46m槽型梁跨京滬鐵路架設(shè)及施工控制

1、2006 年度優(yōu)秀科技論文46m 槽型梁跨京滬鐵路架設(shè)及施工控制-第1頁.共 9 頁-46m 槽型梁跨京滬鐵路架設(shè)及施工控制文章提要： 本文主要介紹了架橋機(jī)過孔方法、架梁方法、跨鐵路要點(diǎn)施工及槽型梁的受力分析。關(guān)鍵詞：預(yù)應(yīng)力砼槽型梁、要點(diǎn)、過孔、架梁、受力分析、加固i 概述跨 104 國道、京滬鐵路特大橋是京福高速公路徐州繞城西段2 標(biāo)工程，全橋共 8 聯(lián) 37 孔，長 1139m一至四聯(lián)為現(xiàn)澆預(yù)應(yīng)力砼連續(xù)箱梁；第五至八聯(lián)為先簡(jiǎn)支后連續(xù)的預(yù)應(yīng)力砼槽型梁和箱梁。第五聯(lián)為槽型梁，中跨跨京滬鐵路，其孔跨結(jié)構(gòu)為：31.5m+46m+31.5m 槽型梁梁高 2.4m，底寬 1.2m,頂寬：中梁 2.88

2、m ,邊梁 3.42m，翼板間留有 0.30 米的橫向濕接縫。中跨預(yù)制槽型梁共 8 片，長 46m,單片梁重190t;兩邊跨預(yù)制槽型梁共 16 片，長 31.5m,單片梁重 145to2 跨鐵路“要點(diǎn)”施工第五聯(lián) 24 片槽型梁均在 37#臺(tái)后路基上預(yù)制，提梁機(jī)將梁移至運(yùn)梁平車上，通過運(yùn)梁平車 運(yùn)至架橋機(jī)架設(shè)。架橋機(jī)型號(hào)為DF50/200 川。架設(shè)中跨 46 m 梁時(shí)，需與鐵路部門溝通，即施工期間向鐵路部門要點(diǎn)封閉鐵路，共要9 次點(diǎn)，架橋機(jī)過孔要一次點(diǎn)，架設(shè)8 片梁需要點(diǎn) 8 次（一片梁要一次），根據(jù)架橋機(jī)各結(jié)構(gòu)的行走速度、工人的操作熟練程度及梁的位置，預(yù)先確定出架完每片梁 需用時(shí)間，鐵路部門

3、按此時(shí)間給點(diǎn)（每天給一次）：架橋機(jī)過孔需 45 分鐘，架設(shè)中梁及內(nèi)邊梁每片需 30 分鐘（共 6 片），架設(shè)外邊梁每片需 60 分鐘（共 2 片）o3 架橋機(jī)跨孔施工方法及步驟3.1架橋機(jī)過第一孔前導(dǎo)梁長 15m,重量較主梁輕，過孔時(shí)減輕了架橋機(jī)懸臂端重量，是架橋機(jī)用來輔助過孔的， 但架橋機(jī)過第一孔（1920 號(hào)墩）時(shí)，前導(dǎo)梁不能安裝，如果裝上前導(dǎo)梁，架橋機(jī)前導(dǎo)梁部分將侵 入鐵路上空，影響火車安全。采用的過孔方法是：在20 號(hào)墩頂橋面上設(shè)置支腿（中支腿），作為架橋機(jī)過孔時(shí)的支承點(diǎn)，架橋機(jī)過孔時(shí)的最大懸臂長度（中支腿至前支點(diǎn)距離）為32m 架橋機(jī)后端剩余長度（中支腿至后支點(diǎn)距離）為 38m 過孔

