江蘇大橋工程m槽型梁跨鐵路施工控制

2006年度優(yōu)秀科技論文46m槽型梁跨xxxx架設(shè)及施工控制-第12頁.共9頁-46m槽型梁跨xxxx架設(shè)及施工控制文章提要：本文主要介紹了架橋機過孔方法、架梁方法、跨鐵路要點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、過孔、架梁、受力分析、加固1概述xxxx、xxxxxxxx是xxxxxxxxxxxxxxxx,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xxxx，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2.88m，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145ｔ。2跨鐵路“要點”施工第五聯(lián)24片槽型梁均在37＃臺后路基上預(yù)制，提梁機將梁移至運梁平車上，通過運梁平車運至架橋機架設(shè)。架橋機型號為DF50/200Ⅲ。架設(shè)中跨46m梁時，需與鐵路部門溝通，即施工期間向鐵路部門要點封閉鐵路，共要9次點，架橋機過孔要一次點，架設(shè)8片梁需要點8次（一片梁要一次），根據(jù)架橋機各結(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間，鐵路部門按此時間給點（每天給一次）：架橋機過孔需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）。3架橋機跨孔施工方法及步驟3.1架橋機過第一孔前導(dǎo)梁長15m，重量較主梁輕，過孔時減輕了架橋機懸臂端重量，是架橋機用來輔助過孔的，但架橋機過第一孔（19～20號墩）時，前導(dǎo)梁不能安裝，如果裝上前導(dǎo)梁，架橋機前導(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號墩頂橋面上設(shè)置支腿（中支腿），作為架橋機過孔時的支承點，架橋機過孔時的最大懸臂長度（中支腿至前支點距離）為32m，架橋機后端剩余長度（中支腿至后支點距離）為38m，過孔前把兩起吊天車縱移到架橋機后支點處進(jìn)行配重，起吊天車共重36噸，架橋機后部長度及重量遠(yuǎn)大于懸臂端，因此架橋機不需前導(dǎo)梁輔助即可過孔。利用前、中支腿上行走機構(gòu)及后運梁平車的動力使架橋機縱移主梁前支腿到19號墩墩預(yù)定位置。詳見架橋機過孔示意圖（一）。3.2架橋機過第二孔（跨xxxx）架設(shè)完第一孔后，架橋機處于如“圖（二）”所示狀態(tài)，隨后進(jìn)行第二次過孔，該孔跨xxxx，跨度為46m，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號墩頂橋面上，調(diào)整中支腿至合適的位置，在離19號墩18m處設(shè)一臨時支點，前支腿回頂將主梁落于中支腿及臨時支腿上，前天車起吊前運梁平車，后運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，架橋機向后方縱移15m，見架橋機過孔示意圖（圖三）。電氣：拔出B點中支腿所有插頭。步驟2：安裝前導(dǎo)梁，聯(lián)接臨時斜撐，兩天車縱移到架橋機后部，運梁平車移到架橋機后部并與主梁聯(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。見架橋機過孔示意圖（圖四）。以上兩個步驟在封路前完成。電氣：插入A點供電箱內(nèi)相應(yīng)插座，把電纜從卷筒中放出約30m（視情況而定）并聯(lián)結(jié)縱移各插頭至相應(yīng)插座。驟3：拆除前支腿與主梁下弦的錨固，利用前、中支腿上行走機構(gòu)及后運梁平車的動力使架橋機縱移導(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)整架橋機主梁水平，將導(dǎo)梁前支腿與墩帽臨時固定。主梁空載縱向推進(jìn)速度為4.15m/min。架橋機過孔需要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固定需4分鐘，此操作共用時需20分鐘，操作前開始封閉鐵路，見架橋機過孔示意圖（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點拔出，插入B點相應(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行到18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，此操作共用時需15分鐘。見架橋機過孔示意圖（圖六）。步驟5：再次利用前、中支腿走行機構(gòu)及運梁平車的動力，將架橋機主梁再次縱移到架橋機工作位置，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，拆除運梁平車與主梁之間的聯(lián)結(jié)，架橋機具備架梁條件。此操作共用是時10分鐘，此時鐵路封閉結(jié)束。運梁平車返回存梁場運梁。見架橋機過孔示意圖（圖七）。電氣：將前支腿橫移插頭插入A點電箱相應(yīng)插座，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?！?＃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：利用運梁平車將預(yù)安裝的梁運至架橋機后部，用前天車起吊梁，此過程在封路前完成。見架橋機架梁示意圖（圖八）。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攜梁前移，運梁平車返回繼續(xù)運梁。天車提梁縱向推進(jìn)速度為4.15m/min。前天車及梁體運行約10分鐘；后天車連結(jié)約5分鐘；起吊約1分鐘；前后天車及梁體運行約2分鐘，此操作共用時18分鐘，操作前開始封閉鐵路。