横跨现浇梁架设异形箱梁施工技术研究.pdf

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横跨现浇梁架设异形箱梁施工技术研究1 横跨现浇梁架设异形箱梁施工技术研究2 横跨现浇梁架设异形箱梁施工技术研究3 横跨现浇梁架设异形箱梁施工技术研究4 横跨现浇梁架设异形箱梁施工技术研究5
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———文章编号:10094539(2018)05003605・桥梁工程・横跨现浇梁架设异形箱梁施工技术研究李广利(中铁二十局集团第六工程有限公司陕西西安710032)摘要:客运专线桥上车站原设计上部结构为支架现浇箱梁,因工期原因,桥站两端岔区现浇连续梁之间的现浇等宽异形简支葙梁变更为预制架设施工。由于运梁车横跨通过岔区现浇连续箱梁翼缘板、架设异形预制箱梁,需要对岔区现浇连续箱梁翼缘板进行加固,通过对这一系列施工技术的详细阐述,对同类工程施工有借鉴意义。关键词:运梁车横跨现浇箱梁翼缘板加固架设异形箱梁中图分类号:U445.4文献标识码:ADOI:10.3969/j.issn.1009-4539.2018.05.010ConstructionTechnologyResearchonErectingIrregularBoxGirderAcrossCast-in-placeBeamLiGuangli(ChinaRailway20幽BureauGroup6山Engineering’Co.Ltd.,Xi811Shaanxi710032,China)Abstract:Thetop-structureofstationonthebridgeforonepassengerdedicatedlineintheoriginaldesigniscast・-in・-situboxgirderwithsupport.Owingtotheduration,theconstructionmethodofeast・in・situaequilatespecial-shapedsimply-supportedboxgirderamongthecast--in・・situcontinuousbeamsintheturnoutareaonbothendsofthebridgestationischangedasprefabricatederectionconstruction.Thegirdertransportationvehiclecrossesovertheflangeplateofcast-in-situcontinuousboxgirderintheturnoutareaandthespecial-shapedprefabricatedboxgirdershouldbeerected,SOtheflangeplateofcast-in-situcontinuousboxgirderintheturnoutareashouldbereinforced.Detailedexplan砒ionofaseriesofconstructiontechniqueshasreferencesignificanceontheflametypeofengineeringconstruction.Keywolds:crossoverofgirdertransportationvehicle;cast--in・-situboxgirder;reinforcementofflangeplate;erectingspecial.shapedboxgirder1工程背景西成高铁南郑特大桥上一座越行站长为1496.20nl(395#一441#墩间),桥上站上部结构设计为76孔双线现浇箱梁,梁体结构由站外的每个断面单榀预制箱梁变成每个断面现浇双榀箱梁。