且難以保證通航寬度。根據以上條件考慮，如泰運河1-80m鋼桁梁拼裝架設采用浮托頂推的方式進行架設的施工方案。三、浮托架設法施工介紹

二月23中鐵十局寧啟復線電化工程項目部五分部7如泰運河大橋橫跨如泰運河，東鄰既有寧啟鐵路，河面寬度45m，為滿足如皋航管單位提出的保證通航寬度，以及2#墩西側地方碼頭等影響因素，主跨1-80m鋼桁梁采用岸上拼裝，浮托頂推法進行架設；首先利用南岸拼裝場地完成鋼桁梁拼裝，然后在千斤頂作用下，使鋼桁梁頂推前行至浮箱支架上，通過浮托體系向前移動就位。本次浮托頂推法架設鋼桁梁的施工設施共分四個系統，即滑道系統、水上浮托系統、頂推動力系統及方向控制系統。二月23中鐵十局寧啟復線電化工程項目部五分部81、滑道系統

岸上滑道系統分上、下滑道，下滑道設在2#墩與啟東臺間及啟東臺前后路基上，混凝土基礎和2根P50鋼軌組成；上滑道2對，分別安裝于鋼桁梁下弦桿E3、E0′兩個節點位置，采用滾軸和型鋼鐵件自制而成的滑道小車。

二月23中鐵十局寧啟復線電化工程項目部五分部92、水上浮托系統

浮托系統下部為36個6m×3m×2m鋼浮箱組拼而成的浮體結構，外形尺寸為36m×18m×2m；在浮箱組平臺上安裝底梁，底梁沿順橋向布置，采用2I40b的工字鋼，共設8根，每根長18m。其上設下墊梁，下墊梁采用I40型鋼，每根長12m。每側支架沿順橋向布置2排立柱，橫橋向2排立柱。立柱為529×12mm鋼管。立柱之間利用273×6mm鋼管進行連接形成整體桁架。立柱頂部為上墊梁，采用高墩桿件，每根長6m。頂面為4根高墩桿件，寬1.6m，高0.412m。二月23中鐵十局寧啟復線電化工程項目部五分部10

二月23中鐵十局寧啟復線電化工程項目部五分部113、頂推動力系統頂推動力系統由兩套自鎖爬行頂推設備組成。每套自鎖爬行頂推設備由1臺100t液壓千斤頂、2臺200t液壓自鎖器(夾軌器)、油泵及液壓控制柜(臺)組成。在供油時，夾軌器夾緊下滑道（鋼軌）形成頂推反力臺座，千斤頂頂推鋼梁，使鋼梁縱移；在回油時，夾軌器松開下滑道（鋼軌），千斤頂回縮，并帶動夾軌器向前爬行。循環供油、回油頂推鋼梁到位。千斤頂進油、回油的速度大約為2分鐘一個行程，一個行程為1m。二月23中鐵十局寧啟復線電化工程項目部五分部12二月23中鐵十局寧啟復線電化工程項目部五分部13二月23中鐵十局寧啟復線電化工程項目部五分部144、方向控制系統方向控制系統由設置在浮托平臺四角上4臺卷揚機、滑道小車及自鎖爬行頂推設備組成。卷揚機另一端固定在兩岸的四個地錨上，通過電動牽引力控制方向；滑道小車的兩條履帶左右有導向輪，可以起到限制鋼梁前進方向的作用；通過調整自鎖爬行設備單側頂推也可以起到調整鋼梁前進方向的作用。二月23中鐵十局寧啟復線電化工程項目部五分部15二月23中鐵十局寧啟復線電化工程項目部五分部16二月23中鐵十局寧啟復線電化工程項目部五分部17三、鋼桁梁浮托架設計算二月23中鐵十局寧啟復線電化工程項目部五分部18檢算部位如泰運河鋼桁梁采用浮托架設法施工，在施工時首先考慮的是滑道及地基承載力的計算，依次為動力系統頂力檢算、浮船檢算、浮墩托架受力檢算及臨時支墩檢算1、設計參數Q235鋼材容許正應力[σ]=170Mpa，容許剪應力[τ]=100Mpa；中-60浮箱按端面連接，在舷面內撓曲時，浮箱容許彎矩[M]=350t.m，容許剪力[Q]=100t；連接容許承載力大于浮箱容許承載力，不控制。二月23中鐵十局寧啟復線電化工程項目部五分部192、滑道及地基承載力檢算滑道沿鋼梁軸向且正對鋼梁主桁布置，橫向共設置兩道，分別由2根橫向間距為550mm的P50鋼軌、預埋鋼板、18cm厚C50混凝土墊層和60cm厚C20混凝土基礎組成。鋼軌直接焊接到預埋鋼板上固定，預埋鋼板之間空隙設置槽口，現場用灌漿料填滿，保證鋼軌底面與下部密貼。二月23中鐵十局寧啟復線電化工程項目部五分部20二月23中鐵十局寧啟復線電化工程項目部五分部21由于混凝土墊層和基礎均僅頂面設置有抗裂鋼筋網片，因此按荷載局部傳力范圍內的剛性擴散面積進行基底承載力計算，對基礎僅檢算局部傳力即可。單臺小車與鋼軌的接觸長度約1m，P50鋼軌高152mm，軌底寬132mm。

