在跨越鐵路軌道時採用轉體法施工,不影響交通正常運輸,對鐵路影響時間少工藝簡單、速度快,並具有可靠的安全性,接下來我們就來學習下連續梁橋雙幅同步轉體施工工法。
隨著城市建設和客運需求的增加,重要省會、重大城市之間,將來都將陸續修建客運專線、城際鐵路、軌道交通。倡導建設資源節約型工程、環境友好型工程的科學理念,「以橋代路、注重城市景觀」是今後建設的一大特色,跨線橋也隨之日漸增多。對於修建處於交通繁忙的城市立交橋和鐵路跨線橋,目前由於火車的提速、高速鐵路大規模建設,鐵道部對鐵路行車安全高度重視,在跨越鐵路軌道時採用轉體法施工,不影響交通正常運輸,對鐵路影響時間少(一般僅轉體時間線路封閉) 工藝簡單、速度快,並具有可靠的安全性,同時在施工中質量比較容易控制等優點,顯示了本施工方法超強的優越性,發展前景廣闊。
1工藝流程
樁基施工→中墩承臺施工、轉體設備安裝→墩柱、梁體施工→轉體準備(申報要點計劃、梁體支架拆除、球鉸滑道清理、砂箱拆除、稱重配重、測控點布設、設備安裝調試)→ 試轉(檢查設備運轉情況、監測數據)→ 預轉(將梁體最大限度靠近鐵路、減少要點時間)→正式轉體→梁體姿態調整、固定→封閉上下轉盤→梁體現澆段合龍。
2操作要點
2.1轉體設備安裝操作要點:
轉體設備主要構件均位於中墩承臺內,為了配合各構件的安裝,承臺分七步澆築完成,承臺轉體系統施工具體步驟為:承臺一步澆築混凝土→安裝下球鉸骨架、滑道骨架進行第二步澆築→球鉸及滑道安裝、第三步澆築→支立反力座模板,第四步混凝土澆築→下球鉸聚四氟乙烯滑塊安裝→上球鉸安裝→上轉盤撐腳安裝、澆築第五步混凝土→上轉盤上部結構施工澆築第六步混凝土→轉體完成後,澆筑後封閉部分。
2.1.1承臺一步澆築混凝土
先根據球鉸中心位置及球鉸骨架尺寸,預埋輔助固定鋼筋,將承臺混凝土澆築至下球鉸型鋼骨架底端,待混凝土達到一定強度後,在輔助固定鋼筋上定位骨架,以保證球鉸骨架牢固和安裝精度。
2.1.2安裝下球鉸、滑道型鋼骨架二步混凝土澆築
安裝過程中應控制球鉸、滑道型鋼骨架各點標高,誤差在設計範圍內。
2.1.3下轉盤球鉸、滑道骨架安裝、三步混凝土澆築
球鉸安裝步驟如下:
槽口清理→拼裝下轉盤球鉸→初步定位→綁紮槽口內鋼筋→安裝調整固定架→精確定位及調整→固定→澆注混凝土。
拼裝下轉盤球鉸:下轉盤球鉸運到現場後進行檢查,主要對下轉盤球鉸表面橢圓度及結構檢查是否滿足設計加工要求。
初步定位:確定下轉盤球鉸中心十字線,放出錨固螺栓位置。下轉盤球鉸初步定位的目的是保證槽口內鋼筋與轉盤的錨固鋼筋不發生衝突。
精確定位及調整:先標出球鉸中心點,在球鉸兩側設置固定支墩,在支墩上架設雙鋼管搭設對點器平臺,精確定位對點器位置,確保對點器中心與設計球鉸中心坐標值偏差小於1mm,就位後首先機械千斤頂調整球鉸平面位置,依靠固定調整螺杆上下轉動調整球鉸標高。
固定:球鉸精確定位及調整完成後固定,並對其中心、標高、平整度進行複查;中心位置利用全站儀檢查,標高採用精度0.01㎜的精密水平儀及銦鋼尺多點複測,如有偏差繼續調整直至符合精度要求。
澆注混凝土:混凝土的澆注關鍵在於混凝土的密實度、澆注過程中下轉盤球鉸應不受擾動、混凝土的收縮不至於對轉盤產生影響。