桥上越行站孔跨结构为:1496.20—mI、3线路,632m双线连续箱梁—(9#)+232—m双线简支箱梁(1#)+432m单线—变双线连续箱梁(7#)+932m双线简支箱梁(2#、—3#、4#)+124—m双线简支梁(5撑)+1232m双——收稿日期:20180319基金项目:中铁二十局集团有限公司科技研发项目(YFl606QL03C)作者简介:李广利(1971一),男,工程师,主要从事大型土建项目桥梁、隧道施工。—线简支梁(4#、3#、6#)+432m单线变双线连续箱—梁(8#)+232—m双线简支梁(1#)+632Ill双线连续梁(9#);973.00—mlI、4线路,632m单线变双—线连续箱梁(10#)+732Ill双线简支箱梁(3样、4#)—+124—m双线简支梁(5#)+1232m双线简支梁—(4#、3撑、6#)+432nl单线变双线连续箱梁(8#)。站内1#现浇梁设计较标准箱梁底板宽60cm、翼缘板每边窄30cm;3#现浇梁设计较标准箱梁底板宽60cm,翼缘板两侧不等宽;4#现浇梁设计较标准箱梁底板宽60cm,翼缘板每边窄100era;其他现浇梁全是底、腹板为变截面连续箱梁。站内76孔双…线箱梁设计全部为支架法现浇。36铁道建筑技术RAILWAYCONSTRUCTIONTECHNOLOGY2018f05J万方数据・桥梁工程・梁车¨J。现浇变预制的41孔异形梁最重梁为1#梁316.5m3C50砼、计重量为822.9t;3#梁翼缘左右尺寸不对称,宽的半幅比窄的半幅多0.433m3砼、计重为1.06t,为了使架设3#梁时左右受力均匀、梁面水平平稳移动,用预制场预制的大桥砼遮板作为窄的半幅配重、3#梁梁体重加上遮板配重合计重为843.96t。JQ900A架桥机额定施工重量为900t,最重1墚(822.9t<900t)、不对称3#梁(843.96t<900t)均满足架桥机额定施工重量要求HJ。(2)JQ900A架桥机中支腿0型圈上缘内框净空宽度为13.8m,而4l孔l#、3#、4}}箱梁翼缘最宽工况为3#箱梁。3}}箱梁及翼缘最宽工况13.4m(3#箱梁左右不对称,一半幅宽为6.7m,另一半幅宽为5.15m,按照中线对称最宽工况13.4m考虑),而且架桥机吊钩还可横向左右移动24cm,3#箱梁宽的最大半幅(6.7m)翼缘外边缘距离0型圈内框(净空半幅宽为6.9—m)为2044cm,故JQ900A架桥机满足1#、3#、4#异形箱梁翼缘过中支腿0型圈净空工况要求峥o。(3)原设计运梁走行路线在76孔双线现浇连Ⅱ续箱梁腹板处(I、设计正线),示意图1中虚直∞线,运梁车走行梁体翼缘承重满足要求J。原设计41孔1#、3#、4#现浇箱梁变更预制架设后1#、3#、4#异形箱梁在架设时运梁车要从7}}、10#现浇连续箱梁的顶板和翼缘板上横跨行走,改变了原设计架梁图1原设计、变更后运梁车轨迹线示意时运梁车的走行路线,需对7#、10#现浇梁按新运柒轨迹(见图2)进行受力检算并确定梁体翼缘的加固41孔1#、3#、4蜉宽异形箱梁相较标准箱梁底板方案(见图2运梁轨迹通过405#~407#墩纵向中宽60cm(标准箱梁底宽10・6m,1#、3#、4#异形梁底线、即现浇梁体翼缘加固区段)。宽11.2m),翼缘板由标准对称变为左右不对称。将3.2箱梁架设梁场标准制梁台座基础、存梁台座垫石加宽0.6m,桥上站箱梁从401#。