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本项目为提升改造工程某跨线桥项目,主线桥第二十联为等截面三箱室钢箱梁,单幅设置,顶宽19m,底宽12.45m,梁高2m,桥长145m,分为40m+55m+40m三跨,梁底净高15.47~18.35m;钢材材质为Q345C。对于箱梁之间各部分的连接通常采用工厂焊接与现场焊接结合的方法,按照相关的规定,选用的箱梁高度为2m、钢箱顶部的标准厚度为14mm、地板一般采用的厚度为16cm、腹板的厚度为14mm。为了确保梁体结构的安全性,在实际的施工建造中,通常需要将箱梁的顶端和底端统一加厚到20mm。另外,值得一提的是横隔板标准的纵向间隔距离为2m,采用的横隔板厚度需要在30~32mm左右,顶部选用8mm厚的U型加劲肋,底部选用10mm厚的倒T型加劲肋,为了保持梁体结构的稳定性,需要每隔两道横隔板设置一道竖向加劲肋。总体的平面图如图1所示。
2主要施工设备配置计划
3施工工艺技术
3.1施工准备
(1)在梁体结构施工前对桥墩标高、间距等关键项点进行测量以保证钢梁配切精度。(2)对梁段进行临时加固支撑。(3)钢箱梁起重吊装前仔细检查每个墩顶盆式橡胶支座的活动(固定)方向是否与设计方向相符;仔细复核墩顶支座标高及每孔墩顶之间的距离是否与预埋支座上钢板位置相匹配。盆式支座采用正装法安装。(4)认真按规定及方案架设支架、吊车,注意吊车支腿位置的地基情况。(5)吊装前仔细检查支架零件是否完整。(6)吊装前对吊机、钢丝绳、卸扣、吊耳等施工设备的规格和质量再逐一认真检查。布控所用爆闪灯、反光锥、水马也需逐一清点。(7)吊装前确保现场交通警示标志标示安放到位,特种作业人员持证上岗。
3.2梁段吊装方法
梁段的吊装具体步骤如下:①将预制的吊梁制作完成以后,将运输车辆开到位,并对运输车辆进行详细的检查,以便确保运输的可靠性。②在对箱梁进行吊起之前,需要详细检查钢丝的各个绳索是否有明显的隐患,检查完成,发现没有任何安全问题后,才可以指挥正常起吊。③选择有经验的起重指挥人员,将梁图段进行吊起,待吊至运输车上端时,进行轻轻放置到运输车上,1现场人员需要拿起实现准备好的绳索,将梁段进行捆绑,防止其在运输过程中发生晃动,从而影响箱梁的质量。然后,运输车辆驶向工程施工地点。
3.3检测监控方案
(1)地基处理:由于施工区域中吊车所占区域及支架所占区域均位于现有道路上,经了解施工区域内地下无管线。支架搭设之前需要选用水泥浆将其前端支架接口处磨平。(2)检查吊车,工程使用的吊车准备完成后,就需要对其支腿之间的距离进行监测,且需要对安放地区的地面平整程度和支腿的液压是否存在泄漏进行详细的检查。在吊车进行转载作业时,需要对吊车承重最大的支腿进行实时监测,通过对比分析,不断进行记录,一旦发现红色指示灯亮了,就需要及时的停止施工。(3)吊件监测:梁段运输前后对梁段尺寸进行测量、记录数据后进行比对。如果梁段变形量超过设计允许范围及时上报项目部进行处理。(4)支撑体系监测:施工过程中设专人检查贝雷架插销是否紧固,横头是否发生变形,发现问题马上进行处理并上报施工现场负责人。
3.4钢箱梁接口匹配调整
待钢梁运输至施工现场后,需要对梁箱的接口处进行及时调整,具体的调整内容为:①进行接口粗匹配。所谓的接口粗匹配是对箱梁的线型进行调整,以保证轴线的中心。调整的步骤为:首先对梁段的斜率、高度进行调整调整,至少与基本的轴线相平,然后将轴线两侧的配件螺栓进行连接,最后调整梁段的整体高度,与U型肋相平,与此同时对梁段前后的高度进行测量,并及时调整,以满足预先的设计要求,标高测量合格以后,与其他配件进行结合,并测定桥轴线。②接口处精确匹配。将支架沉降操作完成以后,焊接之前,需要对接口处进行精确匹配,这一阶段主要是调整标高、拱度、横坡的高度等,按照施工的要求,接口处的的高度差不得高于0.5mm,依照一定的顺序进行调整,但是需要保证顶板和腹板之间的高度没有差别,然后对底板及接口处进行精调,最后对悬挑板的接口进行调整,利用千斤顶来精调,并采用一定的固定方法完成匹配。
3.5现场焊接
现场的焊接有一定的顺序,一般情况下需要从先跨顶,然后再跨中,从腹板开始,经过箱体顶端、底板处、U型肋补段,一直到肋板。最后需要对焊接的地方进行详细检查,以便保证良好的质量和外观。此外,在对钢箱的梁顶板及底板焊接时需要将受压地区进行及时焊接,对于跨中位置来说,需要首先焊接顶板,然后再焊接底板,接缝处应尽量设置在弯矩比较小的地方。
3.6支架选型
本工程支架选用方柱式组5贝雷架(1900×1900×h),底板采用2.6×2.6m厚度30mm的钢板。贝雷架的组合高度根据现场架设位置所需高度进行调整,调整完后再运至现场。方柱式桥墩是用连接件将直立的四片贝雷桁架连接成边长为1.9m的方柱,两方柱用系杆相连。方柱式桥墩稳定性好,拼装方便,每一方柱承载力可达1000kN。本工程单座贝雷架最大受力约为32t,贝雷架可满足使用要求。
4施工安全保证措施
4.1安全生产技术措施
在施工阶段需要对安全方面给与高度重视,具体可以从以下几方面入手:①建立专门的安全管理机构,及时对工程施工现场进行监督管理,并进行定期或不定期相结合的方法进行抽查检验,最后将获得的结构进行记录和屏蔽,发现重大安全隐患的地区,要责令限期整改。此外,在施工地点安放施工标识牌或警示牌,以引起员工的注意,从而避免事故的发生。②吊装时采取安全措施。首先,吊装过程中应配备专门的人,开始吊装之前需要召开技术交底会议,对吊物的重量进行详细记录,严格计算,为后期选择吊点及工程设备做铺垫。另外,为了保证吊装的安全性,需要在起吊之前进行必要的试吊,吊装开始时,任何人都不允许站在起吊臂上,并设置警戒线。起吊的动作需要一个接一个,不可连续进行,由于钢箱梁比较重,起吊时不允许进行长时间逗留。③施工机械的使用安全防范措施。工程中选用的施工机械都需要严格按照工程的有关规定,操作人员应具备一定的上岗资质,对施工机械安装完成后,需要经过专门的人员进行检查,验收合格以后才能投入使用,施工开始之前,需要对机械的云状情况做监测,以便保证按期完工。
4.2安全应急预案
(1)施工机具:施工中的机具必须拥有合格证,安装合格后必须经检验合格才能进行使用。在施工中操作人员必须持证上岗,施工场所必须制定操作规程。必须做到定人、定岗、专人负责。(2)触电事故:施工现场电动工机具较多,施工人员在平时施工时现场临时电源应由专业电工进行接线,手动电动工具必须安装漏电保护器,现场临时使用电线、电缆应符合安全要求,在带电场所作业时做好个人防护按规程操作。管理人员在办公区域内应注意各种电器的安全使用。
5结束语
总的来说,随着我国科学技术的发展,桥梁的设计和施工技术已经取得了很大的进步。目前,箱梁技术因为它具有良好的经济效益和社会效益,越来越受到行业的青睐,得到了广泛的应用。
作者:季伟 单位:中交第一公路勘察设计研究院有限公司
参考文献
[1]佗鹏斯.钢管贝雷梁柱式支架法现浇箱梁施工技术[J].黑龙江交通科技,2016(12).
