铁路桥梁转体施工工艺控制要点论文_魏亮亮

中铁二十一局集团有限公司 甘肃兰州 730070

摘要:以新建海南西环铁路外侧联络线单线特大桥18#~19#主墩平转法跨越既有海南东环铁路施工为例,介绍了连续梁转体施工中的关键技术,工程安全顺利完成,相关经验对同类工程具有参考价值。

关键词:连续梁;转体施工;关键技术

引言

新建海南西环铁路外侧联络线L1K0+867单线特大桥18#~19#主墩跨越既有海南东环铁路,周围是村民居住区,施工场地小、环保要求高;东环铁路进出海口站运营繁忙,可用施工的“天窗”点少,工期紧任务重,施工难度较大。本文将就铁路桥梁转体施工工艺控制要点做简要介绍。

1工程概况

新建海南西环铁路外侧联络线L1K0+867单线特大桥18#~19#主墩跨越既有海南东环铁路,采用(36+48+36)米连续梁跨越,与线路法向交叉角约为45°,为减少施工对既有线的干扰,使用转体法施工。转体设计最大承载力W为25000 KN,转体角度为45°,转体由下转盘、球铰、上转盘、转体牵引系统等组成。转台直径6.2m,球铰平面直径为2.5m。平面布置如图1所示。

图1 平面布置图

2连续梁转体施工中的关键技术

2.1转体施工的准备工作

2.1.1牵引动力设备的配置与安装

每个主墩上配置一套牵引动力设备,具体设备见表1。

表1 每个主墩上配置的牵引动力设备表

2台ZLD200型连续张拉千斤顶分别水平、对称地布置在上转盘两侧的同一个平面内,千斤顶的中心线必须与上转盘外圆相切,并要与牵引索的中心线重合。两台千斤顶到上转盘切点的距离应该相等,且要≥5m。千斤顶安装在反力架上,反力架用电焊固定在反力墩上。主控台应放置在能够全面观察现场情况的位置上。将预埋好的钢绞线牵引索绕过上转盘后顺着牵引方向穿入千斤顶,并用千斤顶的夹紧装置夹持住;先用小吨位千斤顶以5~10MPa的拉力对每一根钢绞线进行预紧,再用2~3MPa油压顶推千斤顶对这束钢绞线整体预紧,使牵引索中的每根钢绞线持力基本一致。

2.1.2转体结构稳定性计算

(1)转体结构偏心值计算

梁体在试转前需要进行称重平衡试验,测试转体连续梁的不平衡力矩、偏心矩、摩阻力矩及摩擦系数等参数,实现桥梁转体的配重要求。为保证连续梁转体施工过程中能够保持稳定,要求上转盘转动体系的重心必须基本落在下转盘支承系统的中心上。但是,由于施工中各种因素的不确定,“重心”和“中心”之间发生一些偏差是不可避免的,因此,在转体施工前必须测量出转动结构的偏心值,通过梁上配重将偏心值控制在规范允许的范围内(5~15cm)。

(2)梁体纵向倾斜配重

为了保证转体结构在转体过程中的平稳,从理论上说转体结构两端的重量对转体支点来说应该相等。但在实际施工中,转体结构两个悬臂端的绝对平衡反到会在转动过程中引发幅度较大的抖动。所以在实际施工中,一般都是采用梁体纵向倾斜的配重方案。具体方法是在转体过程中使梁体在轴线方向上略呈前倾状态,使在轴线上前端的撑脚落在滑道上。这样做的好处是使转体结构在转体过程中呈两点支承状态,以增加转动过程中的稳定。重心位置可以采用计算和现场实测两种方法确定。计算是指利用连续梁悬臂浇筑时混凝土和钢筋的实际用量记录计算出转动结构的重心位置;现场实测是在上转盘下用千斤顶施加力,分别用位移计测出球铰由静摩擦状态到动摩擦状态的临界值,上转盘两侧的不平衡重量。

(3)称重前需做好以下工作:

撤除梁顶所有材料、机具、设备;

检查撑脚走板和滑道的工作状态;

安装千斤顶、位移传感器;

拆除支架、砂箱、冲洗撑脚走板与滑道之间垫的石英砂、涂抹黄油聚四氟乙烯粉;