4、前把兩起吊天車縱移到架橋機(jī)后支點(diǎn)處進(jìn)行配重， 起吊天車共重36 噸，架橋機(jī)后部長度及重量遠(yuǎn)大于懸臂端，因此架橋機(jī)不需前導(dǎo)梁輔助即可過孔。利用前、中支腿上行走機(jī)構(gòu)及后運(yùn)梁平車的動(dòng)力使架橋機(jī)縱移主梁前支腿到 見架橋機(jī)過孔示意圖（一）。70m46 m架橋機(jī)過孔示意圖（圖一）19 號(hào)墩墩預(yù)定位置。 詳施工方向京滬鐵路18 號(hào)墩II丄工L1 111111主梁前支腿中支腿運(yùn)梁平車起吊天車n 19 號(hào)墩31.5m20 號(hào)墩21 號(hào)墩30m2006 年度優(yōu)秀科技論文46m 槽型梁跨京滬鐵路架設(shè)及施工控制3.2架橋機(jī)過第二孔（跨京滬鐵路）“圖（二）”所示狀態(tài)，隨后進(jìn)行第二次過孔，該孔跨京滬鐵路，跨度為 46m,

5、其過孔步驟如下:步驟 1:頂起前支腿頂高千斤頂，利用前起吊天車把中支腿移到19 號(hào)墩頂橋面上，調(diào)整中支腿至合適的位置，在離 19 號(hào)墩 18m 處設(shè)一臨時(shí)支點(diǎn)，前支腿回頂將主梁落于中支腿及臨時(shí)支腿上，前天車起吊前運(yùn)梁平車，后運(yùn)梁平車和主梁下弦聯(lián)結(jié)，收起前支腿千斤頂和后部頂高千斤頂，架橋 機(jī)向后方縱移 15m 見架橋機(jī)過孔示意圖（圖三 ）。70m臨時(shí)支腿榔謂皿伽i網(wǎng)昭西跡W時(shí)I叫御陽II烈屈驟 3 :拆除前支腿與主梁下弦的錨固，利用前、中支腿上行走機(jī)構(gòu)及后運(yùn)梁平車的動(dòng)力使架橋機(jī)縱移導(dǎo)梁前支腿到前一跨橋墩預(yù)定位置，頂起導(dǎo)梁前支腿千斤頂，調(diào)整架橋機(jī)主梁水平，將導(dǎo)梁前支腿與墩帽臨時(shí)固定。主梁空載縱向推

6、進(jìn)速度為4.15m/min。架橋機(jī)過孔需要 11 分鐘，導(dǎo)梁前支腿下落需 5 分鐘，導(dǎo)梁前支腿與墩帽臨時(shí)固定需4 分鐘，此操作共用時(shí)需 20 分鐘，操作前開始封閉架設(shè)完第一孔后，架橋機(jī)處于如施工方向京滬鐵路電氣：拔出B 點(diǎn)中支腿所有插頭。中支腿15m帀 18 號(hào)墩京滬鐵路1 1 IT TT什 19 號(hào)墩18m20 號(hào)墩21 號(hào)墩架橋機(jī)過孔示意圖（圖三）步驟 2:安裝前導(dǎo)梁，聯(lián)接臨時(shí)斜撐，兩天車縱移到架橋機(jī)后部，運(yùn)梁平車移到架橋機(jī)后部并與主梁聯(lián)結(jié)，前支腿上部與前導(dǎo)梁下弦錨固，利用蘆或其他聯(lián)結(jié)架將前支腿與已安裝好的梁拉緊。見架橋機(jī)過孔示意圖（圖四）。以上兩個(gè)步驟在封路前完成。電氣：插入 A 點(diǎn)供電

7、箱內(nèi)相應(yīng)插座，把電纜從卷筒中放出約插頭至相應(yīng)插座。30m（視情況而定）并聯(lián)結(jié)縱移各15m什70mML_卄中支腿前導(dǎo)梁臨時(shí)支腿京滬鐵路11 II架橋機(jī)過孔示意圖（圖二）18 號(hào)墩11111 II 11U_ 丄18號(hào)墩11架橋機(jī)過孔示意圖（圖四）2006 年度優(yōu)秀科技論文46m 槽型梁跨京滬鐵路架設(shè)及施工控制-第 2 頁.共 9 頁-2006 年度優(yōu)秀科技論文46m 槽型梁跨京滬鐵路架設(shè)及施工控制-第4頁.共 9 頁-鐵路，見架橋機(jī)過孔示意圖（圖五）。電氣：連接前支腿各插頭至相應(yīng)插座，將中支腿縱移插頭從A 點(diǎn)拔出，插入 B 點(diǎn)相應(yīng)插座。步驟 4:支好導(dǎo)梁前支腿，利用前支腿的吊掛裝置把前支腿運(yùn)行到1