403#墩之间的1#箱梁开翼缘板制作为可拆卸型模板、翼缘底部加固顶托撑始向435#墩方向架设,1样梁按照正常跨度架设,尾杆受力,可满足异形梁制存台座、翼缘板预制要求;‘部喂梁、天车提梁,驮梁行走、落梁就位即完成7|。内模重新按照设计图纸加工;端模锚穴依照标准梁1#箱梁架设完成用运梁车驮运架桥机走行分岔型设置;其余设备、机具利用制梁场设备机具,可满道至408#墩位置、架桥机新行走线路需弯转横跨已足异形箱梁预制施工口。。现浇的变截面箱梁翼缘,运梁车驮运架桥机走行分下面重点介绍异形梁架设及翼缘加固技术。岔道过孔[8-92。3异形箱梁架设站外品{篙器薏言鬟篓善鼻3.1架设技术要点—走线路在632m双线现浇连续箱梁即10#梁上、(1)异形梁架设用JQ900A架桥机、HZY900运顺道岔中心线行走;I、3线架设异形预制箱梁,运铁道建笳{支术只A『LWAYCONSTRUCTIONTECHNOLOGY2018(05J37万方数据・桥梁工程・Ⅱ梁车行走轨迹退回车站原设计的I、设计轨道正线处(405#墩)转向I、3线,即运梁横跨走行线路在—432m单线变双线现浇连续箱梁即7#梁上、顺道Ⅱ岔中心线行走。但转向、4线或转向I、3线,顺道岔中心线运梁车横跨行走轨迹线路都需要解决好单榀断面上运梁横跨行走到双榀断面现浇梁上、其翼缘支撑承重问题,即41孔异形梁由现浇变更预制,改变了原运梁车设计行走路线,为确保运梁车安全横跨线路Ⅱ中线处、现浇梁翼缘板,I、正线两侧的10#及7撑现浇连续箱梁翼缘及箱室需进行加固处理。……;二二=二E日一如孚粱一尸同+一一-+一{二一函巫丛莎a.架设II、4i.t线路时运梁车行走线路≮蕊…弋蟹中.邺踟慕ⅡI∑:f三三王丑三!堑;至ⅡI燮堑塑鬻莎西西藏亍蹦谚辨.32m单变双线连续梁b.架设I、3道线路时运梁车行走线路图2架设¨、4及I、3运梁车横跨行走线路(单位:m)异形梁从401#t敦向435#J教方向架设,先架设右Ⅱ半幅异形预制梁(即、4线),架设完成后使用运梁车驮运架桥机退回405#墩,架设左半幅桥(即I、3线),工况及支反力与右幅相同。该工况下架桥机中支腿及后支腿均站立在箱梁上,与右幅桥不发生干涉,左右两幅箱梁缝间隔为10cm,可用天车横移油缸来确保该尺寸、横移油缸调节量为±24cm,满足作业要求。Ⅱ、4线及I、3线架设完成后变更的41跨异形面的紧密支撑,防止箱梁翼缘、箱室变形安全,见图3。,辨心线P=16s慨j2Qi38爵0J20C20素,t&/{=1"63kN。j,蝌3道中心线!1“’17。蝌7撑崃。・../.....L正线中i心图3最不利运梁车荷载横桥向布置(单位:cm)梁架设特殊工况施工完成。4现浇箱梁翼缘板加固梁、糕黑盟麓嚣嚣嘉蔷4.1加固技术桩基为长20m+1.25m钢筋砼桩基,其上部环状主当运梁车沿桥上站道岔中心轨迹运梁行走,最筋伸入横向两桩基之间钢砼条形系梁O.8m(系梁边轮子横跨到线路中心线,即双线现浇变截面箱梁截面1.0mx0.8m)。支撑钢管柱用,1,603×8mm翼缘处,其两片现浇梁翼缘、箱室单薄受力不均,易螺旋钢管、钢管上下焊接2.5cm钢板承重。三榀发生箱梁裂缝变形等安全质量问题,故架设异形梁156b型钢水平放置钢管柱顶面上紧密满焊连接,钢前需在405#~407#墩间现浇连续箱梁翼缘运梁轨管柱基础坐落在桩基系梁上或支撑在大桥承台上。迹线路上(见图2)采用桩基、支撑钢管柱及型钢梁三榀156b型钢顶面至两侧梁翼缘板底面间支模,两进行辅助加固,加固注意两片箱梁翼缘底面与加固片梁梁缝灌注C20细石素砼。