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[摘 要]本文首先介绍了桥梁转体法的简介,然后介绍了桥梁转体施工方法的发展历史,接着介绍了桥梁转体法施工的优点,最后介绍了连续梁转体施工。
[关键词]跨越,既有铁路,连续梁转体,施工技术
中图分类号:F530.32 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2015)21-0198-01
一、前言
桥梁转体法简单的说就是在非设计轴线位置将桥梁结构浇筑或者进行拼接成形之后,再通过转体进行就位的一种施工方法。桥梁转体施工法能够在交汇其他铁路的地方同时能够确保安全的施工,也确保了交通运输的正常运行。
二、桥梁转体施工方法的发展历史
最早应用的桥梁转体方法是竖直转体法。上世纪四十年代,法国利用竖直转体法建造了世界上第一座转体桥,随后各国均有应用此法建造的桥梁(如:意大利的多姆斯河桥,德国的阿根托贝尔桥等)。水平转体法最早出现是在1976年建成的奥地利维也纳机场多瑙河桥,此后世界各国也都相继用此法建造过桥梁(如:比利时的本·艾因桥等)。我国是从上世纪70年代开始研究转体施工技术的,最早采用转体法施工的是我国四川省遂宁县跨径77米的钢筋混凝土箱肋拱。随后我国桥梁施工中多次采用该方法,如:大西客专上院跨朔黄铁路特大桥60+100+60m转体连续梁。如下简单介绍其施工方案及施工流程。
2.1 转体连续梁施工方案
在主墩桩基、承台、墩身及球铰安装施工完毕后,顺铁路方向利用托架施工0#块,边跨直线段采用满堂支架现浇,悬挂挂篮浇筑其余节段形成“T”构,利用铁路维修天窗时段平转合拢,最后利用挂篮浇筑边跨、中跨合拢段,解除临时锚固系统。
平转法转动体系主要有承重系统、顶推牵引系统和平衡系统三大部分构成。承重系统由上转盘、下转盘和转动球铰构成,下转盘为支撑转体结构全部重量的基础,转体完成后,与上转盘共同形成基础,上转盘为纵横双向体系,是转体结构的重要结构,转体完成后,上、下转盘共同形成基础,上下转盘之间设转动球铰,通过球绞使上转盘相对于下转盘转动,达到转体目的;顶推牵引系统由牵引索、牵引设备(两台ZLD200型200t连续千斤顶及两台普通YDCW150型150t助推千斤顶构成)、牵引反力支座、助推反力支座构成;平衡系统由结构本身、上转盘6对φ800x24mm的钢管混凝土圆形撑脚、在滑道上撑脚之间设18个φ500x20 mm的砂箱,砂箱内设石英砂。大吨位500t千斤顶及梁顶第三现浇段块放置的配重砂袋等构成。
2.2 轉体连续梁施工流程
在下承台顶面,布置不锈钢滑道、助推反力支座、牵引反力座等;上承台底面布置钢管砼撑脚、托盘,撑脚底部距离下转盘滑道顶面25mm。卸架后撑脚底面与滑道顶面之间的缝隙不得小于5mm。实际转体过程在撑脚与滑道之间设置四氟板,并在四氟板底面涂一层黄油聚四氟乙烯粉末。
上转盘两侧各采用ZLD200型200t连续千斤顶作为牵引千斤顶形成牵引力偶,两台普通YDCW100型150助推千斤顶作为启动助推千斤顶。牵引反力支架布置于下承台,牵引索布置于上承台底部砼托盘上,并缠绕一周。
箱梁浇筑完成后,启动牵引系统,上承台、墩身及箱梁形成的整体绕球铰中心位置设置的钢轴旋转设计角度,到达设计位置、精确测量并临时限位后,及时连接竖向钢筋并采用C50微膨胀砼填充两层承台间的缝隙进行封盘。依次完成边跨合拢段和中跨合拢段。
三、桥梁转体法施工的优点
施工过程中需要投入的机械设备少,工艺很简单,操作起来易保证安全.能够免除在地势险峻、水流深急的地方架设结构物所带来的麻烦,易于保证工期。在繁忙的城市交通立交桥和铁路立交桥的建设过程中,它的优点更为明显。
四、连续梁转体施工
1、试转体
