跨既有铁路线桥梁转体施工技术研究论文_柳成都

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摘要:在我国经济迅猛发展的形势下,各行业都在自己的领域取得了不小的发展与突破,交通运输业也在大力发展,相应的道路建设工程越来越多,面临的难度越来越高,特别是桥梁施工,其施工条件往往受到严重限制,在这种情况下,采用转体施工技术具有其他施工技术无法比拟的优越性,本文结合马官营特大桥转体施工案例总结出工程施工中的关键技术,为类似工程提供参考。

关键词:桥梁、转体、施工

一、前言

为了克服桥梁施工时的条件限制,在高速公路施工过程中,如果遇到需要跨铁路修建桥梁的情况,可以采用转体桥工艺,因为转体桥工艺其有在此情形下很诸多优点,最重要一点是保证既有铁路线安全正常的运营,铁路外预制的桥梁结构与铁路路基的结合是整个过程的难点,这一难点额突破需要用到转体原理,采用转体原理后的桥梁就不会与铁路之间有影响,而是以立交桥的形式互补干扰,互不影响,即便是桥梁开展施工,也不会对原先已经建立好的铁路造成任何影响,这样原有铁路就可以正常运行,不会对经济效应和社会效益造成影响。但是,这种施工方案工艺过程比较复杂,施工工序繁多,而且影响因素较多,还存在着很多问题。

二、转体桥的基本原理

所谓的转体桥就是在修建公路的过程中合理的避开已有铁路的干扰,互利共赢的一种施工手段,修建转体桥,不但不会对已有铁路交通造成影响,不影响安全不影响效益,而且还可以顺利达成公路修建的目的,桥梁可以横跨在已有铁路的两侧,在铁路两侧选择合适的空地施工即可,待桥梁上部结构基本完成后,再通过两侧主墩转盘旋转一定角度,这样就可以将主孔合龙,桥就横跨在跨铁两侧,简单总结就是“两边造桥,转体合拢”,桥梁与既有铁路形成立交桥。

三、工程概况

马官营特大桥为武定至易门高速公路桥梁之一,于K1032+100处上跨成昆铁路,公路交叉里程K39+472.3,交角61.7°。桥梁为双幅布置,左幅桥宽16.5m,右幅桥宽20.25m,两幅之间间距0.5m。桥面组成:左幅,0.5m防撞墙+15.5m行车道+0.5m防撞墙;右幅,0.5m防撞墙+19.25m行车道+0.5m防撞墙。上部结构采用的是2×50T构+35m的组合,转体墩里程K39+439。平面位于圆曲线(起始桩号:K39+140.122,终止桩号:K40+094.218,半径:1500m,左偏),桥面横坡为单向3%,纵断面位于0.61%上坡段。公铁交叉段铁路为路基(路堤)和桥梁工程,平面位于曲线上。铁路路堤高度6~7m,路堤边坡坡度1:1.5;桥梁为1孔钢筋混凝土简支梁桥,两桥台设有锥体,孔跨约为1×16m,下有水沟和供水管道通过。交叉段铁路轨面高程为1892.29m,接触网线高程 1899.8m,公路桥左幅下方有一铁路接触网杆,编号Cr2850,杆高8.5m。铁路路堤坡脚右侧有多条电线,其中一条为铁路贯通线(10KV),外侧有一水泥道路,路宽4.5~8m,为某部队用路。前方连接一碎石路,路宽3.5m。实物图如图1所示。

图-1转体施工图

四、施工前的准备工作

1、施工单位应结合现场实际情况、工期安排及施工图文件,编制切实可行的施工组织设计,确保工期和施工质量。施工组织设计应征得铁路有关部门同意,以减少对既有铁路运营的干扰,确保铁路运营安全。

2、施工单位应对路线平纵断面、桩位坐标、墩位标高、立交净空及桥面标高等基本数据进行一次全面的校核,如有问题,请及时与设计单位联系协商解决。

3、在桥位附近应设置警示信号以保证施工安全。

4、施工单位应合理安排铁路两侧桥跨结构的施工人员及机械设备,严禁作业人员横穿铁路。

5、桥位处的电线、电缆、光缆等电气化设备应提前进行改移或防护。

6、施工单位应核实主桥现浇梁体与铁路回流线、既有线路中心线等的位置关系,如与设计不符,请及时和设计单位联系协商解决。

五、转体桥施工的关键技术

转体桥的关键在于转体结构的设计与施工,转体结构包括下转盘(承台)、球铰、滑道、上转盘(转台、转体底座)、撑脚、墩柱、主梁、转体牵引系统等。转体结构本身负重比较重,在合拢的过程中需要用到转动牵引系统,按照一定的角度转动上转盘。在整个施工过程中,转动球铰是关键部分,所以其选材、制作及安装都需要精细化,做到万无一失。