砼填实梁间缝使梁38铁道建筠技术RAILWAYCONSTRUCTIONTECHNOLOGY2018(05J万方数据・桥粱工程・体上部受力均匀传递给156b型钢及下部支撑钢管;—运梁车车轮行走迹线横跨现浇432In单变线连续—梁(7样)、632m单变双连续梁(10#)两片梁翼缘顶时,横向再铺设三块1.5cm厚钢板、确保上部受力均匀传递;405#一407#墩间的现浇箱梁设计为单箱室,沿箱室三道梁中心线、分岔线处用20cm×20cm方木密布密撑加固,方木与两片梁翼缘底板紧贴紧撑。异形梁架设运行走在现浇梁翼缘其加固方案见.图3、图4.三榀156b工字钢梁±!:!!翌壁:苎!!里‰*嘲营柱一Ⅱf、4道/笮警粱到慑倍毋两每}|争*工件再溺.407号墩Ul蛳三垫!!鱼三兰塑鲞l墨塞线梁顶线/U辜U\I、3道线路L刊—40j量墩再:习r405号墩’L!斗。幽a.平面布置瓣嚣翳型—瓣厢管加固兰业坐竺&羔淼喇ii“i蝶筮~棵长20mb.立面布置图4线路中线处两片现浇梁翼缘处加固(单位:cm)4.2加固荷载计算运梁车驮运预制异形箱梁(或驮运架桥机)行走,其全部重量都由运梁车车轮承担。HZY900运梁车自重2.4X10kN,异型预制梁中最重的1椭梁自重为8.23X103kN(架桥机额定重量为5.0X103kN),可得出运梁车最大运梁荷载为10.63×103kN。荷载传递全部由运梁车4排64个轮胎承重(运梁车31.50m长,16轴线、每轴线4个轮胎,即64个轮胎),一个轮胎承载按166.1kN计算,按1.2安全系数计算得到一个轮承重为199.2kN。运梁车所有轮胎均匀布设承重,简化计算按均布荷载考虑即得运梁车承重为404.948Ⅳkm,每一排轮胎的荷载计算为101.233kN/m。依据图3,运梁车最边轮胎中心线横跨线路中心线处,即通过两片现浇箱梁翼缘边缘时,为运梁行走最不安全荷载状况。运梁车其他三排轮胎分布运行在设计轨道中心线的位置,由现浇箱梁全部承重,加固支撑钐}道建麓技术RAILWAYCONSTRUCTIONTECHNOLOGY架支承现浇箱梁的翼缘板边缘的最边一排轮胎全‘—部重量1011。4.2.1支撑钢管柱荷载计算支撑钢管柱所承担的最大压力计算:R铜管柱=RA+1.2X18×G支撑钢管拄=1891.02+1.2X18×1.174=l916.40(kN)钢管柱选用直径为4603mm、壁净厚度8mm螺旋钢管做支撑杆柱。查表得其几何数据:横向截面惯性矩,=66188cm4;横向截面积A=186.296cm2,惯性半径为i=21.0380cm。支撑钢管柱高度约为1800cm,支撑钢管柱横向设置支撑桁撑焊接连接,得约束端长度大约为900cm,A=900/21.0380=42.80,其压杆为小柔性度杆,其稳定系数为沙=0.935,Q235钢材屈服应力为矿。=235MPa。所以,计算压杆压缩屈服轴向应力:Fs轴=oroXHX[(D÷2)2一(d÷2)2]=235X103x3.14156X[(0.603/2)2一(0.587/2)2]=3512.404(kN)计算压杆的稳定承载力得:Fs=妒XF啪=0.935×3512.404=3284.10(kN)尺钢管柱=1916.40kN<Fs=3284.10kN计算结论:钢管支撑柱能满足承重压力要求。4.2.2桩基荷载计算计算传递的支撑压力[P],桩基直径考虑1.25m,查设计勘查资料桩基钻孔穿过的地质为硬塑膨胀土,取死=50l&a,A=0.65,,,lo=0.7,[嘞]=150kPa,砭=2.5。Y2=20Ida/m2。[P]=l/2×∑ulifi+AmoA{[盯o]+,c272(^一3)}=1/2X(1.25+0.03)×刀×hX50+0.65×0.70X0.625X0.625X刀X{150+2.5X20X(危一3)}=128.45h[P]=2000.0kN时,则h=15.570m。所以直径1.25m钻孔桩基设置为20m深度满足施工要求。