钢结构管道拱桥浮拖施工方法 一.技术领域：本发明涉及一种钢结构管道拱桥的施工方法，特别是涉及一种钢结构管道拱桥浮拖施工方法。
二.背景技术：我国地域辽阔，且石油和天然气分布不均，需要长距离输送石油和天然气，在石油和天然气输送管道的建设中，经常遇到需要跨越江河的情况，由于受经济、技术、运营及环保等方面的因素影响，许多管道工程在穿越河流时多采用桥上敷设的方案，因此都要进行过江桁架的跨越施工，目前使用的施工工艺主要有：1、走线施工工艺，它需要自制走线索塔和重力式地锚，对两岸的交通条件及场地要求比较高，使用场合受到限制；2、浮运工艺：它需要大型船只和浮吊，成本高，而且在水上竖立垂直吊装龙门架也难以实现；3、栈桥加垂直吊装的工艺：它需要架设栈桥，还需要用预先架设在桥墩上的吊装设备垂直起吊就位，需要大量钢材，成本高，且需要大型驳船配合，还存在影响通航问题。
中国专利(公开号为CN1598154A，申请号为200410040709.0)公开了一种“过江桁架悬吊跨越的施工工艺”，该施工工艺是在已修好桥墩需要跨越的江河两岸修筑人工岛，然后组装过江桁架，由另一岸的龙门架将组装好的桁架直线平行拖带过江，经横向移动后到达垂直起吊位置后由桥墩上的龙门吊将桁架吊装到桥墩上，本发明不需要大型驳船和浮吊，同时由于是直线平行拖带过江的，所以过江桁架不会因摆动太大而造成过江桁架掉入江中的危险。但是，它需要建造很大的龙门架，成本较高，另外，龙门架对过江桁架既有水平拉力，又有垂直拉力，且在拉动过程中，水平拉力和垂直拉力不断变化，容易造成过江桁架产生变形，进而影响过江桁架的质量，其另一不足之处是：过江桁架过江后需要横向移动，增加了施工的难度和施工成本。
三.发明的内容：
本发明的目的：克服现有技术的不足，提供一种工艺流程合理、成本较低、效率高、对航道影响小且不破坏管道拱桥结构的钢结构管道拱桥浮拖施工方法。
本发明的技术方案：一种钢结构管道拱桥浮拖施工方法，包括以下步骤：
a.先在河岸一侧的施工现场将管道拱桥相应构件逐步预制成段，然后在组装胎架上拼装成整体，卸载后利用铺设的专用轨道将拱桥整体水平滑移至河边；
b、将拱桥顶推至岸边使拱肋端部悬空伸向水面，浮箱或船体分隔仓注水并就位于拱肋下方，然后排水并缓慢松动有关千斤顶，将拱肋一端装载且固定至浮箱或船体的运输支架上，并用钢丝绳封紧拱肋，控制浮箱或船体分隔仓内水量，不断调整浮拖船标高与水平度，使拱桥始终处于水平移动状态；
c、在河两岸设置分别相应规格的牵引设备，两岸牵引设备的牵引钢丝绳通过滑轮组分别和靠近该岸边的浮箱或船体的一侧连接；
d、开启两岸的牵引设备缓慢拖动浮箱或船体，保证浮拖的平稳性和方向性；
e、靠岸后，浮箱或船体分隔仓内注水慢慢降低标高，使拱肋拖架就位在岸边基座上，在拱脚处支垫并固定牢固；
f、拆除牵引钢丝绳，将应埋入承台的两端剩余两段拱肋拼接就位；
g、浇筑拱桥两端承台，固定肋脚，进行收尾处理。
在浮拖过程中，拱肋的两侧各用4根钢丝绳封至地锚上，以保证拱肋在浮拖时不倾倒，且随着浮箱或船体的移动不断调整封绳的角度及力度；靠岸后，拱肋两侧用缆风绳封紧。
