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【摘 要】 从我国1992年首台JQG80型架桥机研发成功以来,各式各样的架桥机也随着我国桥梁建设的快速发展而相应产生。进入21世纪后,桥梁建设愈发频繁,急需大量高配置和性能系列化、高质量、高生产率的新型桥梁建设施工设备,以加速我国桥梁的开发建设。本文阐述了架桥机在涉铁桥梁(50米T梁)架设施工中的技术运用并对确保架梁作业的安全和质量做出了总结。
【关键词】 架桥机;50米T梁;涉铁架梁施工;安全
一、工程介绍
K68+309.5京原铁路分离式立交桥是张石高速公路涞源至涞水段中桥梁工程之一,位于保定市涞源县和易县的交界处,上跨拒马河、112国道和京原铁路,公铁相交桩号为K150+223.5(铁路里程)。左右两幅桥梁与铁路斜交角约分别为82.8°, 80.0°。
本桥分左右幅布置,左右幅桥均起讫于K68+129.1,终止于K68+488.1,全长359m。本桥左右幅均为8跨,全桥孔跨布置为:(5×40)+(3×50)m,其中第6孔上跨112国道,第8孔上跨京原铁路。设计纵坡左右幅均为2.41%。
全桥左右幅共计80片T梁,其中50mT梁30片,为第6-8跨,属于先简支后连续结构,第8孔50mT梁上跨京原铁路,为要点施工。单幅均由3片中梁和2片边梁组成。梁高2.75m,梁底宽0.72m,顶板宽1.90m/2.12m,梁中心水平距离2.60m。跨铁梁体规格和吊装重量具体如下表:
涉鐵跨 梁体规格和吊装重量表
二、施工准备
1、 技术准备
(1)复核垫石位置和标高;按梁体架设顺序编号,检查梁体尺寸和强度;
(2)在梁体底弹出中线以保证T梁的正确就位;
(3)在垫石上弹出永久支座中心线、梁端线的位置;
(4)安装永久支座,复核支座标高及位置尺寸。
2、机械、设备情况
本桥架50mT梁采用炮车和架桥机相结合的方式。
三、架梁施工方法及工艺
1、架梁顺序
架梁施工时,考虑架桥机的高度和安全,遵循先架中梁后架边梁的原则,架完后相邻梁板立即连接,左幅T梁按照3-1-2-5-4的编号顺序架设,右幅按照8-6-7-10-9的编号顺序架设。
2.1 现场准备
(1)架桥机在过孔前进行试运行,全面检修和保养,确保工作状态正常;
(2)后支腿纵移轨道在已架好桥面上铺至中支腿后部,在前方的盖梁上安装好前支腿横移轨道;
(3)将待架梁体通过平车运至架桥机尾部;
(4)在前横移轨道两侧及中横移轨道;
2.2 梁板运输及40m梁板运输状态
根据K68+309大桥的施工计划,左幅5跨40m梁板架设完毕后,紧跟施工横隔板和湿接头,完成负弯矩张拉后再行施工剩余3跨50m梁板架设。梁板运输时运梁炮车从小里程路基直接将梁板运送至桥面。40m梁板过梁时的状态:横隔板钢筋全部按设计连接完毕;盖梁上的横隔板下用硬杂木支垫;湿接缝钢筋全部按设计连接完毕;70cm宽的湿接头处搭设40mm厚钢板,钢筋按设计焊好,下面用方木进行竖向支垫,并用木楔打紧,作为支撑;
简支状态下的40m梁板的梁下支撑为砂筒,每片梁板4个,单端2个,砂筒的具体组成和尺寸如下:
砂筒有上筒、下筒和上下钢板组成,高度21~22cm;
上筒高11.5cm,为直径18cm,壁厚8mm的钢管,顶端为20cm×20cm的钢板,中间浇筑有C50混凝土;下筒高12~15cm,为直径20cm,壁厚8mm的钢管,底部为22cm×22cm的钢板,中间填有2~4cm的细砂。
2.3 架桥机过孔
架桥机收起前支腿纵向前移,为保证架桥机前移时的竖向稳定性,在架桥机尾部由天车吊待架梁作配重,前支腿在后支腿动力的推动下向前探出伸到前方的盖梁上,主梁通过中支腿顶轮转动前移过孔。具体步骤如下所示:
第一步:给点后先将架桥机2个天车移至尾部,靠中、后支腿支撑自平衡过孔37米。