关键词:铁路跨线桥;施工安全;技术
一、前言
在新的时代背景下,伴随着交通事业的不断进步和发展,这样修建的铁路跨线桥就越来越多,但是因为其具有复杂性、特殊性的特征,在施工中就存在很多方面的安全问题,因此一定要采取相应的安全技术措施对其进行分析,从而才能确保交通事业的进一步发展。
二、铁路跨线桥梁施工之前准备工作
1、加强对施工人员的安全培训
在进行铁路跨线桥施工之前,首先做好施工人员的教育培训工作,提高他们的安全意识,并且做好各项制度的制定和实施工作。然后要严格按照规定的要求做好技术交底工作,在开展施工工作之前,组织全体施工人员对安全知识进行学习,并且做好技术交底,从而确保施工人员清楚施工流程。最后在培训结束后,要对他们进行考核,考核合格人员方可从事该项工作,考核不合格的人员要进行再培训,或者不让他们从事该项工作。
2、确保方案的合理性
在施工之前,施工方案要按照施工等级报铁路有关部门进行批复,然后按照铁路有关规范和要求编制施工计划,并且与有关单位签订施工安全责任协议书。
3、设置专业安全防护员
在开展铁路施工阶段,要搭建好班棚,并且要安排一名专业防护员在施工地方的上、下行处,确保24小时有人值班。同时要给防护员配备对讲机、电喇叭,有任何情况要提出警示,对于列车接近的位置要给出警告。此外,无关人员不可以进入施工现场,对于进入施工现场的无关人员要进行劝阻,从而才能确保行车和人身安全。
三、铁路跨线桥施工中的安全控制要点
1、挂篮施工安全控制
(1)对施工的每一个节段进行检查在施工过程中,将挂篮移动到位之后,要对每个节点进行认真检查,如果出现螺栓连接松动的情况,要将其重新扭紧;焊接缝隙裂开要进行重新补焊。同时严格按照规定要求对后锚系统进行重新检查,对于发生非弹性形变的锚件,要将其更换掉;并且要将质地比较坚硬的方木块进行加工,作为辅助支撑,这就可以有效防止千斤顶稳定。其次,在进行混凝土浇筑的过程中,要对就挂篮的变形量进行测量,并且采用密目防护网对挂篮附近进行全封闭式施工。最后在开展挂篮施工之前,要对路面标高进行反复的核对。
(2)检查各部分连接情况在移动挂篮之前,要对各个部分的连接情况进行检查,首先要确保后锚系统连接好,并且涂上剂,这样就可以大大的减少摩擦;同时要进行挂篮上吊施工时,线路要垂直,这样就能确保挂篮移动的方向和位置准确,也能随时对其进行调整。其次,在移动挂篮时,用力要均衡,且要缓慢的向前移动,其中移动的速度要控制在1cm/min;在移动挂篮之前,要清理干净桥面上的机具,这就可以有效防止挂篮移动出现碰撞。此外,在移动挂篮之前要在后方加挂钢丝绳保险索,并且将其与锚固筋连接在一起,就能够有效避免挂篮出现倾倒和倾覆问题,还要设置好桥面围栏,从而就可以保证施工人员安全,防止有物体掉落。
(3)拆除挂篮系防护绳在拆除和卸载挂篮系防护绳的时候,要在构件的上端系好防护绳,这就可以有效防止因为操作失误或者其他造成意外的发生。同时在进行挂篮拆除的时候,要与管理部门保持联系,并且采取相应的交通管理制度进行施工。
2、现浇梁施工封锁安全控制
(1)在进行封锁施工之前,要将施工人员做好内容和要求的交底工作,并且还确保机具、材料等充分。同时在进行封锁施工之前,要安排人员到车站做好登记工作,但是要由车站值班人员向列车调度员申请,经过批准后就可以施工。在收到封锁开始施工的指令之后,要严格按照规定要求设置防护标志,现场防护员到岗到位。此外,在开通封锁之前,要先拆除防护标志,并按规定设置列车慢行标志,随后在车站取消封锁。
(2)针对铁路既有线封锁施工,在进行施工的时候,一定要做好施工之前的准备工作,高效率的完成封锁环节的各项施工,并且要按照计划将封锁线路进行恢复,主要恢复到规定的技术标准,从而才能保证运输的安全。同时在施工的时候,要进行统一指挥;对于事前、事中以及事后工作要清楚、明确。
(3)对于封锁施工,在开始和结束的时候,现场指挥人员要根据调度命令和具体情况来对其进行决定,并且施工队伍在进入施工现场的时候,要根据封锁施工之前准备工作的繁简程度来决定。在封锁施工结束之后,经过检查要得到现场指挥人员的认可,施工队伍方可离开施工现场。
4、高空作业安全防护
在开展高空施工之前,要逐级做好安全技术交底工作,对人身防护和安全技术进行有效落实,没有落实好不可以进行施工。对于高空施工中的安全标志、仪表以及电气设备,在施工之前要做好检查工作,保证其是完好无缺,只有这样才能投入到施工中使用。对于攀登和悬空高处、搭设高处设施的人员,一定要持证上岗,并且要定期对他们的身体体质和技能进行检查和考核。同时在施工中,如果发现安全技术设施存在问题,要及时采取相应的办法解决,如果对人们的人身安全造成危害,要立刻停止施工。其次,在进行高空施工的过程中,要将可以坠落的物体进行撤除,或者将其固定,对于所有用到的物质材料,要将其堆放平稳,不可以对通行造成阻碍,也不能影响安装和卸载。除此之外,要保持施工走道、通道板的干净,对于拆除和卸载下来的物体和剩余材料要进行及时的清理,不可以随便乱放,或者丢弃。
四、结束语
综上所述,在建设铁路跨线桥的时候,一定要对施工安全问题引起高度的重视,对重要环节进行充分的分析,有效排除一些安全隐患。同时要建立有效的应急预案,采取相应的安全对策,从而才能确保铁路正常的运行和行车安全,促进交通事业的蓬勃发展。
参考文献:
[1]李阳春.如何搞好高速铁路跨线桥梁施工安全问题的探讨[J].科技创新导报,2012(6):118-119.