在浮拖过程中，在浮箱或船体上设三根限位钢丝绳，其中，对岸两根，本岸上游侧一根，以保证浮拖的方向性。
在浮拖过程中，行进速度应控制在2米/每分钟之内，并留有一定的测试和观察时间间隔，每隔30分钟浮拖停止前行，观测拱桥各构件的应力情况和拱桥杆件变形情况，进行纠偏，以消除拱桥在浮拖当中共震产生的影响。
两岸的牵引设备分别是两台卷扬机。所述拱肋为三弦管式空间管桁架结构。
利用光纤控制技术通过现场设置的摄像机、光纤传感器及全站仪，对拼装拱肋、支架拆除、张拉刚绞线、吊装主桁架、浮拖等全部施工过程实施有效监控，确保不同施工阶段拱脚水平位移、拱顶竖向位移、各测点应力等符合要求。
本发明的有益效果：
1、本发明工艺流程先进合理，在浮拖过程中，浮箱或船体设置有若干隔仓，控制浮箱或船体分隔仓内水量，能够不断调整浮拖船标高与水平度，使拱桥始终保持平衡移动状态，这样避免了管道拱桥的过度变形，确保管道拱桥连接部位的稳固性，提高管道拱桥架设的安全性。
2、本发明浮箱或船体的长度方向与河流方向相同，这样减小了河流对浮箱或船体的冲击力，便于浮箱或船体按照既定的航线移动，同时降低了浮箱或船体的漂移。
3、发明采用浮箱或船体浮拖管道拱桥，浮拖结束后，管道拱桥的两端就位在岸边基座上，不需要横移和吊装，可以直接进行固定连接，减少中间环节，降低施工成本。
4、本发明管道拱桥的拱肋两侧各用4根钢丝绳封至地锚上，且随着浮箱的移动不断调整封绳的角度及力度，靠岸后，拱肋两侧用缆风绳封紧，这样使拱肋不至于出现向一侧偏斜的缺陷，确保施工安全。
5.本发明浮箱或船体上设三根限位钢丝绳，其中，对岸两根，本岸上游侧一根，保证了浮拖的方向性，另外，在浮拖过程中，两岸的牵引设备缓慢拖动浮箱或船体，能够保证浮拖的平稳性和方向性，还能够根据实际情况随时调整浮拖的速度，操作十分方便。
6、本发明效率高、对航道影响小，由于采用在河岸一侧的施工现场拼制管道拱桥，期间不影响河流的航运，只在浮拖时实行封航，而浮拖一般只需要十几个小时即可完成，其封航时间远远小于现有拱桥架设的封航时间，大大降低了航运损失。
7、本发明利用光纤控制技术通过现场设置的摄像机、光纤传感器及全站仪对全部施工过程实施有效监控，确保不同施工阶段拱脚水平位移、拱顶竖向位移、各测点应力等符合要求。
8、本发明广泛适用于不同跨度过河钢结构拱桥或钢桁架工程，易于推广，还减少了对河水的二次污染，环保效果明显，具有很好的经济和社会效益。
四.附图说明：
图1为钢结构管道拱桥浮拖施工方法的浮拖牵引平面示意图；
图2为钢结构管道拱桥浮拖施工方法中拱桥制作的工艺流程图；
图3为钢结构管道拱桥浮拖施工方法中整体浮拖的工艺流程图。
五.具体实施方式：
实施例一：参见图1、图2和图3，图中，1-岸边基座，2-地锚，3-对岸牵引卷扬机，4-滑轮组，5-限位钢丝绳，6-牵引钢丝绳，7-本岸卷扬机，8-管道大桥(拱桥)，9-河道，10-浮拖设备(浮箱或船体)。
以150米跨800吨重钢结构管道拱桥为例详细叙述其施工方法：
1、管道拱桥的制作工艺流程(参见图2)：