滑道的安裝如下:
滑道鋼板採取分節段拼裝,利用調整螺栓調整固定,要求整個滑道面在同一水平面上,其相對高差不大於2mm。固定後分節段澆注混凝土,滑道板預留通氣孔以保證其下混凝土澆築密實。混凝土養護三天後採用THA102不鏽鋼焊條將預留孔焊死,其上安裝3mm不鏽鋼板。
2.1.4聚四氟乙烯滑動片、上球鉸安裝
下球鉸混凝土澆注完成後,將下球鉸頂面清理乾淨,保證球鉸表面及安裝聚四氟乙烯滑動片的孔內不得有任何雜物,並將球面吹乾。將轉動中心軸φ260mm的鋼棒塗抹黃油插入下轉盤預埋套管中,然後進行下球鉸聚四氟乙烯滑動片安裝,保證聚四氟乙烯滑動片的編號與鑲嵌孔一一對應。
聚四氟乙烯滑動片安裝完成後,塗抹四氟乙烯黃油,檢查合格後,安裝上球鉸,調整水平,保證與下球鉸外圈間隙一致,去除被擠出的多餘黃油,並用寬膠帶將上下球鉸邊緣的縫隙密封,防止雜物進入球鉸摩擦部分。
2.1.5上轉盤撐腳、砂箱安裝、第五步混凝土澆築
上轉盤設有8組撐腳,安裝時注意撐腳安裝的角度及中心位置,保證整個轉動過程撐腳均位於滑道不鏽鋼板範圍內,標高控制應考慮轉體梁體重量轉移於球鉸後,四氟滑片壓縮引起的撐腳下沉量。為保證轉體前結構的穩定,每個撐腳間布設3個砂箱。
綁紮上轉盤鋼筋、預埋牽引索澆築第五步混凝土。
2.1.6第六步澆築
上轉盤第六步混凝土是轉體時的重要結構,在整個轉體過程中是一個多向、立體的受力狀態,受力複雜,設計採用三向預應力結構。
2.2轉體實施施工要點
2.2.1施工準備
2.2.1.1轉體T構清理
在轉體前首先將轉體T構內外清理乾淨,一是不使轉體結構增加任何重量,另外避免在轉體過程中掉落雜物。
2.2.1.2拆除支架、臨時支撐
拆除梁體支架、清理滑道與撐腳間的幹砂,拆除上、下轉盤間的砂箱,然後將球鉸、滑道清理乾淨並在滑道上塗潤滑油以減小轉體摩阻力。將上下轉盤預埋的封固鋼筋進行彎折,以保證不防礙轉動。
2.2.1.3稱重平衡加載
為保證轉體過程平穩,平衡轉體施工必須保證轉動的平穩性,通過微不平衡原理進行稱重和配重,使梁體鐵路側稍微翹起,梁體重心偏心量e在5~15cm之間。
2.2.1.4測控點布設
試轉前,根據線路中心線及轉角,測出順線路澆築連續梁梁面的中心線,標識於梁端、墩頂中心,作為軸線控制點;同時在梁端翼緣板兩側各布置2個高程控制點,監測轉體過程中橋的整體平衡性;在中墩4個面上分別彈出垂直線,作為轉體時觀測垂直度;轉體過程中,安排2組觀測人員,分別於既有線兩側進行觀測。
試轉時,做好轉速及點動一次懸臂端所轉動水平弦線距離測試,以供轉體初步到位後,進行精確定位提供操作依據;同時檢查轉體結構是否平衡穩定,有無故障,關鍵受力部位是否產生裂紋;配重是否合理。
2.2.1.5申報要點計劃
根據預計轉體日期,提前1個月向鐵路部門審報轉體施工計劃,確定轉體時間。
2.2.1.6設備檢查調試、安裝牽引索
將千斤頂、液壓泵站、主控臺等轉體動力設備安裝就位,並空載試運行,檢查設備運行是否正常,控制信號、通訊聯絡是否暢通、良好。