[2]王中和.扬中夹江二桥直线段施工技术[J].交通科技,2013(26):31-33.
关键词:桥梁工程 跨线桥 施工技术 合拢段施工
中图分类号:U445 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2013)01(a)-0058-01
1 工程概况
某桥梁全长113.5 m,计算跨度为(32+48 +32)m,0#块与1#块支架现浇,内模采用脚手架支撑;悬灌梁段采用轻型斜拉式挂篮施工;边跨现浇段及边跨合拢段采用碗扣式满堂支架法施工。
2 边跨直线段施工技术
2.1 地基处理及支架搭设
边跨直线梁段采用支架现浇法进行施工,支架采用碗扣架配合普通钢管搭设支架,碗扣架在箱梁12 m宽范围内立杆采用横向间距60 cm,纵向间距60 cm,横杆步距120 cm;在箱梁腹板下的120 cm范围内立杆纵向间距加密为30 cm;顺桥向和横桥向每隔3排设置一道剪刀撑,保证支架的整体刚度和整体稳定性。支架顶托先横向摆放15 cm×15 cm方木作承重梁,再在其上纵向用10 cm×10 cm方木做分配梁,分配梁间距20 cm;立杆下设置20×25枕木,横桥向布置,间距为0.6 m。枕木长6 m,每根枕木上放置脚手架不得超过10根。枕木选择完整无破损的枕木,不得使用有空洞、朽蚀的枕木。
边跨直线梁段的基础处理后的地基宜高出原地面不小于20 cm,并做成不小于2%的双面拱坡以利排水,在地基四周挖好排水沟,作好排水系统。地基处理的宽度为15 m,长度为12 m,以满足支架搭设需要。地基处理完毕后立即浇筑15 cm厚C25混凝土作为地面防水层和地基持力层,以确保支架搭设稳定。
2.2 边跨直线段施工流程
其工艺流程为:地基处理搭设落地支架搭设模板支立平台安装支座支立模板绑扎钢筋及安装预力管道搭设混凝土浇筑平台浇筑混凝土养生拆除内、外侧模板及端模。边跨直线段混凝土采用一次浇筑成型,施工中控制锚垫板及预应力管道位置,准确设置预留孔和预埋件,已利于合拢段施工。
3 合龙段施工技术
对于桥梁合拢段的施工顺序采取应先合拢边跨,然后再后合拢中跨。
3.1 模板安装
合拢中跨前须先拆除一个“T构”的挂篮。合拢段利用挂篮内外模滑行梁和底模前后横梁作吊架,通过梁段上的预留孔将挂篮的内外模和底模吊在梁段上作为合拢段模板施工。
3.2 0#块施工技术
(1)0#块临时支架的施工。墩身施工时,按设计位置紧贴墩身侧壁模板预埋钢板,同时将型钢桁架在指定加工场地按要求焊接成型。墩身拆模后,将成型的型钢桁架焊接在预留钢板上,形成托架。搭设工字钢支架及安装底模,检查合格后,对托架进行设计荷载130%的超载预压,以检验托架设计的合理性和托架结构的可靠性,校验托架变形情况,并且消除托架的非弹性变形,为灌注施工立模标高提供依据。托架的预压方式采用预制砼块预压,预压的重量根据梁的几何尺寸进行模拟加载,预压用吊车从两侧向中央对称均匀堆载。
3.3 边跨合拢段施工
(1)边跨合拢段施工配重。边跨合拢段长为2 m,为保证边跨合拢段始终处于稳定状态,边跨合拢段施工时,在中跨悬臂端顶部设合拢段重量的一半的配重,配重采用水箱,水箱自重加水重为合拢段重量的一半,水箱重心距悬臂外端部2 m,灌注混凝土过程中,依据灌注混凝土的重量及时向水箱中注入同等重量的水。(2)边跨合拢段施工。在完成悬臂箱梁和边跨现浇段施工后,开始边跨合拢段施工。边跨施工前拆除挂篮并解除边跨其它荷载,在边跨现浇段支架上安装合拢段底模、侧模及其支架,利用挂篮模板作为边跨合拢段的模板,调整合拢段的中线和高程。由于边跨合拢段一端是现浇梁段,一端是悬臂灌注梁段,梁体竖向温差会使合拢口梁截面产生挠度和角位移,使合拢段混凝土受弯。
临时刚性连接采取既撑又拉的办法,将两端相邻段落连成整体,采用四根I20型钢作为锁定材料。在合拢段箱梁的端部设置连结构造作为临时支撑,以承受温度升高时使悬臂纵向伸长产生的压应力,在两合拢悬臂端梁的顶板、底板顶面预埋钢板,设置反力座,并将外刚性支撑焊接,以锁定合拢口。并张拉一组临时钢束,以预应力来抵消两端因温度降低而缩短所产生的拉应力,通过设置承受压应力及拉应力的装置使合拢段混凝土得到保护。
合拢前将现浇段和悬臂灌注梁段上的杂物清理干净,此时除加压等物体外应将施工机具等全部清除或移至0#块顶部,保证应力状态与设计相符。合拢前,精确测量边跨合拢段两侧两个梁段的顶面高程并进行对比,如果其高差Δ10 mm则按照计算使用配重,将水箱放置在梁上的指定位置,再进行合拢施工。钢筋绑扎工序为绑扎底板钢筋固定底板预应力管道绑扎腹板钢筋、竖向预应力管道固定固定腹板内纵向预应力管道绑扎顶板钢筋固定顶板横向预应力管道。
灌注底板和腹板混凝土时,从内模顶部开口,设串筒灌注底板混凝土,同时在箱体内腹板模板上开口,设溜槽或导管灌注底板和腹板下部混凝土。然后灌注腹板上部和顶板混凝土。待合拢段混凝土龄期达到5天且强度达到100%强度后,按设计图纸要求张拉顶板底板纵、横向钢绞线和竖向预应力筋并压浆。张拉的一般顺序为:先底板束后腹板束再顶板束,先长束后短束,从外到内左右对称进行,最大不平衡束不超过一束。张拉及压浆完成后,拆除挂篮及模板。
3.4 中跨合拢段施工
当合拢边跨完成后可采取合拢中跨,先拆除一端挂篮,以此另一端挂篮模板作为中跨合拢段的模板,拼装中跨合拢段吊架,完成篮底模板、外模板的安装,并将其主桁架拆除。合拢中跨应当注意对于合拢口两端的悬臂长度以及截面采取一致,而且在合拢短时间内,两端悬臂因箱梁竖向温差产生的合拢口挠度基本相同,合拢口的临时锁定装置仅承受角位移产生的弯矩。在当天最低温度时等强焊接临时锁定装置,并对预应力合拢束临时张拉,快速完成钢筋、模板和管道的安装。选择在当天最低温度灌注合拢段混凝土,对混凝土及时养护。待合拢段达到设计强度后张拉中跨各预应力束,最后拆除临时锁定装置和吊架。施工顺序为安装合拢段刚性支撑安装合拢模加平衡重浇注混凝土分级拆除压重合拢完成。
4 结语
文章通过结合工程实例,针对大跨度桥梁的边跨直线段及其合拢段施工方案,阐述了较长直线段及其合拢段的施工技术及控制措施,总结出出施工过程中的难点及注意事项,为同类工程提供参考。