根据设计要求，钢板卷制成长度为2m直钢管段，将检验合格的直钢管组对成三根一节的喷砂运输单元，喷砂除锈防腐后按拱桥形心线对接成长度12米左右的拼装单元，然后在拼装架上将三根12米左右的拼装单元用腹杆连接。
钢管拱肋划分为若干段(埋入承台段2段，其余为中间段)。在组装现场将中间段组装在河边岸上支架支拖上。焊接对接环缝，待每段拱肋拼装成一个单元(两相邻拱肋及K形支撑)，再顺序拼装下一个单元，待全部中间段及K形支撑拼装完，安装临时拉杆，拆除胎架并张拉临时拉杆，然后安装吊杆及分段制作好的桥面，最后补刷防腐涂料，准备过河。
2、管道拱桥的浮拖工艺流程(参见图3)：
a.利用铺设的专用轨道将拱桥8整体水平滑移至河边；
b、将拱桥8顶推至岸边使拱肋端部悬空伸向水面，浮箱或船体10分隔仓注水并就位于拱肋下方，然后排水并缓慢松动有关千斤顶，将拱肋一端装载且固定至浮箱或船体10的运输支架上，并用钢丝绳封紧拱肋，控制浮箱或船体10分隔仓内水量，不断调整浮拖船标高与水平度，使拱桥8保持平衡状态；在浮拖过程中，拱桥8始终处于同一水平线上，避免拱桥8的结构变形。
c、在河两岸设置分别相应规格的牵引设备(两台卷扬机3、7)，两岸牵引设备的牵引钢丝绳通过滑轮组4分别和靠近该岸边的浮箱或船体10的一侧连接；
d、开启牵引设备缓慢拖动浮箱或船体，两岸的牵引设备同步进行，以保证浮拖的平稳性和方向性；
e、靠岸后，浮箱或船体10分隔仓内注水慢慢降低标高，使拱肋拖架就位在岸边基座1上，在拱脚处支垫并固定牢固；
f、拆除牵引钢丝绳6，将应埋入承台的两端剩余两段拱肋拼接就位；
g、浇筑拱桥两端承台，固定肋脚，进行收尾处理并组织有关部门进行验收。
另外，在浮拖过程中，拱肋的两侧各用4根钢丝绳封至地锚上，且随着浮箱或船体10的移动不断调整封绳的角度及力度；靠岸后，拱肋两侧用缆风绳封紧；浮箱或船体10上设三根限位钢丝绳，其中，对岸(南岸)两根，本岸(北岸)上游侧一根，以保证浮拖的方向性。
在浮拖过程中，行进速度应控制在2米/每分钟之内，并留有一定的测试和观察时间间隔，每隔30分钟浮拖停止前行，观测拱桥各构件的应力情况和拱桥杆件变形情况，进行纠偏，以消除拱桥在浮拖当中共震产生的影响。
利用光纤控制技术通过现场设置的摄像机、光纤传感器及全站仪，对拼装拱肋、支架拆除、张拉刚绞线、吊装主桁架、浮拖等全部施工过程实施有效监控，确保不同施工阶段拱脚水平位移、拱顶竖向位移、各测点应力等符合要求。
浮拖是施工的关键，为确保拱桥8在滑移过程中不产生共震，浮箱或船体10与岸边的拱桥8始终处于一个平面状态，随着拱桥8在轨道上的移动，浮箱或船体10上的重量逐渐增加，此时的滑移速度使浮箱或船体10上逐渐增大的重量必须与浮箱或船体10排出水的重量相平衡，使浮箱或船体10的平面处于动平衡状态(处于同一水平线上)，利用排出和注入浮箱或船体10各水箱水量的方法亦可调整拱桥8浮拖工程中方向垂直度偏差，确保拱桥8不倾覆、浮箱或船体10平衡不颠驳，该施工方法在国内具有领先性。
改变发浮箱或船体的具体结构形状、改变牵引设备的配置、以及改变拱肋和浮箱的固定方式能够组成多个实施例，均为本发明的常见变化，在此不一一详述。