摘要:本文通过对跨越铁路干线的施工技术,施工难点以及解决方案措施手段进行了详尽的介绍,本文可为后面相关跨越铁路桥梁或类似的铁路公路桥梁的施工提供借鉴. 关键词:上跨方式,施工方案,铁路桥梁,简支梁
一、工程概况
新干县盐化大道上跨京九线立交桥是一个简支梁架设的重要案例,设计全桥长63.16米,单幅桥宽14米,按照两幅分离式桥聊设计,上部构造采用16+25+16米装配式预应力混凝土空心板。大里程方向交通状况是不特别方便,现在已经在规划中修建一条长约1000m施工便道,与既有公路连接县盐化大道,上跨京九线预应力砼简支梁桥主跨1#~2#墩跨径25m,跨越既有京广铁路线与既有线正交。25m梁梁底板宽1.24m,梁高1.2m,最重的边梁62吨,25m梁共22片,梁间纵缝采用现浇混凝土绞缝。桥梁两侧均采用钢筋混凝土防撞墙,防撞墙上设金属防抛网.
二、施工的总体设计方案以及施工难点
1.根据设计资料和现场调查情况,新干县盐化大道(石材基地)上跨京九线预应力砼简支梁桥主跨1#~2#施工具有如下特点和难点:
a. 1#、2#墩中心距离轨道中心9.5m ,施工安全防护难度较大.
b. 跨既有线架梁为保证在要点时间内完成指定的架梁任务,需对所有的工作流程进
行仔细的施工安排和严格的安全的保障防护.
c.本项目要求时间比较短,而且保证赶工期,又要保证在每个重点区域规定的时间段
内完成既定的任务,所以精确完备的统筹调度任务是十分必要的预先工作.
三、工程的施工方案
1.新干县盐化大道(石材基地)上跨京九线预应力砼简支梁桥预制空心板梁在梁场生产,66片空心板梁要提前全部预制完成。
2.桥梁架设时用2台50t汽车吊,吊装空心板梁至运梁台车上,由运梁台车运到施工现场。
3.架桥机在0#台左幅拼装完成后过孔,空心板梁从0#台开始、从右幅至左幅整跨架设,架设的施工工艺的方案设计流程图如下图所示:
--简支梁架设施工工艺流程图--
四、架桥机的设计模式
1. 架桥机的构架
确保安装工程的质量、安全和工期的前提下,我部采用安全可靠的专用架桥设备HDJH 30/100J架桥机对空心板梁进行架设。后附架桥机资料(架桥机生产厂家营业执照、产品质量证明书、起重机械制造监督建议书、架桥机安装维修检测报告、操作手、架桥机说明.
2. 架桥机的相关理论参数
HDJH 30/100架桥机主要参数:额定起重量≤2×50t;跨度≤30m;适应纵坡≤2.2%(增加辅件可增加适应纵坡);最小转弯半径300m;斜桥角度≤45°吊钩提升速度0.75m/min;提
升小车纵移速度2.8m/min;提升小车横移速度1.36m/min;架桥机纵移速度2.8m/min;架桥机横移速度1.36m/min;总功率59.4kw;工作功率30kw。该次架设梁片最大跨为25米,计算按30米跨进行检算.