参考文献
关键词: 互通跨线桥;连续箱梁;施工分析
中图分类号:U445.466 文献标识码:A 文章编号:1006-4311(2014)07-0119-02
1 工程概述
石佛互通跨线桥起止于K62+226.00、K62+304.00,全桥长78m,该桥为主线上跨石佛互通E匝道而设,交叉桩号K62+266.197=EK0+172.771。桥位处地势较陡,半挖半填形式,两岸有机耕道分布。采用20+30+20m现浇连续箱梁方案。桥梁平面位于直线上,左幅等宽,右幅A匝道上桥,桥梁宽度变宽,预应力连续箱梁混凝土标号为C40,纵向预应力钢束采用d=15.2低松弛钢绞线,fpk=1860MPa,张拉控制应力0.75fpk,采用配套金属波纹管预留孔道。
2 连续梁施工
2.1 地基处理 为保证梁体施工时支架基础稳定,桥墩台基础施工完毕基坑回填前,彻底排干基坑底积水,进行页岩回填,确保碾压密实。回填后在整平地表面铺50cm弱风化页岩压实,采用C20砼整体硬化10cm以上垫层,两侧各超出翼板外边缘1.0m,满足施工作业空间需要。为防止雨季期间雨水浸泡导致基础下沉,支架范围内地面四周合理布设排水沟,保证排水通畅。
2.2 碗扣式支架搭设 根据施工图及规范对支架方案进行比选后,现浇连续箱梁采用碗扣式支架,支架搭设时在普通跨立杆按间距0.9m×0.6m布置,横杆高度1.2m,利用可调底座、可调顶托调节。地基处理后由测量队根据支架搭设布置图测放出控制点,将各立杆位置定位并进行水准测量,根据标高由技术主管定出具体配杆方案,每层水平横杆、顶托标高到搭设至顶时再精确抄平交底,由专业架子工根据测放出立杆位置、标高带线进行支架搭设[1]。
2.3 支架预压 在支架搭设完毕,箱梁底模板安装好后选择一孔进行预压,预压荷载为该孔段箱梁自重120%以检验支架安全性并测出弹性变形,供箱梁施工预拱度设置作参考依据。普通钢筋混凝土连续梁考虑设置预拱度,一般设置为2cm左右,设置情况以预压分析结果进行调整。选定文兴路跨线桥右幅第3跨为预压试验跨,跨径30m处于水田地段,考虑用水袋预压利于施工,预压时周边采用模板挡护,在预压过程中注意做好沉降观测,在预压前、预压中和预压后做好记录,以较好分析预压结果并根据结果进行其它箱梁施工控制。
2.4 支座安装 支座安装前检查支座垫石标高、位置,满足设计要求后方可进行安装;安装前将墩台支座处垫石用高标号砂浆抹平支座垫石并使其顶面标高符合设计要求。对于伸缩缝处,梁底支座、支座滑动钢板、梁底预埋钢板用丙酮清洗干净。梁底预埋钢板与支座滑动钢板采用环氧树脂粘贴;安装前检查支座中心位置,抹平砂浆必须干燥并保持清洁无杂物,支座安装必须与垫石平整密贴[2]。
2.5 模板工程
2.5.1 箱梁底模 箱梁采用竹胶板作底板,5×10cm方木作骨架支撑,横向方木间距20cm。顶托调平后先铺设纵向方木和横向方木,由测量队再次找平后铺设竹胶板。竹胶板要求拼缝严密,板面平整,接缝平顺,接缝处两块面板高差不得大于1mm并采用玻璃胶堵缝。箱梁底模安装好后对安排预压的桥联进行预压施工,对预压数据进行分析和处理后,根据支架预压测试结果和设计要求的箱梁自身拱度,进行施工预拱度设置并对底模板标高进行调整。
2.5.2 箱梁内模 内模面板采用1.2cm木胶板、背后采用5×5cm方木加固,钢管对撑。在第一次混凝土浇筑达到设计强度的70%后,拆除两侧内模板,支立顶模。顶模上预留上下人孔口,开孔部位可考虑在箱梁四分点附近,不可设在箱梁根部负弯矩区段。开孔尺寸为60×80cm,施工完毕后,在施工洞部位将原有构造钢筋连接好,并增焊加强钢筋后,浇筑施工孔混凝土。
2.6 钢筋工程 底、顶板两层之间钢筋按图纸设计间距设架立筋以保证钢筋的层距。钢筋保护层采用高强度垫块支垫,光滑面置于外露侧。主梁纵向钢筋通过横梁时不得断开,若与横向钢筋冲突时可适当调整横向钢筋位置保证纵向钢筋位置不变[3]。
2.7 混凝土工程 混凝土采用商砼,混凝土运输车运输,地泵分层进行浇筑,分层厚度不大于30cm。箱梁混凝土对称浇筑,底板、顶板浇筑前设置标记以保证混凝土厚度;箱梁混凝土采用插入式振动棒捣固,近侧模处辅以铁扁铲人工插捣,确保混凝土振捣密实,顶板混凝土辅以平板振动器振捣;箱梁混凝土浇筑过程中设专人值班,检查有无模板变形、漏浆、钢筋松动或垫块脱落等情况并设专人监控支架情况,对支架的混凝土浇筑过程进行观测,详细记录观测结果指导后期施工,如果在过程中发现问题及时处理。
2.8 预应力施工 预应力筋张拉采用YCW250型油顶,钢束张拉均应上下左右对称进行。张拉前先将千斤顶与油表进行标定。预应力筋张拉采用应力和伸长值双控。张拉时设专人指挥确保两端同步进行初始张拉:开动高压油泵使千斤顶大缸进油,随时调整锚圈与千斤顶位置使其对准孔道轴线,达到10%δcon时两端同时量出千斤顶活塞伸长量。达到20%δcon时两端同时量出千斤顶活塞伸长量。继续加载至100%δcon,量出此时活塞伸长量,此时油泵不能关闭,保持油压2min;计算出实际伸长量并与理论伸长量相比较,满足+6%则合格,否则应分析原因后再行张拉。预应力筋张拉、锚固完毕,应及时按规定要求进行孔道压浆和封端混凝土浇筑,同时做好养护工作[4]。
2.9 封锚压浆 钢绞线张拉完毕后封锚,待封锚砂浆达到足够强度且观察锚具锚固稳定后进行压浆,水泥浆稠度控制在14-18s间,水泥浆最大泌水率不超过3%,拌和后3h泌水率控制在2%,24h后水全部被浆吸收。水泥浆拌制后经常搅动并在45min内压完。压浆顺序先下后上。压浆用水泥浆水灰比一般控制在0.40-0.45,或根据试验配合比进行配制,所用水泥龄期不超过一个月。
3 结论
现浇连续箱梁施工时为避免因不均匀沉降导致箱梁产生受力裂缝,支架采用碗扣式钢管脚支架较好,施工方便,不需要大型机械设备,是目前使用较广泛的支架之一。通过对石佛互通跨线桥连续箱梁现浇施工分析,在施工环节中要严格按照设计图纸及规范进行才能确保工程质量及安全。
参考文献:
[1]肖能立.对公路桥梁碗扣式满堂支架施工控制措施的探究[J]青春岁月,2010(18):185.