8、8 墩墩頂，事先需鋪設(shè)好橫移方梁，支好前支腿，并加固受力，即跨孔成功。前支腿縱向推進(jìn)速度為4.15m/min。前支腿過孔需 11 分鐘，前支腿加固需 4 分鐘，此操作共用時(shí)需 15 分鐘。見架橋機(jī)過孔示意圖（圖六）。_步驟 5:再次利用前、中支腿走行機(jī)構(gòu)及運(yùn)梁平車的動(dòng)力，將架橋機(jī)主梁再次縱移到架橋機(jī)工 作位置，前支腿上部與主梁下弦錨固，中支腿上部與主梁下弦錨固，后頂高支撐與橋面，拆除運(yùn)梁 平車與主梁之間的聯(lián)結(jié)，架橋機(jī)具備架梁條件。此操作共用是時(shí)10 分鐘，此時(shí)鐵路封閉結(jié)束。運(yùn)梁平車返回存梁場(chǎng)運(yùn)梁。見架橋機(jī)過孔示意圖（圖七）。架橋機(jī)過孔示意圖（圖七）電氣：將前支腿橫移插頭插入 A 點(diǎn)電箱相應(yīng)插座

9、，將中支腿縱移插頭和橫移限位短接插頭拔出， 并將中支腿橫移插頭及橫移限位插頭插入相應(yīng)插座。4 架橋機(jī)架梁施工方法及步驟4.1架梁順序一孔橋有 8 片梁（左幅、右幅各 4 片），從左向右把梁編為 1 #8#梁，1#和 8#梁為外邊梁， 4#和 5#為內(nèi)邊梁，2#、3 #、6 #和 7#為中梁。1#梁架設(shè)完后方可架設(shè) 2 #梁，8 #梁架設(shè)完 后方可架設(shè) 7#梁，其余四片梁架設(shè)順序不受限制。4.2中梁、內(nèi)邊梁架設(shè)步驟 1:利用運(yùn)梁平車將預(yù)安裝的梁運(yùn)至架橋機(jī)后部，用前天車起吊梁，此過程在封路前完成。18號(hào)墩京滬鐵路11 II II II丄工III rr-!Fl-T 19號(hào)墩I20號(hào)墩c21號(hào)墩18號(hào)

10、墩京滬鐵路19號(hào)墩11II20 號(hào)墩架橋機(jī)過孔示意圖（圖六）2006 年度優(yōu)秀科技論文46m 槽型梁跨京滬鐵路架設(shè)及施工控制-第5頁.共 9 頁-見架橋機(jī)架梁示意圖（圖八）。2006 年度優(yōu)秀科技論文46m 槽型梁跨京滬鐵路架設(shè)及施工控制-第6頁.共 9 頁-步驟 2:利用前天車和后平車攜梁繼續(xù)前移至后平車到后天車下部，后天車起吊梁，前天車和后天車同時(shí)攜梁前移，運(yùn)梁平車返回繼續(xù)運(yùn)梁。天車提梁縱向推進(jìn)速度為4.15m/min。前天車及梁體運(yùn)行約 10 分鐘；后天車連結(jié)約 5 分鐘；起吊約 1 分鐘；前后天車及梁體運(yùn)行約 2 分鐘，此操作共46n 槽型梁架橋機(jī)架梁示意圖（圖八）用時(shí) 18 分鐘，操