3. 架桥机对于各种工程的承受能力的理论测试
a.荷载计算:
主梁的上弦采用四根18#槽钢对焊
主梁的下弦杆用二根18#槽钢对焊,两根槽钢中间桥8n钢板 上、下弦杆的单位长度的质量:
q1=20.2×8+12×170×10×7850×4 =161.6+64.06=225.66kg/m 腹杆采用8#槽钢对焊及10#槽钢对焊,杆长: L=2.42m
腹杆的自重荷载,均按8#槽钢统计,乘以荷载系数1.1 q2=2.42×8×1.2×8.04=186.8kg/m b.主梁的刚度验算
根据《钢规》要求,主梁的刚度只要控制λ≤250即可,计算上、下弦杆的柔度: Iy=1273×10-8×4+8×1703×10-12×1/12 =5092×10-8+655.1×10-8=5747.1×10-8 m4
c.主梁上、下弦杆腹杆的强度及稳定性计算:
过孔时,桥机主梁上的剪刀主要由腹杆承担,梁中的最大剪力: Qmax=p+qL=2+0.52×41=23.32t 腹杆中的轴力根据平衡方程求出: ∑yi=0 Qmax-2N×2.2/2.42=0 N=Qmax×2.42/(2×2.2) =12.826t 腹杆的横截面积:A=12.74×2×10
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d.下弦杆之间的水平拉杆的强度计算:
取出下弦杆的一个节点,则根据节点的平衡可求出水平拉杆所承担的轴力:
N1-2N×0.78/1.62×0.5/0.48=0
N1=2N×0.5/1.62=2×8.21×0.5/1.62=1.07t 水平拉杆中的工作应力:
σ1=N1/A1=5.07×10/(10.2×2×10) =0.25×10-8=25Mpa
σ<[σ]=170Mpa 满足强度条件
4
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e.梁架时的主梁的强度刚度计算:
架梁时,桥机的计算简图考虑最不利情况,简化为如图所示的计算简图,梁中的最
大弯矩:
∑MA=0 yB×31-26×15.5-q×31×31/2=0 yB =17.8t Nmax=Mmax/h=250/1.8=139t 工作应力:σ σ
4. 架桥机移动运行轨道的预设
运梁轨道基础应有足够的承压能力,应满足架桥机运梁平车载重额定吨位的预制梁安全运行。用夹板及螺栓把各节横移轨道连成一体,且尽可能与前桥墩平行;两平行轨道接口的位置应错开,其错开的位置不应等于架桥机运梁平车前后车轮的轮距;伸缩缝接头间隙应符合理论要求.
五、在进行跨越铁路时简支梁的架设方案
1. 架桥机进行架梁的工程实施步骤
a、前支腿安装
b、中托横移轨道、中托轮及后托轮的安装 c、主梁的安装
d、前支腿的调整安装 e、副前支腿的安装 f、提升小车的安装 g、吊钩的安装
2. 架桥机进行孔洞跨越
max
max
=Nmax/A=139×104/(130×10-4)=107Mpa
<[σ]=170Mpa 安全
a、每次过孔铺设中托及前支横移轨道时,前后两横移轨道应始终处于平行状态。两横移轨道左、中、右各点的距离应一致
b、为保证施工和设备的绝对安全,可在桥机尾部另行增加配重,方法是:一可用后天车吊起待架梁的前部进行配重;二可用天车吊起两台运梁车作为配重;
c、缩回后托轮千斤顶,后托轮与主梁脱离。联接中托与主梁U形螺栓,对架桥机进行全面检查,消除安全隐患。对桥机进行空载试验,检查运行机构及起升机构的各项性能,一切顺利后,桥机进入架梁状态。
d、过孔前导梁在主梁内伸缩几次,以确保机构运行顺畅,无卡壳现象。
e、导梁伸缩时注意观察是否有窜动现象,导梁窜动是桥机过孔的不安全因素之一,窜动的主要原因多为伸缩钢丝绳较松导致导梁窜动,将钢丝绳拉紧固定即可解决。
3.简支梁的运送