[2]顾安邦.桥梁工程[M].北京:人民交通出版社,2002.
Wang Guicai
(中铁九局集团第三工程有限公司,长春 130052)
(Third Project Co.,Ltd. of the Ninth Engineering Bureau of CRER,Changchun 130052,China)
摘要: 结合公铁立交桥跨线架设桁梁的施工,对桁梁架设施工工艺、架设过程同步控制等进行了归纳总结。
Abstract: Combined with the construction technology of trussed beam erection of railway-crossing-highway overpass bridge, the paper summarizes the construction technology and holding control of erection process of trussed beam erection.
关键词: 桁梁架设 施工技术
Key words: trussed beam erection;construction technology
中图分类号:TU74文献标识码:A文章编号:1006-4311(2011)32-0098-02
0引言
随着国家对城市基础建设的大力发展,城市进入了大开发、大发展的新的历史时期,随之而来的是城市交通压力的增加,特别是城区内既有公路与铁路的平交道口,因易堵车,更容易出现车祸等问题,把平交路口改为公铁立交桥。但是在工程施工过程中,跨既有线段架设施工为一大难题,为了破解这一难题,在保证铁路行车不中断的前提下进行施工,跨线架设桁梁施工技术,在长春市102国道京哈铁路立交桥工程中得到了巧妙的运用,本施工技术在解决公铁立交桥跨线架设时效果明显,施工过程中铁路运输不中断,不仅桥梁本体施工安全,还妥善解决了工程对既有线安全的影响,技术先进,具有显著的社会经济效益,我们将这项技术总结完善。
1施工技术特点
1.1 跨线架设桁梁施工,相对于传统的施工方法,是对公铁立交桥架设工程的新构思、新技术。
1.2 占用施工场地面积小,避免了施工对既有铁路线的占用,保证了既有线的交通顺畅,对周边交通影响范围小,工程投资少,施工周期短。
1.3 施工进度快,封锁时间短,对铁路运输干扰少,特别是对电气化铁路施工过程安全可靠。
1.4 使用的材料简单,主要为八三墩、桁梁和防电板,可操作性强,易于推广,工程安全、质量可控。
2适用范围
本施工技术适用公铁立交桥(电气化铁路)架设段施工,与传统的架设方法相比,能在保证既有铁路正常运营交通不中断情况下,利用铁路的“天窗”作业时间将桁梁及防电板架设到指定位置。尤其是在电气化铁路线路中使用,本施工技术施工优势明显。
3工艺原理
跨线架设桁梁施工技术,是将传统的施工方法改为将八三墩、桁梁和防电板组合到一起的施工方法。其原理是:八三墩基础为条型基础,上跨桁梁,下设滑道用于装拆防电板。
在线路两侧采用混凝土条形基础,八三墩柱,上跨桁梁。桁梁长16.5米14片、17.44米20片,高1.3米,宽0.5米。线路轨面至桁梁底净高6.9米,路肩条形基础顶面至桁梁底净高7.81米。横向宽2.40m。桁梁布置间距1.0及1.5米。
4施工工艺
4.1 工艺流程图
4.2 施工操作要点
4.2.1 设备配置检算
S全=16.26×1.6=26.016m2
S1=1.2×3.5-0.15×0.15-0.15×0.45=4.116m2
S2=1.2×(2.93+3.434)/2-0.15×0.15-0.15×0.45=3.73m2
S3=1.15×0.414+2×1.15×1.88+0.35×1.88=5.452
S影=S全-S1-S2-S3=26.06-4.116-2×3.73-5.452=9.032m2
根据施工规范规定,取公路桥涵荷载系数检算排架、钢梁荷载组合如下:
强度验算:模板+新浇混凝土重+施工荷载+震捣荷载+其他荷载
刚度验算:模板+新浇混凝土重+其它荷载
稳定验算:模板+新浇混凝土重+施工荷载+震捣荷载+其它荷载
其中:模板1.4×0.45KN/m2;钢筋混凝土密度为1.2×25KN/m3;施工荷载验算钢梁取1.2×1.5KN/m2、施工荷载1.4×2.0KN/m2;震捣产生荷载验算取1.4×2.0KN/m2;其它荷载取0。
梁荷载15.5×9.032×1.2×25=4200KN附加荷载15.5×16.26×8.03=2023KN
总荷载:4200+2023=6223KN
每片桁梁承受均部荷载q=6223/15.5×13=30.88KN/m
设计均部荷载力q=2×18.375=36.75KN/m大于30.88KN/m强度满足要求。
八三墩图集(专桥0153)给出2×4米承载力599KN,42×2/2×4×599=6289KN大于6223KN。
强度可以满足
八三墩混凝土地基承载力要求
{6223+911(八三吨自重)}/42.5=167.9KN/m
Q=N-rD/b=167.9-0.6×20/2.4=65KN/
根据路基表层承载力80KN/大于65KN/地基承载力满足要求。
八三墩混凝土地基承载力施工前进行实地检测取得可靠数据。
八三墩、桁梁采用中华人民共和国铁道部通用图(专桥0153)可作为铁路临时用桥墩、梁,可满足列车运行要求,刚度和稳定性可满足作为临时桥墩、梁使用,可不检算。
4.2.2 架设过程同步控制
(1)施工放样:分别以上下行线路中心线为基线,向两侧量取3.6m为八三墩柱纵向边缘线。以桥梁中心线为八三墩横向中心线。
(2)八三墩基础施工:基础为C20钢筋砼,长42.5m、宽2.4m、高0.6m,钢筋网Ф16间距20厘米布置在基底上0.1米钢筋位。