11、作前開始封閉鐵路。見架橋機(jī)架梁示意圖（圖九）。_罷.丄JLrar架橋機(jī)架梁示意圖（圖九）步驟 3 :前后天車攜梁前移至預(yù)安裝跨內(nèi)，收起頂高支腿，橫移架橋機(jī)，落梁就位。架橋機(jī)橫移速度為 2.45m/min，落梁速度為 0.6m/min。梁體橫移約 2 分鐘；梁體下落約 6 分鐘；梁體對(duì)位 安裝約 4 分鐘，此操作共用時(shí) 12 分鐘，鐵路封閉結(jié)束。見架橋機(jī)架梁示意圖（圖十）。46n 槽型梁履_毎_架橋機(jī)架梁示意圖（圖十）4.3外邊梁架設(shè)外邊梁位于線路的最外側(cè)，雙導(dǎo)梁架橋機(jī)架設(shè)時(shí)架橋機(jī)需分兩次才能完成邊梁架設(shè)，以1 #梁為例：第一次先把梁架在2#梁位置上，架設(shè)方法同中梁及內(nèi)邊梁架設(shè)，如“圖十一”所示

12、。第二次分如下 3 個(gè)步驟：步驟 1:梁落在 2#梁位置上后，取下提梁吊勾橫擔(dān)，回收鋼絲繩，吊勾往上升，同時(shí)小天車向1#梁支座方向橫移至 2 號(hào)主梁頂部，然后把吊勾分在架橋機(jī)2 號(hào)主梁兩側(cè)。鋼絲繩提升、降速度為0.6m/min，此操作用時(shí)共需 10 分鐘。如“圖十二”所示。步驟 2:架橋機(jī)整機(jī)橫移，將 2 號(hào)主梁移至 2#梁支座位置正上方，同時(shí)吊勾下落至1 #槽型梁頂面。此操作用時(shí)共需 10 分鐘。如“圖十三”所示。步驟 3:連接吊點(diǎn)，向上提起梁20cm 架橋機(jī)整機(jī)攜梁橫向移至1 #梁位置下落就位，完成 118 號(hào)墩京滬鐵路19 號(hào)墩20號(hào)墩IT京滬鐵路18號(hào)墩II J.I II 11 JI

13、1119號(hào)墩j n?y20號(hào)墩京滬鐵路18 號(hào)墩11 111 J1 11 II19 號(hào)墩20號(hào)墩2006 年度優(yōu)秀科技論文46m 槽型梁跨京滬鐵路架設(shè)及施工控制-第7頁.共 9 頁-#梁邊梁的架設(shè)，封閉鐵路結(jié)束。連接吊點(diǎn)需3 分鐘，梁起升和橫移需 3 分鐘，梁體對(duì)位安裝約 4分鐘，此操作用時(shí)共需 10 分鐘。如“圖十四”所示。2006 年度優(yōu)秀科技論文46m 槽型梁跨京滬鐵路架設(shè)及施工控制-第8頁.共 9 頁-4.4架橋機(jī)跨幅架設(shè)平板車運(yùn)梁軌道設(shè)在左幅， 右幅梁架設(shè)時(shí)，中支腿橫移軌道及前支腿橫移軌道從左幅通往右幅,架橋機(jī)整機(jī)攜梁橫移至右幅進(jìn)行右幅梁架設(shè)。之間間距為 1m,跨度較小，所以中支腿橫

14、移軌道可直接跨越，不作加固。4.4.2前支腿跨幅施工前支腿底橫移軌道高25cm,寬 20cm,底板寬 40cm,主截面為矩形斷面，采用2cm 厚鋼板焊接而成，左、右幅兩蓋梁之間間距為2.86m，跨度較大，橫移軌道跨越時(shí)，此部分橫移軌道需加固，加固方法是：原有軌道底焊接一塊倒梯形方鋼，增加軌道的剛度，倒梯形高30cm,寬 20cm,采用2cm 厚的鋼板焊接而成。如“圖十五、圖十六”所示。橫移小天車縱移大天車寤輛沖二,架橋機(jī)主梁1門門 口匸【門一4 號(hào)梁3號(hào)梁2 號(hào)梁1號(hào)梁蓋梁外邊梁架設(shè)示意圖（圖十一）外邊梁架設(shè)示意圖（圖十二）|鋼絲繩l.ii1 IE I IM4 號(hào)梁3 號(hào)梁2 號(hào)梁1號(hào)梁鬥丨1