見架橋機架梁示意圖（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，落梁就位。架橋機橫移速度為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；梁體對位安裝約4分鐘，此操作共用時12分鐘，鐵路封閉結(jié)束。見架橋機架梁示意圖（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)梁架橋機架設(shè)時架橋機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。第二次分如下3個步驟：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，同時小天車向1＃梁支座方向橫移至2號主梁頂部，然后把吊勾分在架橋機2號主梁兩側(cè)。鋼絲繩提升、降速度為0.6m/min，此操作用時共需10分鐘。如“圖十二”所示。步驟2：架橋機整機橫移，將2號主梁移至2＃梁支座位置正上方，同時吊勾下落至1＃槽型梁頂面。此操作用時共需10分鐘。如“圖十三”所示。步驟3：連接吊點，向上提起梁20cm，架橋機整機攜梁橫向移至1＃梁位置下落就位，完成1＃梁邊梁的架設(shè)，封閉鐵路結(jié)束。連接吊點需3分鐘，梁起升和橫移需3分鐘，梁體對位安裝約4分鐘，此操作用時共需10分鐘。如“圖十四”所示。4.4架橋機跨幅架設(shè)平板車運梁軌道設(shè)在左幅，右幅梁架設(shè)時，中支腿橫移軌道及前支腿橫移軌道從左幅通往右幅，架橋機整機攜梁橫移至右幅進(jìn)行右幅梁架設(shè)。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)牢固，強度高，且左、右幅兩橋面之間間距為1m，跨度較小，所以中支腿橫移軌道可直接跨越，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，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。5施工計算分析5.1施工計算目的運梁平車運梁及架橋機在已架完的梁頂上行走時，梁頂受力較大，架橋機重220噸，平板車每臺重3.6噸，運梁平車軌間距為2ｍ，前后軸距為1.72ｍ，每臺車4個輪。首先確定出最不利的施工工況，并對該施工工況進(jìn)行施工計算，確定各施工工況是否安全，并對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算分析工況1：架橋機后退裝前導(dǎo)梁，此工況在主墩19#墩后18米處臨時支點的最大支點反力為42噸，中支腿支點反力取跨孔剛到位時的最大支點反力82噸，作用于邊跨31.5米的梁上。此時31.5米梁架設(shè)已完成，已及時進(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。工況2：架橋機跨孔移至中跨18?！?9＃墩上，此工況后支點反力取中跨孔剛啟動時的最大支反力45噸。中支腿支點反力取跨孔剛到位時的最大支點反力82噸。如“圖二十三”所示。工況3：架橋機跨孔完畢后，在邊跨上運送中跨的46米梁段，該梁段重約190噸，計算該梁段由運梁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，取走行時平板車車輪壓在邊跨跨中為計算工況。此工況中友腿支點的反力取為138噸。如“圖二十四”所示。工況4：架橋機移至邊跨17?！?8＃墩上，在中跨上運送邊跨的31.5米梁段，該梁段重約145噸，計算該梁段由運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，取走行時平板車車輪壓在中跨跨中為計算工況。此工況中支點的反力取為117噸。如“圖二十五”所示。工況5：在運梁過程中，運梁平車走行在43號鋼軌上，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，此時槽型梁頂板較薄，僅8cm厚。因此須進(jìn)行槽型梁在運梁過程中的橫向受力分析，取運送46米中跨梁段為最不利荷載工況計算，車輪荷載分布寬度按規(guī)范取為0.96米計算。如“圖二十六、二十七”所示。6各工況計算結(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，“－”為拉應(yīng)力。結(jié)論：工況1～2全截面處于受壓狀態(tài)，工況3～4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，并且澆注運梁的兩片梁之間的濕接縫。第5種工況槽型梁橫向計算結(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：橫向計算鋼筋拉應(yīng)力達(dá)到屈服強度，結(jié)構(gòu)破壞。表1槽梁縱向計算表工況梁段位置應(yīng)力(MPa)1第五聯(lián)邊跨中梁梁下緣＋1.0462第五聯(lián)邊跨中梁梁下緣＋0.9993第五聯(lián)邊跨中梁梁下緣－0.7554第五聯(lián)中跨中梁梁下緣－0.2717加固措施7.1槽型梁頂加固運梁平車運梁從槽型梁頂上經(jīng)過時，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）。工字鋼計算時不考慮頂板受力，槽型梁腹板作為工字鋼支點，按懸臂梁計算，即工字鋼懸臂承受鋼軌傳下來的力，見工字鋼計算圖式（圖二十九），鋼應(yīng)力255MPa，容許應(yīng)力210x1.3=273MPa，滿足安全需要。橫向移梁時中支腿軌道底同樣設(shè)置I28b工字鋼，加大橫移軌道的剛度，但不僅設(shè)置于運梁兩片梁上而是橫橋向通長設(shè)置，工字鋼上放置枕木垛，應(yīng)靠近腹板位置布置，枕木垛上放置鋼軌。7.2運梁軌道固定第五聯(lián)鋼軌底為工字鋼和枕木，工字鋼位置：采用Φ16螺紋筋立向雙面焊在工字鋼上，然后扳彎扣緊鋼軌，限制運梁時鋼軌橫、豎向位移，鋼筋單根長15cm，每