(3)基础施工方法:先施工下行24#墩一侧,分段(10.5米)间隔开挖,靠线路一侧边挖边打钢筋别竹模板,基底夯实,当天施工,当天浇筑砼。
(4)施工一侧基础完成后,将第一层八三墩组装后,在八三墩基础内侧恢复栅栏。然后用同样方法施工另一侧。
(5)基础施工时预埋地角钢板。
(6)八三墩连接采用专用螺栓连接,八三墩柱底角用薄硬木板找平后与预埋钢板捍接,捍接牢固。八三墩立柱与立柱间采用横杆、斜杆连接,形成整体。
(7)八三墩柱连接形成整体以后,在八三墩横向中间及两侧布置三道纵向地锚,在背离线路方向与墩柱顶部斜拉,保证墩柱不向线路一侧倾倒。背面用支撑支牢。
(8)在基础施工之前,作好接地线的设置。八三墩施工时及时连接接地线。
(9)悬臂滑移支架采用75×75×6角钢由厂家制作,组合式防电滑移座采用八三墩①号件与③号件用螺栓连接形而成,滑行引导钢板由厂家制作。
(10)防电板由专业厂家购进。
(11)悬臂滑移式防电棚架组装,现场用螺栓连接而成。
(12)悬臂滑移式防电棚架安装,封锁停电施工,采用两台16吨吊车吊装就位,就位后用螺栓固定在八三墩柱上,拆除按按装反程序进行施工。
(13)施工地段的接触网布置:上下行线路中心线正上方悬挂有承力索及接触导线,线路外侧悬挂有回流线及加强线,桥梁两侧塔杆之间还悬挂有下锚斜拉线,下锚斜拉线上装有绝缘子。绝缘子北段的下锚斜拉线不带电(有可能带有感应电),其余所有的接触网线及塔杆上的腕臂均带有27.5KV电压。
(14)加强线及回流线的处置由长春供电段进行,两侧的下锚斜拉线由长春供电段向外侧平移至不影响施工处。
(15)承力索由供电段在施工前落至距轨面最大距离为6.2米。
(16)安装防电装置的工期安排及方法如下:
①将上行线的防电板组合架安装好,下行线防电板组合架安装好。
②利用2天上行线封锁停电、2天下行线封锁停电、每天2.5小时,利用2台吊车进行防电板的安装,共计56组,每一侧28组,每天完成14组。
③安装时每吊上一组后,马上用螺栓固定一组,高低不合适时用开口楔片调整。
④施工封锁的实施按铁路施工方案执行。
⑤防电板的拆除再另行申请施工方案,按照安装的反程序进行施工。
5结论
采用本技术施工,相对于传统的施工方法,施工安全性高,施工进度快,封锁时间短,易于操作,对铁路运输干扰少,可操作性强,易于推广。在102国道京哈铁路立交桥工程的施工过程中,桥下的京哈铁路一直保持通行状态,妥善解决了桥梁施工对铁路交通的影响,社会经济效益显而易见。
参考文献:
[1]《铁路桥涵施工规范》(TB10203-2002).
[2]《铁路桥涵设计基本规范》(TB/T3043-2005).
关键词:桥型;70米跨简支钢箱梁;设计参数
中图分类号:U49 文献标识码:A
1 概述
重庆市轨道交通六号线是主城区轨道交通线网的重要组成部分,从茶园到北碚全长60.55km。金山寺站到北碚五路口站为六号线二期工程北段。二期工程北段在向家港站-龙凤溪站区间内需跨越渝合高速公路。轨道线路与渝合高速公路斜交,斜交角度为50.3°。
渝合高速公路与轨道线路相交处道路宽度为10.5(车道)+2.0(中分带)+10.5(车道)=23m。轨道桥梁设计起点与高速公路边坡上的隧道洞口相接,然后跨越渝合高速公路后向西延伸,跨越212国道后达到桥梁终点。由于本段桥梁两次跨越既有道路,为了减少施工期对交通影响,采用无支架施工最适宜的。由于地形限制,桥梁不等跨,因此该区段除跨高速公路边跨桥外,统一采用移动模架施工。
移动模架施工的桥梁主梁结构采用单箱单室斜腹板截面形式,桥梁采用三跨一联、40m跨为主的连续梁及连续刚构结构形式。为统一结构尺寸,外形美观,便于移动模架施工,梁高均采用2.5m。轨道线路为双线,线间距4.6m,桥梁顶面宽9.8m,梁底宽4.4m。
根据重庆市交委文件,跨越高速公路的桥梁若采用单跨通过,正交跨径不小于50m,若采用双跨通过,正交跨径不小于25m,以满足高速公路未来拓宽改造需要。因此,轨道上跨桥由于与线路斜交角度较大,若采用单跨通过,跨径不能小于70m。
2 桥型方案选择
2.1桥梁选型要求
桥型方案选择应满足系列要求:
(1)景观性好。作为城区跨线桥梁,除了满通功能之外,应重视景观性要求。
(2)满足结构受力和运营要求。轨道运营舒适性要求梁端转角小于3‰,静活载下结构竖向挠度应小于L/1500。桥梁方案选择必须满足受力及运营要求。
(3)建设周期短。本桥为轨道线路上的一个重要节点,如果建设周期长,就会推迟整条线路的运营时间,对社会经济效益影响很大。因此,建设工期是非常重要的,应选择尽量缩短建设工期的桥梁方案。
(4)对交通影响小。上跨桥施工应尽量减小对高速公路交通的影响,并应考虑施工期间及施工完成后运营期间防撞安全等因素。
(5)经济性。轨道桥梁方案选择应满足经济性要求,尽量降低工程造价。
2.2桥型方案
钢箱梁具有厂家制作、安装快捷的特点,梁体施工时间最短,对交通影响很小。单跨跨越高速公路,建成后对高速公路运营管理有利,基本不存在防撞问题,对轨道交通运营安全风险较小。钢箱梁单跨70m跨度很大,需满足轨道交通结构受力和运营要求,轨道运营舒适性要求梁端转角小于3‰,静活载下结构竖向挠度应小于L/1500,结构设计有一定难度;同时需要梁高较高,对景观性有一定影响。根据工程的施工便利性、美观性及经济性要求,可考虑采用70m单跨简支钢箱梁桥,工厂制作,现场拼装,单跨通过渝合高速公路。
3 70米跨简支钢箱梁设计
3.1 计算分析
通过计算分析,钢箱梁梁高需采用4m高方能满足计算要求。在该条件下进行了不同工况的结构计算:
(1)将不同板厚结构进行计算,找出控制性参数;