15、口門r廠 仲七4 號(hào)梁3 號(hào)梁2 號(hào)梁1 號(hào)梁3 號(hào)梁外邊梁架設(shè)示意圖（圖十三）外邊梁架設(shè)示意圖（圖十四）4.4.1中支腿跨幅施工中支腿橫移軌道是設(shè)在橋面上，橫移軌道高40cm,頂寬 15cm,底寬 40cm,為梯形斷面，采鋼板焊接而成，頂鋼板厚 5cm,底鋼板及兩側(cè)鋼板厚2cm,軌道結(jié)構(gòu)線路中心線橫移軌道2 號(hào)主梁1號(hào)主梁3梁底支座4 號(hào)梁3號(hào)梁2 號(hào)梁1號(hào)梁 橫擔(dān)hI. :2006 年度優(yōu)秀科技論文46m 槽型梁跨京滬鐵路架設(shè)及施工控制-第9頁.共 9 頁-5 施工計(jì)算分析5.1施工計(jì)算目的運(yùn)梁平車運(yùn)梁及架橋機(jī)在已架完的梁頂上行走時(shí)，梁頂受力較大，架橋機(jī)重220 噸，平板車每臺(tái)重 3.6

16、噸，運(yùn)梁平車軌間距為 2m,前后軸距為 1.72m,每臺(tái)車 4 個(gè)輪。首先確定出最不利的施 工工況，并對(duì)該施工工況進(jìn)行施工計(jì)算，確定各施工工況是否安全，并對(duì)不安全的施工工況進(jìn)行改 進(jìn)和加固。5.2最不利施工工況及其計(jì)算分析工況 1:架橋機(jī)后退裝前導(dǎo)梁，此工況在主墩 19#墩后 18 米處臨時(shí)支點(diǎn)的最大支點(diǎn)反力為42 噸,中支腿支點(diǎn)反力取跨孔剛到位時(shí)的最大支點(diǎn)反力82 噸，作用于邊跨 31.5 米的梁上。此時(shí) 31.5 米梁架設(shè)已完成，已及時(shí)進(jìn)行濕接縫及橫隔板鋼筋焊接施工，完成后直接在梁頂上鋪設(shè)軌道。如“圖二 十二”所示。82t42tn ,200 匚1600-1*-*-L1350J-a31502

17、0i#墩產(chǎn)一=-F*-工況 4 計(jì)算圖式ir一廠-19#1墩lr工況 4 槽型梁下緣應(yīng)力圖（圖二十二）工況 2:架橋機(jī)跨孔移至中跨 18#19#墩上，此工況后支點(diǎn)反力取中跨孔剛啟動(dòng)時(shí)的最大支 反力 45 噸。中支腿支點(diǎn)反力取跨孔剛到位時(shí)的最大支點(diǎn)反力82 噸。如“圖二十三”所示。線路中心線- 橫移軌道11IIr:./1f支座i軌道加固J枕木11前支腿橫移軌道跨幅示意圖（圖十五）左幅右幅蓋梁/28620肋2006 年度優(yōu)秀科技論文46m 槽型梁跨京滬鐵路架設(shè)及施工控制-第10頁.共 9 頁-45t工況 3:架橋機(jī)跨孔完畢后，在邊跨上運(yùn)送中跨的46 米梁段，該梁段重約 190 噸，計(jì)算該梁段由運(yùn)梁

18、平車在鋼軌上走行至起吊前邊跨槽型梁所受的最不利荷載，取走行時(shí)平板車車輪壓在邊跨跨 中為計(jì)算工況。此工況中友腿支點(diǎn)的反力取為138 噸。如“圖二十四”所示。97.14t29.01t29.01t2101279L172L148913150_ -20#墩工況 6 計(jì)算圖式19#墩1X 卜7 工況 6 槽型梁下緣應(yīng)力圖（圖二十四）工況 4:架橋機(jī)移至邊跨 17#18#墩上，在中跨上運(yùn)送邊跨的31.5 米梁段，該梁段重約 145噸，計(jì)算該梁段由運(yùn)梁平車在鋼軌上走行至起吊前中跨槽型梁所受的最不利荷載，取走行時(shí)平板車 車輪壓在中跨跨中為計(jì)算工況。此工況中支點(diǎn)的反力取為117 噸。如“圖二十五”所示。工況 5:

19、在運(yùn)梁過程中，運(yùn)梁平車走行在43 號(hào)鋼軌上，鋼軌直接作用于槽型梁頂板，第五聯(lián)為三孔槽型梁，槽型梁濕接頭及頂板預(yù)應(yīng)力、槽型梁頂18cm 橋面板均未施工，只進(jìn)行了接縫及橫隔板的連接施工，此時(shí)槽型梁頂板較薄，僅8cm 厚。因此須進(jìn)行槽型梁在運(yùn)梁過程中的橫向受力分析，取運(yùn)送 46 米中跨梁段為最不利荷載工況計(jì)算，車輪荷載分布寬度按規(guī)范取為0.96 米計(jì)算。如“圖二十六、二十七”所示。200137515753150工況5計(jì)算圖式19 #墩HI19#墩2214172丄1778_L436.|3150L-4600-19- 1_ J22.215t22.215t85.45t82t工況 5 槽型梁下緣應(yīng)力圖（圖二十

20、三）20 #墩2006 年度優(yōu)秀科技論文46m 槽型梁跨京滬鐵路架設(shè)及施工控制-第11頁.共 9 頁-_18#墩20#墩工況7計(jì)算圖式工況 7 槽型梁下緣應(yīng)力圖 （圖二十五）2006 年度優(yōu)秀科技論文46m 槽型梁跨京滬鐵路架設(shè)及施工控制-第12頁.共 9 頁-6 各工況計(jì)算結(jié)果分析以下是各工況的最不利荷載作用下的槽梁下緣的最小應(yīng)力狀況，應(yīng)力“ + ”為壓應(yīng)力，“一” 為拉應(yīng)力。結(jié)論：工況 12 全截面處于受壓狀態(tài)，工況34 跨中下緣出現(xiàn)拉應(yīng)力，最大值0.8MPa,在容許范圍內(nèi)，結(jié)構(gòu)安全可靠。但為使槽梁受力均勻及增加抗扭性能，在運(yùn)梁之前，應(yīng)先將槽梁間橫向 鋼筋焊接，澆注橫隔板，并且澆注運(yùn)梁的兩

21、片梁之間的濕接縫。第 5 種工況槽型梁橫向計(jì)算結(jié)果為槽梁頂板所受最大正彎矩為2.305 噸米，鋼筋應(yīng)力為215.1Mpa,頂板梗腋處所受最大負(fù)彎矩為6.18 噸米，鋼筋應(yīng)力為 341Mpa結(jié)論：橫向計(jì)算鋼筋拉應(yīng)力達(dá)到屈服強(qiáng)度，結(jié)構(gòu)破壞。表 1 槽梁縱向計(jì)算表工況梁段位置應(yīng)力(MPa)1第五聯(lián)邊跨中梁下緣+ 1.0462第五聯(lián)邊跨中梁下緣+ 0.9993第五聯(lián)邊跨中梁下緣0.7554第五聯(lián)中跨中梁下緣0.2717 加固措施7.1 槽型梁頂加固運(yùn)梁平車運(yùn)梁從槽型梁頂上經(jīng)過時(shí)，槽型梁頂（鋼軌底）橫向鋪設(shè)工字鋼（28#以上），工字鋼間距最大為 70cm,每根長最小 2.5 米，軌道跨度較大，在兩工字鋼之間加鋪一道枕木，工字鋼及 枕木底鋪 5cm厚細(xì)碎石找平。見槽型梁頂加固圖（圖二十八）。工字鋼計(jì)算時(shí)不考慮頂板受力，槽 型梁腹板作為工字鋼支點(diǎn)，按懸臂梁計(jì)算，即工字鋼懸臂承受鋼軌傳下來的力，見工字鋼計(jì)算圖式（圖二十九），鋼應(yīng)力 255MPa 容許應(yīng)力 210 x1.3=273MPa，滿足安全需要。20025.7t12345612 3一45一6,192021202221222323242425 _2526 262728272928292930