a、使用运梁平车或炮车将预制梁运到桥机尾部。
b、使用后支腿或后托轮临时撑起主梁尾部,前提升小车提起预制梁与后运梁平车一 起承托预制梁前移,然后用后提升小车将预制梁后端吊起,将预制梁喂到架桥机内部。 c、两台提升小车提着预制梁纵向喂梁到位。
d、将预制梁下落距盖梁垫石4~5cm位置停下。收起后支腿或后托轮。 e、架桥机横移、提升小车纵移微调,将预制梁放在要求的位置
4. 简支梁的捆绑方式和移动方案
a.架桥机组拼时要按厂家图纸要求控制预拱度。架桥机纵向运行轨道两侧轨顶高度要求对应水平,保持平衡。前、中、后支腿各横向运行轨道要求水平,并严格控制间距,四条轨道必须平行。
b.前支腿横移轨道与平车轨道交叉处设一2m长轨道,平车喂梁时,将该段横移轨道拆除,喂梁后再安装上。
c.架桥机纵向位移要做好一切准备工作,要求一次到位,不允许中途停顿。 d.架桥机起吊天车携带梁纵向运行时,前支腿部位要求用手拉葫芦(5t)与横移轨道接紧固定,加强稳定性。
e.由于该桥有纵向坡度,架桥机纵向移位时要采用三角垫木在轮子前后作防,特别是中支腿离梁端较近,移位时必须注意控制。
f.架桥机组拼后一定要进行吊重试运行,也可用混凝土梁试吊后,架桥机再运行到位开始安装作业。
g.架桥机纵向就位必须严格控制位置尺寸,确保梁安装顺利就位。
h.架桥机作业时必须分工明确,统一指挥,设专职操作员、专职电工和专职安全员,确保施工安全。
i.悬臂移梁时,上部两起吊天车必须后退,前起吊天车退至后支腿处,后起吊天车退至后支腿和后顶高腿中间。
5.简支梁的下落注意方案和横向移动的参考方案
①模板安装:将打好孔并穿入拉杆的模板从梁板中间放入,并将拉杆固定在钢管上,拉杆外侧用PVC管包好;
②钢筋焊接和绑扎:将湿接缝预留的钢筋按照图纸焊接和绑扎好,并报监理工程师验收,为了保证焊渣不掉落到钢轨上,模板安装后再进行钢筋的焊接,为了保证焊渣不烧坏模板,在模板上垫一层湿的土工布,钢筋焊接和绑扎完毕后将土工布和焊渣等清除干净。 ③砼浇筑和振捣:砼采用罐车将运送至工地,采用滑槽送至模板内,插入式振捣器进行振捣;
④养生:养生采用覆盖土工布洒水养生的办法进行养生,养生时间不少于7天。 ⑤拆模:砼达到一定强度后,将预留铁丝与绳子相连,缓缓放下绳子,将模板拆除.
六、结语
通过对跨越铁路干线的施工技术,施工难点以及解决方案措施手段进行了仔细的介绍后,本文可为我国上跨铁路上的桥梁施工技术,施工管理以及部门实现安全施工提供借鉴,积累了丰富的经验,具有很好的参考意义.
a. 建立完善全面的保证安全的体系管理
在架梁施工过程中,为对应各种突发事故,项目部在成立应急小组的同时,建立健全管理体制,健全以现场施工员、管点工程师、项目各部门主管、项目部领导四级汇报机制.
b. 必须和相关管理部门进行密切配合和联系
实行项目经理负责制,建立以项目经理、施工、技术、试验检查人员为主的项目经理部和施工作业班组内部质量管理体系,严格按照质量管理体系运行,全面质量管理网络不断线,不僵化,实行动态管理,保证运行状态良好.
c. 必须严格按照国家的相关管理措施进行安全作业与防护.
加强管理和过程控制,完善各项过程控制手段和方法,特别是要做好施工准备和结合本桥特点制订架梁的测量放线工作, 认真处理施工过程发生的质量问题,制订防范措施,抓好施工质量管理措施的落实工作.
参考文献:
[1]孙大权 公路工租施工方法与实例[M] 北京: 人民交通出版社, 2003 [2]铁道郑 安全监察司与铁道部安全管理司. 铁路营业线施工安全 [3]龚焕然 架桥机简讯 [J]. 铁道建筑. 1985.(10)
[4]石金昌 林区沼泽地路基施工方法 [J]. 林业科技. 1981.(02)
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