(2)将钢箱梁上是否设置混凝土板进行计算,分析设与不设的优缺点;
(3)设置混凝土板情况下,先钢梁承受自重与混凝土板重,然后由钢与混凝土组合体系承受二期恒载与活载;
(4)设置混凝土板情况下,钢梁与混凝土板作为组合体同时承受全部恒载与活载。
通过计算可得出如下结论:
(1)就无混凝土板钢箱梁而言,结构刚度虽低于带混凝土板结构,但也能满足指标要求,底板应力较低,受力较带混凝土板的结构有利。但采用混凝土板利于降低噪音和附属设施安装。
(2)70m跨度带混凝土板的简支钢箱梁,梁高一定时,底板应力为控制性关键因素,底板应力由板厚决定,当底板厚度增加,部分顶板应力由钢板转移到混凝土板上。
(3)混凝土板与钢梁同时承重,与钢梁先承重相比,作为控制性因素的底板应力基本不变,顶板钢板应力减小,混凝土板应力增加较大。
由于控制性因素是底板应力,顶板应力减小意义不大,而混凝土板应力增加较大对剪力键受力和混凝土受力不利;并且钢箱先承重对缩短交通干扰有利,综合比较,钢梁先承重受力模式应优先选择。
3.2 结构设计
基于上述分析结果,结构用钢采用Q345qD,钢箱梁顶板厚采用18mm,提高了面板刚度,便于采用板肋作为加劲肋,避免使用加工较复杂的U肋。顶板上设置间距400mm的剪力钉,然后铺设200mm厚混凝土板,混凝土板内设置直径12mm的钢筋网,提高抗裂性。为了提高承轨台区域局部刚度,利于应力重分布,在承轨台下各设置一道T型小纵肋。具体设计参数见“梁板构造设计参数表”。顶板构造细部设计见“钢梁顶板局部大样”图。
施工过程为:(1)先设临时墩,拼装钢箱梁,再拆除临时墩;(2)浇注混凝土桥面板;(3)当混凝土面板达到设计强度后,再施工桥面系。
4 钢梁先承重的钢砼叠合梁应用拓展研究
基于对重庆轨道六号线二期工程跨渝合高速公路大跨简支钢混叠合梁的研究,设定应用参数:钢箱梁底板厚35mm,应力接近190Mpa;采用在钢箱梁顶板上设置剪力钉,并浇200mm厚的混凝土板;钢梁先承重的钢砼叠合梁。在设定应用参数情况下,对不同跨度的桥梁结构做进一步分析,寻求普遍应用的规律。
通过分析可得出如下结论:
(1)不同跨度情况下,只要底板应力控制在190 Mpa,则顶板应力值维持稳定,钢顶板应力约98 Mpa,混凝土板应力约12 Mpa。
(2)随跨度增加,挠跨比减小,梁端转角减小,即整体刚度增加。
(3)跨度越大,高跨比越大,高跨比与跨径关系很大,随跨径增加高跨比的变化值逐渐减小。
(4)当跨径达70m时,钢梁高度已达4m,趋于景观可接受的上限,该结构形式应用跨径不宜再增加。
设H=A*L6+B*L5+C*L4+D*L3+E*L2+F*L+G,将表中数据代入七元一次方程组进行求解,得:
H=-1.51111×10-8× L6+ 5.08×10-6 ×L5 -7.06111×10-4 × L4+ 0.051911667×L3 -2.127337778×L2+ 46.12203334×L -412.71——(1)
其中,H—最小钢梁高,以m为单位;L—简支箱梁跨径,为两端伸缩缝中心之间的距离,以米为单位。
上述方程为带200mm厚混凝土板、钢梁先承重、Q345qD钢、钢梁底板厚取35mm、底板宽度取4.4m的条件下,跨度与最小梁高关系式。
在实际应用过程中,为了适应底板宽度变化、底板应力值变化情况下,求最小梁高,可以代入公式:
B/4.4×t/35×σ=190——(2)
其中B—底板宽度,以m为单位;t—底板厚度,以mm为单位;σ—设计应力,以Mpa为单位;可调整三者之间关系,满足最小梁高要求。
结语
本文通过研究,对于跨越有交通道路的轨道双线桥梁,由于特殊条件限制,需要做大跨简支梁时,采用钢梁先承重的钢砼叠合梁具有一定的优越性。本文通过分析统计,推导出的不同跨径下最小梁高公式具有普遍适用性,对于指导设计具有现实意义。
参考文献
关键词:深孔;超前注浆;控制沉降值;施工技术;下穿;卵石地层
中图分类号:TU74文献标识码: A
引言
地铁越来越多的出现在大城市中,它降低城市交通压力,为此地铁施工也陆续展开,地铁暗挖施工隧道需要穿越不同地层,不同地层自稳能力不同,尤其穿越地标建筑,环路及挡墙时,控制沉降问题尤为严重,深孔注浆施工技术也因此进行采纳,进行研究试用,它能够一次性完成一个注浆区域的土体加固施工,而且注浆材料属于环保型,对河流及地下水无任何污染,对于地铁暗挖施工技术有极大的提高,减少地面沉降,穿越重要风险源。
一、工程概况
北京地铁6号线西延西黄村站~廖公庄站区间下穿西黄村跨线桥及五环路及挡墙。区间隧道为暗挖隧道,区间左右线均下穿西黄村跨线桥及五环路及挡墙,下穿长度120m,其中桥桩与隧道拱顶水平净距为4m,五环路双向六车道,车流量大。
根据岩土工程勘察报告显示,本工点下穿的地层分别为(1)人工填土层,包括粉质填土①与杂填土①1,(2)新近沉积层,卵石②5层,一般厚度为3.71m,标高58.68~54.97m,(3)第四纪晚更新世冲击洪层,它包括卵石⑤层,中粗砂⑤1层,粉土⑥2层,卵石⑦层,区间正线顶板位于卵石层⑦、底板位于卵石层⑨,主要穿越卵石层⑦、粉质粘土⑧2,地层主要以卵石为主,夹粉细砂和中粗砂薄层。
区间穿越西黄村跨线桥和五环路及挡墙土层主要在卵石⑦层,一般粒径为30~60mm,施工难度极大。
二、工程重点及难点分析
区间穿越西黄村跨线桥和五环路及挡墙,对于跨线桥桥桩及挡墙沉降影响极大。
(1)区间下穿西黄村跨线桥和五环路及挡墙,主要地层为卵石7层,其中卵石粒径较大,自稳能力极差,极容易发生小范围塌方。如何进行地层加固,保证正常开挖。
(2)下穿地层经过开挖扰动,易产生地层下沉,对路面及桥产生不利影响,严重时可能产生路面下沉或者桥桩倾斜,产生不利影响。因此需要采用措施进行稳固地层,进而保证地面沉降在桥桩及环路的合理沉降范围内。