將預埋好的牽引索順著牽引方向纏繞上轉盤後穿過千斤頂,並用千斤頂的夾緊裝置夾持住。首先用1-5KN的力對鋼絞線逐根進行預緊,再用牽引千斤頂在2MPa油壓下對該束鋼絞線整體預緊,使同一束牽引索各鋼絞線持力一致。
2.2.2試轉
準備工作就緒後,進行試轉,以確定牽引設備、轉體系統是否能夠安全運轉、以及各種運行參數。
試轉前在每個撐腳下墊四氟乙烯板。為防止轉體過程中擦腳,需多備3塊四氟乙烯板。如遇擦腳則在行走前方放置四氟板,確保在轉體過程中每個撐腳下方均有四氟乙烯板。
準備工作完成後,同步張拉牽引千斤頂,採取分級加載,分級加載步驟:左右幅連續千斤頂分別按設計啟動值加載到計算啟動力的85%→緩慢加載到計算啟動力的100%,此時若主梁未轉動則再按每級5%加載直到主梁被頂動為止。
試轉時,應做好以下重要數據的測試工作:
每分鐘轉速:即每分鐘轉動主橋的角度及懸臂端所轉動的水平弧線距離,應將轉體速度控制在設計要求內。
點動位移:控制採取點動方式操作,測量組應測量每點動一次懸臂端所轉動水平弧線距離的數據,以供轉體初步到位後,進行精確定位提供操作依據。
停止牽引後,梁端慣性位移值。
啟動油壓值、轉動時油壓值。
試轉過程中,應檢查轉體結構是否平衡穩定,有無故障,關鍵受力部位是否產生裂紋。如有異常情況,則應停止試轉,查明原因並採取相應措施整改後方可繼續試轉。
試轉各項參數觀測的實際值是轉體控制的依據。根據各項參數得出的結果進行計算,與理論值比較,如有偏差進行調整。
2.2.3正式轉體
液壓控制系統、要點審批、氣象條件、結構物等全部就緒並滿足轉體要求,各崗位人員到位,待轉體命令由鐵路部門傳遞至指揮長,轉體人員接到指揮長的轉體命令後,進行轉體操作。
2.2.3.1啟動
同時啟動千斤頂至啟動油壓值,使雙幅橋同時轉動。
2.2.3.2平轉
根據鐵路部門確定的轉體作業時間,根據轉臺上標識的轉角刻度及梁面軸線雙控,兩幅橋同步進行轉體,平轉過程中測量人員反覆觀測墩身軸線偏位,梁端部位高程變化。
根據轉臺上標識的刻度觀察,當距合攏位置約1.5°處時,開始點動精確調整,向控制臺倒數報告監測數據,直至梁體旋轉至設計位置。
2.2.3.3同步轉體控制措施
兩橋同時啟動,現場設同步啟動指揮員,用對講機通訊指揮。
千斤頂公稱油壓相同,轉體採用同種型號的兩套液壓設備,轉體時控制好油壓表壓力。
轉體前在轉盤上布置刻度並編號,轉體過程中隨時觀測兩個轉盤轉過的刻度是否一致。
2.2.3.4梁體姿態調整、定位
梁體中線到達設計位置後,利用千斤頂調整轉體T構傾斜角度,高端張拉設置在臨時支墩上的精扎螺紋鋼將梁端下壓,低端頂升,保證梁體精確就位,並在撐腳與滑道鋼板之間採用鐵楔楔緊、固定,防止梁體在外力作用下擺動,保證整個結構的穩定性。
梁體轉體調整就位後,轉體施工結束,報請鐵路運輸部門解除封鎖開通線路,恢復正常運營。
2.2.4轉體結束後封固上下轉盤
轉體結束後進行上、下轉盤封固施工。將上、下轉盤預留鋼筋焊好,外側支模澆築砼,並在與上轉盤接口處預埋壓漿管,待封固混凝土凝固後用灌漿法填補因混凝土收縮留下的空隙,保證上、下盤間混凝土密實。
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