拖拉法安裝過橋管道的施工技術

江西建工第二建筑有限責任公司 南昌 330001

1 工程概況及施工難點

曾鞏大橋位于江西省撫州市南豐縣，東西走向，10跨9墩，橋墩跨度30 m，橋全長300 m，大橋設計起拱，橋中部較兩端高約1.00 m（圖1）。

圖1 曾鞏大橋

南豐縣自來水公司新建的自來水管網配套工程，計劃有2條φ416 mm×8 mm（外徑×壁厚）水管要從大橋的蓋梁以上、T形梁翼板之下通過，位置見圖2。

圖2 管道與大橋相對位置剖面示意

若從橋面往下吊裝管道的方法，則無法將管道吊到設計要求的位置；若在橋下面搭設腳手架進行安裝，則不但工程量巨大，而且腳手架需搭建在湍急的河流之上，難度更大，不能考慮。所以管道如何安裝至設計要求的位置，是管道安裝工程最大的施工難點[1,2]。

2 施工方法要點

本工程設計的施工方法要點是：采用“拖拉”的方法進行管道的安裝。

在大橋的東部9#橋墩與橋近端的橋臺之間，搭建管道安裝平臺，在大橋的西部1#橋墩處搭建張拉平臺。平臺均用腳手架鋼管搭建。平面布置見圖3。

圖3 施工平面布置示意

張拉采用預應力施工專用的千斤頂，張拉繩采用預應力專用的鋼絞線。

橋墩間距是30 m，鋼管按15 m長度定制，先將長15 m的鋼管從橋面吊裝至安裝平臺，再滾至設計軸線位置，拖拉前進后，裝第2根管，焊接完成后，再拖拉前進，再安裝第3根管，如此往復循環，直到完成全部管道安裝任務。

考慮到橋的中部有起拱，因此可在橋的最高點將橋分為左右兩部分，先安裝完左半幅后，再將張拉和安裝平臺互換，安裝右半幅，最后再在中部將鋼管焊接成一體。

3 施工流程

由于大橋的中部有1.00 m的起拱，鋼管通過大橋中部時，有1個彎折點，根據計算，鋼管的彎折角是0.76°，為使鋼管順利通過大橋的最高點，決定采用下列方法進行張拉和施工：南面管道安裝，先張拉東半段管道，再將張拉與安裝位置對調，張拉西半段管道，2段管道安裝完成后，再從中部將2管道連接起來。等到南面完成后，再進行北面管道安裝。施工流程見圖4[3-6]。

圖4 施工流程示意

4 關鍵工序施工工藝

4.1 腳手架

安裝腳手架為滿堂腳手架，搭設平面尺寸為24.00 m×3.20 m，腳手架的縱橫間距均為800 mm，步距1 500 mm，腳手架上部工作面與橋蓋梁上表面以上500 mm處持平。腳手架工作面應滿鋪腳手板，為防止電焊操作可能引發的火災，腳手板應采用厚4 mm的花紋鋼板，工作面四周應搭設高1.20 m的欄桿，并設有高200 mm的踏腳板。

張拉腳手架為滿堂腳手架，搭設平面尺寸為24.00 m×3.20 m，腳手架的縱橫間距均為800 mm，步距1 500 mm，腳手架上部工作面與橋蓋梁上表面持平。腳手架工作面應滿鋪腳手板。

腳手架搭設之前，應先將場地平整，場地的高低差不得超過1 500 mm。場地要做硬化處理，澆筑1層厚100 mm的C20混凝土，如場地有高低差，則硬化地面應做成臺階形。腳手架應認真搭設剪刀撐，同時盡可能地與橋墩、橋柱、橋欄桿等大橋的永久性建筑進行拉結。除頂部作業平臺的欄桿應搭設安全網外，腳手架其他部分的四周不得搭設安全網，以確保河水可以順暢通過，不對滿堂腳手架產生壓力，影響安全。

4.2 張拉

4.2.1 張拉力確定

本工程采用的供水管道為φ416 mm×8 mm，每米質量約為82 kg，按300 m計算，總質量為24.60 t，考慮1.20的安全系數，總質量為30 t，為安全計，摩擦因數按1計，張拉力按總質量考慮。選用600 kN以上的預應力專用張拉千斤頂作為張拉設備，安全系數在2以上。