正式转动之前,进行试转,全面检查一遍牵引动力系统、转体体系、位控体系、防倾保险体系是否状态良好,检测整个系统的安全可靠性。同时由测量和监控人员对转体系统进行各项初始资料的采集,建立主桥墩转动角速度与梁端转动线速度的关系,准备对转体全过程进行跟踪监测,以便在转动过程中把转动速度控制在要求范围内。
2、正式转体就位
试转结束,分析采集的各项数据,对转体实施方案进行修正,方可进行正式转体。整个转体基本采用人工指挥控制,所以,连续梁同步转体必须有统一的指挥机构。转体过程中数据的收集,采用严密的监视系统。指挥人员通过监视系统反映的两幅桥的数据资料进行协调指挥,以达到同步的目的。转体结构旋转前要做好人员分工,根据各个关键部位、施工环节,对现场人员做好周密部署,各司其职,分工协作,由现场总指挥统一安排。转体施工的外部条件的确认转体施工日期根据气象部门预报确认可10天内没有大风、暴雨等恶劣天气,且转体当天风速不宜大于10m/s。
同步转体控制措施:①两墩同时启动,为保证同步进行,由启动指挥员用对讲机统一指挥。②连续千斤顶公称油压相同,转体采用两套同型号的液压设备,转体时按校验报告提供的参数控制好油表压力。③采用两幅转体同步监测转体过程中随时观测两个转体的钢绞线是否等速。
转体监控:①转体前在转盘上布置刻度并编号,转体过程中随时观测两个转盘的转过角度是否一致。②在转盘钢绞线上做好标记,观察同一转盘的两根牵引索通过千斤顶是否等速。③转体就位采用2台全站仪观测中线,时刻注意观察桥面转体情况,左右幅梁端每转过1m,向指挥长汇报一次,转体旋转到距设计位置2°时放慢转速,改用手动控制千斤顶。
防超转限位装置转体前在转体就位位置安装限位型钢,使型钢与转盘撑脚接触位置即为转体就位位置。转体实施:①先让辅助千斤顶达到预定吨位,启动动力系统设备,并使其在“自动”状态下运行。②每个转体使用的对称千斤顶的作用力始终保持大小相等、方向相反,以保证上转盘仅承受与摩擦力矩相平衡的动力偶,无倾覆力矩产生。③设备运行过程中,各岗位人员的注意力必须高度集中,时刻注意观察和监控动力系统设备和转体各部位的运行情况。如果出现异常情况,必须立即停机处理,待彻底排除隐患后,方可重新启动设备继续运行。
3、封固转盘
转体精确定位后,注意检查转体高程、轴线偏位是否符合设计要求,无误后,立即在4个撑脚打入钢楔块,并将其锁定。清洁底盘表面并焊接预留钢筋,支模浇筑微膨胀封固混凝土使墩、梁连成一体。混凝土浇筑要振捣密实,保证墩、梁连接牢固可靠。
4、转体抗倾覆预案
按结构力学理论,平衡竖向力作用于梁体两端,使梁体安全转动,实际施工中存在纵向和横向不平衡弯矩,牵引力扭矩和梁体惯性力,使梁体在转体过程中会出现倾覆的可能,采取以下措施防止倾覆:1、转体梁支撑墩墩顶设临时支座并预埋连接钢筋,将连续梁与桥墩进行连接形成T型结构,增加稳定性。2、撑脚的作用是防止结构发生较大的倾斜,即发生倾斜时撑脚先支撑于下转盘的滑道上,防止转体倾斜进一步发生。可利用撑脚采取相应的措施,消除不平衡弯矩,确保施工安全。3、在连续梁顶放置水箱,转体过程中若产生不平衡弯矩,梁体悬臂高程发生超范围变化,向高程增加侧水箱里注水,直至高程恢复到计算所得的高程范围内。4、在转动轴心设一定的横向预偏心,以消除曲线梁体的不平衡弯矩。
五、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。随着我国铁路的发展,跨越既有线的铁路建设将不断增多,转体施工方法将发挥巨大作用,并产生更大的经济效益和社会效益。
参考文献
[1] 黄梅.大跨度连续梁跨越既有铁路防护棚架施工技术[J].科技创新与应用,2012(6):137.
[2] 盖小红.哈大客运专线运粮河特大桥连续梁转体施工设计[J].铁道标准设计,2012(5):89-92.