架桥机稳定性检算:
M倾 = 3×37+1/2×1.4×372=1069.3t*m
M稳=5×(36+38)+3×26+1/2×1.4×412=1624.7t*m
M稳>M倾 故架桥机稳定,稳定系数1.5。
第二步:用炮车将提前停放在桥面上的梁体运至架桥机尾部的前天车位置,由前天车将梁端捆住作配重,然后整个架桥机继续缓慢前行,炮车以相同速度运梁前移,通过架桥机与炮车的同步纵向移动完成整个配重过程,纵移速度3m/min。
为保证炮车与架桥机同步行走,不产生托、拉等现象影响架桥机安全,考虑架梁影响范围内的纵坡,需在架梁前进行炮车走行试验,确定与天车同步的行驶参数。
梁板提供配重G计算(考虑最不利情况即过孔时前支腿伸到前方桥墩处但未支撑时的状态):
M倾=3×52+1/2×1.4×522=1967.8t*m
M稳=(5+G)×23+5×25+3×13+1/2×1.4×262=752.2+23G
M稳/M倾=1.2
G=(1967.8×1.2-752.2)/23=70t﹤99t(单端梁重)
由以上计算可以得出梁板需提供的配重为70t,小于单端梁重。
抗倾覆检算
架桥机抗倾覆检算取最不利情况,此时两个天车位于架桥机尾部,且以一个天车吊起配重物(梁体)99T为例,校核单根主梁的抗倾覆安全性。
架桥机稳定性检算:
M倾 = 3×52+1/2×1.4×522=1967.8t*m
M稳=(5+99)×23+5×25+3×13+1/2×1.4×262=3029.2 t*m
M稳/M倾=1.6>1.5
故架桥机稳定。
2.4 架梁施工
架梁施工时首先用炮车将T梁通过轨道运至架桥机尾部的前天车下方,前天车起吊提梁缓慢前移,平车以相同速度运梁前移至后天车位置。后天车开始起吊,前后天车同时携梁前行。当T梁运行到架设轴线上方时,停止行走,根据T梁的架设顺序及编号,横移就位,确定T梁落位准确后临时加固处理,完毕后摘除前后天车吊绳,天车退回行走到喂梁的位置,准备吊装下一片T梁,以此类推,完成剩余T梁架设任务。
2.5梁体加固
钢筋焊接:架设2片及以上T梁就位后立即用15cm×15cm的方木斜支撑顶梁并备木楔子加固,焊接湿接缝钢筋和横向联结钢筋。
【关键词】 架桥机;50米T梁;涉铁架梁施工;安全
一、工程介绍
K68+309.5京原铁路分离式立交桥是张石高速公路涞源至涞水段中桥梁工程之一,位于保定市涞源县和易县的交界处,上跨拒马河、112国道和京原铁路,公铁相交桩号为K150+223.5(铁路里程)。左右两幅桥梁与铁路斜交角约分别为82.8°, 80.0°。
本桥分左右幅布置,左右幅桥均起讫于K68+129.1,终止于K68+488.1,全长359m。本桥左右幅均为8跨,全桥孔跨布置为:(5×40)+(3×50)m,其中第6孔上跨112国道,第8孔上跨京原铁路。设计纵坡左右幅均为2.41%。
全桥左右幅共计80片T梁,其中50mT梁30片,为第6-8跨,属于先简支后连续结构,第8孔50mT梁上跨京原铁路,为要点施工。单幅均由3片中梁和2片边梁组成。梁高2.75m,梁底宽0.72m,顶板宽1.90m/2.12m,梁中心水平距离2.60m。跨铁梁体规格和吊装重量具体如下表:
涉鐵跨 梁体规格和吊装重量表
二、施工准备
1、 技术准备
(1)复核垫石位置和标高;按梁体架设顺序编号,检查梁体尺寸和强度;
(2)在梁体底弹出中线以保证T梁的正确就位;
(3)在垫石上弹出永久支座中心线、梁端线的位置;
(4)安装永久支座,复核支座标高及位置尺寸。
2、机械、设备情况
本桥架50mT梁采用炮车和架桥机相结合的方式。
三、架梁施工方法及工艺
1、架梁顺序
架梁施工时,考虑架桥机的高度和安全,遵循先架中梁后架边梁的原则,架完后相邻梁板立即连接,左幅T梁按照3-1-2-5-4的编号顺序架设,右幅按照8-6-7-10-9的编号顺序架设。