由總體方案可知，鋼梁拼裝完成后，每片主桁下，前支點通過兩臺500t小車直接支撐到滑道基礎上，兩臺小車縱向間距約為1.2m。二月23中鐵十局寧啟復線電化工程項目部五分部22二月23中鐵十局寧啟復線電化工程項目部五分部233、動力系統頂推計算二月23中鐵十局寧啟復線電化工程項目部五分部244、浮船檢算浮運平臺由上下兩部分組成，下部為36個中-60浮箱按6×6陣列組拼而成的浮船結構，外形尺寸為36m×18m×2m。在浮船上安裝浮墩托架，浮墩托架采用焊接鋼管結構。裝卸梁工作通過水泵對浮船進行注、排水完成。浮船檢算主要包括：浮船強度檢算、浮船橫向穩定性檢算、浮船縱向穩定系數計算。其中橫向穩定性檢算分為，垂直荷載及靜矩計算、橫向風荷載及力矩計算、橫向穩定系數計算。二月23中鐵十局寧啟復線電化工程項目部五分部254.1浮船強度檢算采用有限元程序midas2010建立整體模型，根據浮墩托架的底部分配梁布置情況，偏安全，不考慮單個浮船之間舷板側的連接作用。模型如下圖所示。經midas計算浮船強度滿足要求。浮船最大彎矩，最大剪力如下圖所示。二月23中鐵十局寧啟復線電化工程項目部五分部264.2浮船橫向穩定性檢算二月23中鐵十局寧啟復線電化工程項目部五分部27二月23中鐵十局寧啟復線電化工程項目部五分部28二月23中鐵十局寧啟復線電化工程項目部五分部294.2.3橫向穩定系數檢驗二月23中鐵十局寧啟復線電化工程項目部五分部304.3浮船縱向穩定系數檢算二月23中鐵十局寧啟復線電化工程項目部五分部31二月23中鐵十局寧啟復線電化工程項目部五分部325、浮墩托架受力檢算

浮墩托架高度約6m，由φ529×12鋼管立柱和φ273×6鋼管相貫焊接而成。頂部采用高墩桿件分配梁和高墩桿件上墊梁，底部采用雙拼I40b型鋼作為下墊梁，下墊梁通過底部的雙拼I40b型鋼分配梁將上部荷載直接傳遞至浮船上。浮墩托架橫橋向布置兩個，正對兩片主桁。浮墩支架主要檢算高墩桿件分配梁、高墩桿件上墊梁、φ529×12鋼管立柱、φ273×6鋼管、下墊梁、底部分配梁。二月23中鐵十局寧啟復線電化工程項目部五分部33通過計算高墩桿件翼緣部分受剪力不滿足要求，需進行補強。在高墩桿件上墊梁腹板兩側利用高360mm的[20型鋼進行加強。二月23中鐵十局寧啟復線電化工程項目部五分部34二月23中鐵十局寧啟復線電化工程項目部五分部35四、鋼桁梁浮托架設施工步驟二月23中鐵十局寧啟復線電化工程項目部五分部36施工準備：①將頂推小車及100t連續千斤頂安放到設計位置。②施工之前編好施工流程并分好組。浮托架設分為：測量組、頂推組、錨機組、浮箱組，每個組分為一個負責人并配好對講機。③等海事部門封航之后開始頂推。二月23中鐵十局寧啟復線電化工程項目部五分部37第一步：首先將小車放置到EO’與E3節點，利用頂推系統進行頂推。

二月23中鐵十局寧啟復線電化工程項目部五分部38二月23中鐵十局寧啟復線電化工程項目部五分部39第二步：浮箱注水后，利用浮箱上的錨機牽引浮箱就位，頂推鋼桁梁使浮墩頂部支點中心位于鋼梁E0節點下方。然后對浮箱抽水，使浮墩將鋼梁托起。

二月23中鐵十局寧啟復線電化工程項目部五分部40二月23中鐵十局寧啟復線電化工程項目部五分部41二月23中鐵十局寧啟復線電化工程項目部五分部42鋼桁梁被浮托起后，檢查其受力情況。二月23中鐵十局寧啟復線電化工程項目部五分部43二月23中鐵十局寧啟復線電化工程項目部五分部44第三步：繼續利用頂推系統頂推鋼梁前行11m，此時停止頂推，將鋼梁E3、E4節點支墊穩固。然后再對浮箱進行注水，使浮墩與E0節點脫離。

二月23中鐵十局寧啟復線電化工程項目部五分部45二月23中鐵十局寧啟復線電化工程項目部五分部46觀測臨時支架變形情況二月23中鐵十局寧啟復線電化工程項目部五分部47第四步：將浮箱牽引至E1節點正下方，對浮箱抽水，使浮墩再次將鋼梁托起。

二月23中鐵十局寧啟復線電化工程項目部五分部48二月23中鐵十局寧啟復線電化工程項目部五分部49浮箱抽水，觀測整體平衡。二月23中鐵十局寧啟復線電化工程項目部五分部50E1節點與浮箱進行錨固。二月23中鐵十局寧啟復線電化工程項目部五分部51第五步：連續頂推鋼梁，使浮箱到達對岸1號墩。然后對浮箱注水，使鋼梁E0節點落在5號臨時支墩和1號墩墩頂設置的滑道小車上。

二月23中鐵十局寧啟復線電化工程項目部五分部52繼續頂推鋼桁梁。二月23中鐵十局寧啟復線電化工程項目部五分部53鋼桁梁接近對岸小車。二月23中鐵十局寧啟復線電化工程項目部五分部54第六步：對浮箱繼續注水直到脫空，將其移到岸邊。然后繼續頂推鋼梁，直到E0節點到達支座中心位置。

二月23中鐵十局寧啟復線電化工程項目部五分部55繼續頂推。二月23中鐵十局寧啟復線電化工程項目部五分部56第