[3] 阳克文.南广铁路独屋特大桥连续梁跨既有线转体施工[J].铁道运营技术,2011(2):1-3+7.
[关键词]跨越,既有铁路,连续梁转体,施工技术
中图分类号:F530.32 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2015)21-0198-01
一、前言
桥梁转体法简单的说就是在非设计轴线位置将桥梁结构浇筑或者进行拼接成形之后,再通过转体进行就位的一种施工方法。桥梁转体施工法能够在交汇其他铁路的地方同时能够确保安全的施工,也确保了交通运输的正常运行。
二、桥梁转体施工方法的发展历史
最早应用的桥梁转体方法是竖直转体法。上世纪四十年代,法国利用竖直转体法建造了世界上第一座转体桥,随后各国均有应用此法建造的桥梁(如:意大利的多姆斯河桥,德国的阿根托贝尔桥等)。水平转体法最早出现是在1976年建成的奥地利维也纳机场多瑙河桥,此后世界各国也都相继用此法建造过桥梁(如:比利时的本·艾因桥等)。我国是从上世纪70年代开始研究转体施工技术的,最早采用转体法施工的是我国四川省遂宁县跨径77米的钢筋混凝土箱肋拱。随后我国桥梁施工中多次采用该方法,如:大西客专上院跨朔黄铁路特大桥60+100+60m转体连续梁。如下简单介绍其施工方案及施工流程。
2.1 转体连续梁施工方案
在主墩桩基、承台、墩身及球铰安装施工完毕后,顺铁路方向利用托架施工0#块,边跨直线段采用满堂支架现浇,悬挂挂篮浇筑其余节段形成“T”构,利用铁路维修天窗时段平转合拢,最后利用挂篮浇筑边跨、中跨合拢段,解除临时锚固系统。
平转法转动体系主要有承重系统、顶推牵引系统和平衡系统三大部分构成。承重系统由上转盘、下转盘和转动球铰构成,下转盘为支撑转体结构全部重量的基础,转体完成后,与上转盘共同形成基础,上转盘为纵横双向体系,是转体结构的重要结构,转体完成后,上、下转盘共同形成基础,上下转盘之间设转动球铰,通过球绞使上转盘相对于下转盘转动,达到转体目的;顶推牵引系统由牵引索、牵引设备(两台ZLD200型200t连续千斤顶及两台普通YDCW150型150t助推千斤顶构成)、牵引反力支座、助推反力支座构成;平衡系统由结构本身、上转盘6对φ800x24mm的钢管混凝土圆形撑脚、在滑道上撑脚之间设18个φ500x20 mm的砂箱,砂箱内设石英砂。大吨位500t千斤顶及梁顶第三现浇段块放置的配重砂袋等构成。
2.2 轉体连续梁施工流程
在下承台顶面,布置不锈钢滑道、助推反力支座、牵引反力座等;上承台底面布置钢管砼撑脚、托盘,撑脚底部距离下转盘滑道顶面25mm。卸架后撑脚底面与滑道顶面之间的缝隙不得小于5mm。实际转体过程在撑脚与滑道之间设置四氟板,并在四氟板底面涂一层黄油聚四氟乙烯粉末。
上转盘两侧各采用ZLD200型200t连续千斤顶作为牵引千斤顶形成牵引力偶,两台普通YDCW100型150助推千斤顶作为启动助推千斤顶。牵引反力支架布置于下承台,牵引索布置于上承台底部砼托盘上,并缠绕一周。
箱梁浇筑完成后,启动牵引系统,上承台、墩身及箱梁形成的整体绕球铰中心位置设置的钢轴旋转设计角度,到达设计位置、精确测量并临时限位后,及时连接竖向钢筋并采用C50微膨胀砼填充两层承台间的缝隙进行封盘。依次完成边跨合拢段和中跨合拢段。
三、桥梁转体法施工的优点
施工过程中需要投入的机械设备少,工艺很简单,操作起来易保证安全.能够免除在地势险峻、水流深急的地方架设结构物所带来的麻烦,易于保证工期。在繁忙的城市交通立交桥和铁路立交桥的建设过程中,它的优点更为明显。
四、连续梁转体施工
1、试转体