2.1 现场准备
(1)架桥机在过孔前进行试运行,全面检修和保养,确保工作状态正常;
(2)后支腿纵移轨道在已架好桥面上铺至中支腿后部,在前方的盖梁上安装好前支腿横移轨道;
(3)将待架梁体通过平车运至架桥机尾部;
(4)在前横移轨道两侧及中横移轨道;
2.2 梁板运输及40m梁板运输状态
根据K68+309大桥的施工计划,左幅5跨40m梁板架设完毕后,紧跟施工横隔板和湿接头,完成负弯矩张拉后再行施工剩余3跨50m梁板架设。梁板运输时运梁炮车从小里程路基直接将梁板运送至桥面。40m梁板过梁时的状态:横隔板钢筋全部按设计连接完毕;盖梁上的横隔板下用硬杂木支垫;湿接缝钢筋全部按设计连接完毕;70cm宽的湿接头处搭设40mm厚钢板,钢筋按设计焊好,下面用方木进行竖向支垫,并用木楔打紧,作为支撑;
简支状态下的40m梁板的梁下支撑为砂筒,每片梁板4个,单端2个,砂筒的具体组成和尺寸如下:
砂筒有上筒、下筒和上下钢板组成,高度21~22cm;
上筒高11.5cm,为直径18cm,壁厚8mm的钢管,顶端为20cm×20cm的钢板,中间浇筑有C50混凝土;下筒高12~15cm,为直径20cm,壁厚8mm的钢管,底部为22cm×22cm的钢板,中间填有2~4cm的细砂。
2.3 架桥机过孔
架桥机收起前支腿纵向前移,为保证架桥机前移时的竖向稳定性,在架桥机尾部由天车吊待架梁作配重,前支腿在后支腿动力的推动下向前探出伸到前方的盖梁上,主梁通过中支腿顶轮转动前移过孔。具体步骤如下所示:
第一步:给点后先将架桥机2个天车移至尾部,靠中、后支腿支撑自平衡过孔37米。
架桥机稳定性检算:
M倾 = 3×37+1/2×1.4×372=1069.3t*m
M稳=5×(36+38)+3×26+1/2×1.4×412=1624.7t*m
M稳>M倾 故架桥机稳定,稳定系数1.5。
第二步:用炮车将提前停放在桥面上的梁体运至架桥机尾部的前天车位置,由前天车将梁端捆住作配重,然后整个架桥机继续缓慢前行,炮车以相同速度运梁前移,通过架桥机与炮车的同步纵向移动完成整个配重过程,纵移速度3m/min。
为保证炮车与架桥机同步行走,不产生托、拉等现象影响架桥机安全,考虑架梁影响范围内的纵坡,需在架梁前进行炮车走行试验,确定与天车同步的行驶参数。
梁板提供配重G计算(考虑最不利情况即过孔时前支腿伸到前方桥墩处但未支撑时的状态):
M倾=3×52+1/2×1.4×522=1967.8t*m
M稳=(5+G)×23+5×25+3×13+1/2×1.4×262=752.2+23G
M稳/M倾=1.2
G=(1967.8×1.2-752.2)/23=70t﹤99t(单端梁重)
由以上计算可以得出梁板需提供的配重为70t,小于单端梁重。
抗倾覆检算
架桥机抗倾覆检算取最不利情况,此时两个天车位于架桥机尾部,且以一个天车吊起配重物(梁体)99T为例,校核单根主梁的抗倾覆安全性。
架桥机稳定性检算:
M倾 = 3×52+1/2×1.4×522=1967.8t*m
M稳=(5+99)×23+5×25+3×13+1/2×1.4×262=3029.2 t*m
M稳/M倾=1.6>1.5
故架桥机稳定。
2.4 架梁施工
架梁施工时首先用炮车将T梁通过轨道运至架桥机尾部的前天车下方,前天车起吊提梁缓慢前移,平车以相同速度运梁前移至后天车位置。后天车开始起吊,前后天车同时携梁前行。当T梁运行到架设轴线上方时,停止行走,根据T梁的架设顺序及编号,横移就位,确定T梁落位准确后临时加固处理,完毕后摘除前后天车吊绳,天车退回行走到喂梁的位置,准备吊装下一片T梁,以此类推,完成剩余T梁架设任务。
2.5梁体加固
钢筋焊接:架设2片及以上T梁就位后立即用15cm×15cm的方木斜支撑顶梁并备木楔子加固,焊接湿接缝钢筋和横向联结钢筋。