转体桥总体施工步骤可按照一下步骤施工,第一步是桩基,作为首步,这一环节的工作是后续工作的保证,必须要保证质量,施工工艺要精细化;第二步是承台基坑支护的工作,这是为下一步的承台做准备工作;第三步就是承台(转体下转盘)施工,承台施工没有上转盘施工那么复杂,但是也不可忽视,施工时需要认真仔细;第四步是装球铰下盘及滑道;第五步,球铰四氟乙烯片安装,第六步是安装球铰上盘,这一步是关键步骤;接下来依次是保险撑脚安装、转台及转体底座(转体上转盘)施工、墩身施工、转体连梁施工、合拢直到封盘。

转体结构设计情况:在转桥转体的选择上选用转盘球铰直径φ4100mm,下转盘球铰直径φ3800mm,厚度均为40mm。对于转体上转盘撑脚部分设计采用每个上转盘左右对称各6组撑脚,每组撑脚采用为双圆柱形外形结构,在撑脚下设30mm厚钢板用以确保撑脚的稳固性。基于转体时保险腿受力分析,转台两保险腿应分布在同一中心线上,且6个保险腿应以转体中轴线为分割形成左右各3组的分布。在撑脚的下方(即下盘顶面)设有1.1m宽的滑道,滑道中心线半径4.5m,转体时保险腿可在滑道内滑动,以保持转体结构平稳。

在球铰系统中,上转盘将在转体系统中承担重要的作用,其在运行的过程中受到多向、立体力的作用,为确保上转盘的结构强度其上纵、横及竖向都密布着预应力钢筋用以加强结构强度。转台与球铰、撑脚及上转盘部分相连且在转动的过程中牵引力将直接作用在其上。在转体的牵引驱动上将采用2台ZLDK主控台、4台ZLDB液压泵站、4台ZLD200智能连续转体千斤顶所组成的系统来提供旋转的动力。该系统分为自动和手动两种模式分别应对正常转体和距离运动。液压驱动系统与转体部分将采用24根直径为Φ15.2mm的钢绞线所组成,单根钢绞线的拉伸强度能够达到1860MPa。牵引索的一端埋入上转台混凝土内,作为固定端,外露端逐根顺次沿着既定索道排列缠绕后,穿过ZLD200型连续转体千斤顶作为张拉牵引端。在对于转体桥转体下盘(转体大承台)进行施工时,将采用C50混凝土来作为施工的重要材料,由于转体下盘在转体过程中将承受主要的转体桥(5700T /7200T)的重量,并在转体完成后与转体结构的上转盘构成转体桥的支撑结构。在对转体大承台的混凝土结构施工时将按照以下施工工序进行:

(1)首先完成转体大承台主体钢筋结构的绑扎,而后进行混凝土的浇筑、养护。在施工完成后的转体大承台第一层混凝土结构顶面上预埋滑道和下球铰骨架安装角钢。

(2)在下滑道骨架和下球铰骨架的安装时注意控制两者之间的相对高差≤5mm,骨架中心和球铰中心的同心度需要控制在1mm以内。

(3)而后进行预留槽两侧钢筋的绑扎施工并进行模板的安装,模板安装完成后进行转体大承台的二次浇注,浇注过程中注意控制好预留槽混凝土高度。

在球铰安装时将与转体大承台的三次浇注施工相配合进行安装施工:首先在转体大承台第一次浇注施工时完成预埋件铺设,并在固定的预埋件上完成下球铰定位支架的安装。球铰下盘的安装工作是安球铰上盘的吊装的保证,只有这一项工作落实到位了,吊装工作才能有保证顺利完成,吊装需要注意一下几点:第一,吊装时定位销套能够与下盘上的定位销街接上;第二,吊装过程要做好防护工作,要可能的避免碰撞;第三,球铰的密封尤为关键,如果密封做的不好,会有很多的杂物进入,对转体系统有不利影响,因此完成吊装工作后,要在第一时间做好球铰的密封。

六、结束语

转体施工是一套比较成熟的桥梁施工方法。随着新技术,新工艺的不断出现以及在工程中的应用,该方法会更加安全可靠,操作简洁、实施快速、降低造价,在桥梁建设中将发挥越来越大的作用,产生越来越好的社会和经济效益。

参考文献:

[1]王逸峰.跨既有铁路线大跨连续梁桥转体施工与控制技术研究[J].建筑技术开发,2016,43(03):159-160.

论文作者:柳成都

论文发表刊物:《基层建设》2018年第18期

论文发表时间:2018/7/19

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