正式转动之前,进行试转,全面检查一遍牵引动力系统、转体体系、位控体系、防倾保险体系是否状态良好,检测整个系统的安全可靠性。同时由测量和监控人员对转体系统进行各项初始资料的采集,建立主桥墩转动角速度与梁端转动线速度的关系,准备对转体全过程进行跟踪监测,以便在转动过程中把转动速度控制在要求范围内。
2、正式转体就位
试转结束,分析采集的各项数据,对转体实施方案进行修正,方可进行正式转体。整个转体基本采用人工指挥控制,所以,连续梁同步转体必须有统一的指挥机构。转体过程中数据的收集,采用严密的监视系统。指挥人员通过监视系统反映的两幅桥的数据资料进行协调指挥,以达到同步的目的。转体结构旋转前要做好人员分工,根据各个关键部位、施工环节,对现场人员做好周密部署,各司其职,分工协作,由现场总指挥统一安排。转体施工的外部条件的确认转体施工日期根据气象部门预报确认可10天内没有大风、暴雨等恶劣天气,且转体当天风速不宜大于10m/s。
同步转体控制措施:①两墩同时启动,为保证同步进行,由启动指挥员用对讲机统一指挥。②连续千斤顶公称油压相同,转体采用两套同型号的液压设备,转体时按校验报告提供的参数控制好油表压力。③采用两幅转体同步监测转体过程中随时观测两个转体的钢绞线是否等速。
转体监控:①转体前在转盘上布置刻度并编号,转体过程中随时观测两个转盘的转过角度是否一致。②在转盘钢绞线上做好标记,观察同一转盘的两根牵引索通过千斤顶是否等速。③转体就位采用2台全站仪观测中线,时刻注意观察桥面转体情况,左右幅梁端每转过1m,向指挥长汇报一次,转体旋转到距设计位置2°时放慢转速,改用手动控制千斤顶。
防超转限位装置转体前在转体就位位置安装限位型钢,使型钢与转盘撑脚接触位置即为转体就位位置。转体实施:①先让辅助千斤顶达到预定吨位,启动动力系统设备,并使其在“自动”状态下运行。②每个转体使用的对称千斤顶的作用力始终保持大小相等、方向相反,以保证上转盘仅承受与摩擦力矩相平衡的动力偶,无倾覆力矩产生。③设备运行过程中,各岗位人员的注意力必须高度集中,时刻注意观察和监控动力系统设备和转体各部位的运行情况。如果出现异常情况,必须立即停机处理,待彻底排除隐患后,方可重新启动设备继续运行。
3、封固转盘
转体精确定位后,注意检查转体高程、轴线偏位是否符合设计要求,无误后,立即在4个撑脚打入钢楔块,并将其锁定。清洁底盘表面并焊接预留钢筋,支模浇筑微膨胀封固混凝土使墩、梁连成一体。混凝土浇筑要振捣密实,保证墩、梁连接牢固可靠。
4、转体抗倾覆预案
按结构力学理论,平衡竖向力作用于梁体两端,使梁体安全转动,实际施工中存在纵向和横向不平衡弯矩,牵引力扭矩和梁体惯性力,使梁体在转体过程中会出现倾覆的可能,采取以下措施防止倾覆:1、转体梁支撑墩墩顶设临时支座并预埋连接钢筋,将连续梁与桥墩进行连接形成T型结构,增加稳定性。2、撑脚的作用是防止结构发生较大的倾斜,即发生倾斜时撑脚先支撑于下转盘的滑道上,防止转体倾斜进一步发生。可利用撑脚采取相应的措施,消除不平衡弯矩,确保施工安全。3、在连续梁顶放置水箱,转体过程中若产生不平衡弯矩,梁体悬臂高程发生超范围变化,向高程增加侧水箱里注水,直至高程恢复到计算所得的高程范围内。4、在转动轴心设一定的横向预偏心,以消除曲线梁体的不平衡弯矩。
五、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。随着我国铁路的发展,跨越既有线的铁路建设将不断增多,转体施工方法将发挥巨大作用,并产生更大的经济效益和社会效益。
参考文献
[1] 黄梅.大跨度连续梁跨越既有铁路防护棚架施工技术[J].科技创新与应用,2012(6):137.
[2] 盖小红.哈大客运专线运粮河特大桥连续梁转体施工设计[J].铁道标准设计,2012(5):89-92.
[3] 阳克文.南广铁路独屋特大桥连续梁跨既有线转体施工[J].铁道运营技术,2011(2):1-3+7.