4.2.2 張拉用千斤頂

只要是張拉力在600 kN以上的千斤頂均可，千斤頂需配專用的油泵。在完成1次張拉循環后，鋼絞線伸長約200 mm，然后將千斤頂復位，松開錨具，重新安裝，進行第2次張拉，直到張拉達到規定的距離。

4.2.3 張拉臺座構造

以橋墩作為張拉的支點，設一活動的鋼梁，具體構造及位置見圖5。

圖5 張拉鋼梁及位置示意

4.2.4 張拉施工

張拉過程見圖6。

圖6 張拉過程示意

千斤頂回油與進油反復進行，即可將管道張拉前進。

4.2.5 張拉施工注意事項

1）張拉工人必須持證上崗。

2）由于鋼管焊接有較高的要求，管道通過大橋高空，難以進行維修，所以每一根鋼管在張拉之前，須等到供水鋼管焊接完成，并經過驗收后才能進行，確保鋼管的焊接符合設計和規范的要求。

3）為保持張拉操作能準確無誤和同步進行，張拉端與操作端的操作人員須采用對講機進行聯絡和指揮。

4.3 鋼絞線

預應力用鋼絞線的規格及性能如表1所示。

表1 鋼絞線規格及性能

由上表可知，每根鋼絞線的最大承受力不小于260 kN，即質量為26 t，故選用2根φ15.20 mm、抗拉強度為1 860 N/mm2的鋼絞線，張拉力為520 kN，即質量為52 t＞30 t，完全可以滿足要求。

4.4 錨具

錨具采用2～4孔的夾片式錨具。千斤頂與鋼管連接大樣見圖7，在鋼管的端部焊了1個厚30 mm的鋼板，鋼板中部有1個φ40 mm的孔，可穿過鋼絞線，在鋼絞線的后部用錨具將其緊緊錨住。

圖7 鋼管端部與鋼絞線連接大樣示意

張拉端的端部用鋼筋做成錐狀，這是為了在張拉時容易穿過吊架。張拉端的錨具在裝好并夾緊后，錨環與厚30 mm的鋼板之間、夾片與錨環之間，必須用點焊焊牢，防止在反復張拉過程中出現錨具松動、高空中無法進行重新安裝等現象發生。

4.5 吊架

曾鞏大橋的橋墩跨度是30 m，設計要求每5 m從橋面的預應力大橋T形梁的翼板處懸掛φ25 mm的鋼筋吊架，固定在翼板處。

供水鋼管在張拉時必須穿過這些吊架，為使張拉順利，減少阻力，在吊架下方設計了一個滾動的套管（圖8）。為減少摩擦阻力，套管與吊架鋼筋之間應填塞潤滑油。吊架應在管道穿過之前安裝好，等全部管道安裝完成之后，再校正固定。

4.6 橋墩施工安全要求

在安裝橋墩上的滾輪及鋼管安裝完成后、固定鋼管時，人員必須到橋墩上去進行必要的操作。這是本項工程施工過程的重大危險源，必須引起特別的重視。

圖8 吊架上加裝套管

具體的管理措施和規定如下：

1）參與橋墩上工作的人員，主要是焊接工人，除必須具有專業資質的上崗作業證書外，還應身體健康、心理素質好。

2）當六級大風、大雨時，應該停止在橋墩上進行施工作業。

3）參加作業人員由橋上緩緩下到橋墩上時必須系安全帶，安全帶要在大橋的欄桿上系牢，此外，還應另配1根安全繩，安全繩的拉斷力不得小于安全帶。采用雙保險的方式進行橋墩上的作業。

4）當橋墩上有人作業時，大橋之上必須由專人進行看護，一方面與橋墩上的人進行聯絡和呼應，另一方面要保護好安全繩，防止被他人移動[7,8]。

5 結語

本方案采用的施工技術安全可靠、操作簡便、費用低廉。江西省建筑工程安全質量監督管理局組織專家對本施工方案進行了研究，認為技術上是可行的，施工安全可以得到保障。