检测转体连续梁是否倾斜以及其倾斜方向。

2.2试转体

为了检验转体方案是否可行、检查转体系统是否能够安全运转、运行参数是否正常、各项准备工作是否已经完备,在正式转体施工前的1~2d应该进行试转体。试转角度为4°。试转时要确保梁体不得侵入既有线的铁路限界上空。

(1)预紧钢绞线

用小吨位千斤顶将钢绞线逐根以5~10KN的拉力预紧。预紧应采取对称的方式进行,并要反复数次,确保每根钢绞线受力均匀。预紧过程中应注意使20根钢绞线平行地缠绕在上转盘的四周。

(2)打开主控台和泵站电源,启动泵站,用主控台控制两台ZLD200千斤顶同时施力试转。若不能启动,可用两台YDCW150千斤顶助推,若仍不能启动则要停止试转,究其原因,进行处理。

(3)通过试转检查转体结构是否平衡、稳定。如有异常,及时查明原因,加以处置。

(4)试转以后应根据监测的数据进行第二次配重。

(5)试转需要监测的参数:

①测试连续梁的转动角度/min和悬臂端转动的水平弧线长度。

②精确测量点动方式操作时每点动一次悬臂端水平转动的弧线长度,为正式转体时进行精确定位提供操作依据。

③惯性位移值:停止牵引后梁体因惯性还要移动的长度。

④启动时高压油泵的压力值和持续转动时高压油泵的压力值。

2.3正式转体

(1)正式转体必须在完成下列工作以后才能进行:

试转体结束后通过对发现问题和采集参数的分析、处理,对转体实施方案进行了修正;

准备工作全部就绪;

东环铁路“天窗”要点成功、配合转体施工的铁路相关人员到位;

气象条件符合要求;

施工人员全部到位。

(2)转体工作必须两墩同步进行。因此,必须统一指挥,做好组织工作,对关键工序做好周密部署,指定专人负责监管。设备运行过程中,各在岗工人注意力必须高度集中,时刻注意观察动力系统的运行情况和连续梁的转体情况。发现异常立即鸣笛报告,及时处理。

(3)正式转体施工

①在铁路部门规定的”天窗”时间内进行转体施工。控制好转动速度(≯0.02rad/min或1.15°/min)和转动角度(45°)。采取双控措施(控制转台上标识的转角刻度和桥面中线的转动角度)防止欠转或超转情况发生。

②启动时两台牵引千斤顶采取同步、分级加载的形式进行张拉。若连续梁未被拉动,要立即停止张拉,全面检查转体系统、纠偏装置、撑脚和滑道机构等的工作状态,按照应急预案进行处置。

③转体过程中,当梁体中线转至距设计位置约100cm时开始降低平转速度,每转动10cm向控制台报告一次距设计位置的差值;当梁体转至距设计位置约50cm时开始采用点动牵引法就位,当转至距设计位置约20cm时,每1cm报告一次位置差值,5cm以内时要不停地报告位置差值。同时要在桥面上支镜观测桥梁中线的变化,确保中线的合拢精度。

2.4封固上、下转盘

精确调整箱梁的中线和高程以后,立即对上、下转盘进行封固。在撑脚间打入钢楔并焊接,在反力支座之间焊接型钢支架,清理滑道上的润滑剂和脏物,将上、下转盘预埋的连接钢筋相互焊接,绑扎构造钢筋,用C50微膨胀混凝土将上、下转盘之间的缺口封固。为保证封固混凝土的密实,可以用预埋压浆管的方法进行注浆处理。

结束语

新建铁路施工中,在跨越既有铁路时往往会采用连续梁转体施工的方法进行跨越,以减少新建铁路施工对既有铁路运营的干扰。

参考文献:

[1]薛栋栋.上转体连续梁转体监控方法研究[J].铁道建筑技术,2017,03:60-63.

[2]贺文波.复杂环境跨线连续梁转体施工关键技术[J].筑路机械与施工机械化,2017,3406:77-80.

[3]黄玉龙.连续梁转体施工在高铁跨既有线中的应用[J].建筑知识,2017,3712:137-138.

论文作者:魏亮亮

论文发表刊物:《防护工程》2018年第6期

论文发表时间:2018/7/19

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