4.2.3横梁纵梁安全性计算通过验算横向钢砼系梁跨中受弯受剪裂缝、验算纵向工字梁抗弯焊缝计算均满足现行规范要求,故整个结构安全稳定性符合架设箱梁施工要求。得出结论:采用桩基钢管撑柱加固双线箱梁的翼缘2018105139万方数据・桥梁工程・板方案可行。5安全措施参考,更为今后异形箱梁横跨现浇梁架设施工积累了宝贵的经验。(1)架设预制的异形箱梁前先放线,用油漆显万丐义陬明标示运梁车轨迹横跨走行线路,运梁车移动时严[1]贺林潦新渭南车站连续梁支架现浇施工技术[J].价格按照标示线路行走,安全指挥专人司职。值工程,2012,31(9):85.(2)运梁车移动作业中操作司机、安全指挥员[2]魏红萍,陈建杰,孔祥荣,等.高架匝道波形钢腹板PC必须集中关注运梁车四周移动状况,发现异常停车组合箱梁施工技术[J]・建筑施工,2011,33(2):136查检、启动应急预案,不得高档位紧急启动紧急停‘叫确‘车操作12l。‘[3]李维玲,王英琳・900级低位过隧运粱车[J]・建筑机一.竺:苎望型霉苎雾篓竺苎兰堡!鼍委妻冬…笙芰1茹:支=巢桥机架设并置箱梁施工技术过程严格警戒;起吊箱梁纵向行走前移、专职人员。。[Jj.铁妄兰营技术,三二,i:4;盈二j_~一。必须随时察看箱梁运移情况,防止异形箱梁磕碰中[5]陈晓剑.i高速铁路900t箱梁架设关键技术[J].山西支腿0型圈;下落箱梁不得与已架预制梁或现浇梁—建筑,2010。36(11):299300.相碰且梁底保持水平;吊钩小车横移时不得连续动[6]律百军.客专平原架桥机过隧架设双线整孔箱梁技术移防止起吊箱梁横向晃动过大磕碰中支腿0型圈。—研究[J].铁道建筑技术,2015(9):111115.o讳士.富[7]房亮.高铁客专550t单线箱梁运架技术研究[J].铁通过西成高铁桥上站异形箱梁由现浇变更为Is]杨晓宇,房亮・高铁客运专线900T箱梁架设技术浅论预制架设,特别是横跨岔区现浇梁翼缘板、架设异[J]・中国建设信息,2010(17):74-75.孚篓兰竺婪壁是,翌璺墼竺黧,譬汐1:焉,2架桥012(机快6):1蓑竺嚣场技术研究且提高了工艺质量及施工进度,质量满足设计、规[10]茬菇菇蒜集桥机主结构的载荷工况分析研究范要求,大大降低了施工成本,是加快车站岔区箱[J].石家庄铁道学院学报(自然科学版),2010,23(1):梁施工进度的一种有效途径。更突出的是工期得—6669到了有效保证,未发生任何安全事故,取得了良好[11]陈灵,张智莹.高速铁路大型箱梁架运设备及其应用的社会效益和经济效益。通过该工程施工,为以后—(上)[J].建筑机械化,2007(4):1822.有类似双线异形现浇梁设计而变更为预制架设施[12]黄素英.铁路架桥机施工作业过程安全风险控制研究工、且在梁场规划时就考虑异形梁的预制工作提供—[J].铁道建筑,2013(2):2628.(上接第31页)[7]李国彬.第三系砂泥岩地层隧道施工安全及对策研究—技术研究[J].铁道建筑技术,2016(6):2326.[8]苏国举.齐岳山隧道岩溶涌水治理关键技术[J].铁道[3]杜炜平,古德生.隧道通过断层区的力学特性与技术建筑技术,2016(8):50-54.[4]关宝树.漫谈矿山法隧道技术第十四讲一隧道涌水—方法[J].甘肃水利水电技术,2013,49(1):3032.—及其控制方法[J].隧道建设,2017,37(1):110.[10]郑文宁.地质雷达在隧道施工短期超前地质预报中的[5]高飞,刘丹.模糊聚类分析法在叙岭关隧道涌水来源—应用[J].公路,2005(4):191193.万方数据
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