三、超前深孔注浆施工
区间穿越西黄村跨线桥和五环路及挡墙,对于跨线桥桥桩及挡墙沉降影响极大。控制隧道拱顶塌方,保证初支支护钢格栅安装,形成支架。
区间穿越西黄村跨线桥和五环路及挡墙地层为卵石层,其中大粒径卵石众多,地层自稳不足,经开挖土体经过扰动,产生卵石移位,造成地层局部下滑、坍塌,防止隧道坍塌为一个重点。土层经过不断扰动,造成地层沉降,地层沉降过大造成局部失稳,对已有建筑物造成破坏,极易产生裂缝,为此本工程采取深孔注浆措施进行加固地层。
(1)注浆范围
针对隧道上方有桥梁、环路、挡墙,根据地层是卵石地层,根据要下穿环路30m,顺行桥梁154m,横穿挡墙,风险极大,沉降难以控制,决定距下穿还有12m的位置进行深孔注浆,环向距隧道开挖轮廓线外侧1.5m范围,隧道正拱顶位置进行深孔注浆技术加固土体。注浆孔扇形排开,每0.3m一个注浆孔。详见图1。
图1 深孔注浆范围横截面图
2、注浆施工
(1)施工前应查明既有建筑物的结构特征、基础形式、埋深及现状等,对已有裂缝和破损情况应做好现场标记并记录在案。
(2)采用深孔注浆从洞内加固区间结构,范围为侧穿建构筑物前后10m。
(3)深孔注浆施工
为保证施工过程中掌子面及拱顶土体稳定,确保管线及施工安全,按照设计要求,采用深孔注浆加固横通道拱部土体,为开挖施工创造良好的条件。深孔注浆采用二重管钻机实施钻注一体化,分段式注浆施工。二重管钻机注浆适用于任意角度的注浆孔注浆,其钻杆为特制二重管,钻杆头部位有混合器,在钻进至设计位置后,可立即利用钻杆实施注浆。
1)施工机具
二重管钻机:TXU-75A,适用于卵石层钻孔注浆,可以进行垂直孔、斜孔及水平孔的钻孔及注浆施工;压浆泵:SYB-60/60型注浆泵、拌浆桶等。
2)注浆范围
深孔注浆加固范围为侧穿建构筑物前后10m。并且每段注浆长度为12m,搭接2m。
3)止浆墙施工
在注浆孔钻孔之前,先在导洞上台阶施作止浆墙,在掌子面前方打设2m长Φ22钢筋锚杆,间距为500×500mm,止浆墙厚300mm,采用C20喷射混凝土,布置双层钢筋网∅6@150x150,对于第一道止浆墙采用型钢支撑保证掌子面稳定。喷混混凝土工艺同初支喷混。详见图2。
图2 深孔注浆纵剖图
4)注浆实验
先试钻一个钻孔并注浆,观察注浆量及注浆压力,通过试验调整注浆压力、浆液扩散半径等注浆参数,并确定注浆孔布设范围。
注浆口钻孔前先对导洞拱部及边墙初支背后回填注浆,防止钻孔施工造成隧道失稳以及孔口出现涌水现象,注浆压力控制在0.2~0.5Mpa,到达压力后持续30~60s可停止注浆,待浆液凝固达到强度后方能进行钻孔施工。
5)主要注浆施工参数
注浆管直径Φ42mm,注浆孔环向中中心间距800mm,浆液的最大扩散半径0.5m。根据地质情况,圆砾卵石及中粗砂层渗漏系数约60~120m/d,注浆压力0.8~1mpa。根据现场试验调整浆液凝结时间,一般控制在1~5min之内。最大注浆长度约10m,钻杆前进幅度:约15~20cm。
单液浆注浆法的技术指标如下:
内容 标准内容 标准
孔位偏差 ±20mm 注浆压力±5%
孔距偏差 ±100mm 注浆量 ±10%
钻杆角度偏差<1% 回抽幅度 ±15~20cm
6)注浆施工
定孔位:根据每眼注浆口位置、每环注浆管末端距注浆口垂直高度及注浆扩散范围确定钻机钻杆角度、钻孔长度及钻杆偏移角度,定孔位偏差不得大于±20mm,钻孔角度偏差不得大于1°。
钻机就位:钻机按照指定位置就位,并在技术人员的指导下,调整钻杆角度。对准孔位后,钻机不得移位。
钻进成孔:钻孔时,密切观察钻孔进度,如发生涌水情况,应立即停止钻孔,先进行注浆止水,并确认止水效果后,方可停止注浆,向前继续钻孔施工。
浆液配比:采用经计量准确的计量工具,按照浆液配比配料,根据地质情况选用浆液类型。
注浆:根据地质情况,可选择前进式或回抽式注浆,严格控制钻杆注浆速度,每次前进或回抽不大于200mm。根据地质情况控制注浆压力。注浆还应密切关注浆液流量,当出现压力突然上升、下降等异常情况时应立即停止注浆,必须查明异常原因,采取必要的措施(调节注浆参数、移位、打斜孔等方式)方可继续注浆。回抽出后的钻杆应及时清洗干净,以备后用。注浆完成后,应采用措施保证注浆不溢浆跑浆。
注浆结束标准和注浆效果评定:注浆压力逐步升高、当达到设计终压并继续注浆5min以上。
注浆顺序: 注浆施工顺序为先注外圈,后内圈,再补注外圈,同一圈由下而上间隔施作。
7)施工注意事项
为保证注浆搭接效果,保证注浆范围不小于设计范围,每环注浆管末端位置注浆管长度应大于实际计算位置注浆管长度50cm。
注浆施工过程中应根据地质情况采用注浆公式Q=ПR2Lnαβ计算每次理论注浆量,实际注浆量与理论注浆量进行对比,如相差较大应分析原因,采取维持终压增加注浆时间等措施保证浆液填充率。
四、效果检查
1.注浆效果检查
注浆完成后,必须在分析资料的基础上进行至少3处注浆效果检查,采取钻孔取芯观察浆液填充情况,同时检查孔内涌水量不大于0.2L/min,且某一处的漏水量不大于10L/min;同时应进行压水试验,在1.0MPa压力下检查孔进水量应小于10L/min,否则进行补孔加密注浆。注浆结束后注浆钻孔及检查孔应封填密实。为此进行量化分析:
(1)直观监测法:在开挖过程中观察浆液扩散情况,地层是否达到有效的固结,完善下一步的循环的注浆参数。
(2)监控量测:为保证西黄村跨线桥和五环路及挡墙的行车安全和工程的自身安全,对沿线桥梁进行施工监测,监测内容包括,隧道净空收敛、拱顶沉降、地标沉降、桥桩沉降、桥面沉降等。
2.监控量测
监测结果表明深孔注浆技术有效的改良了大粒径卵石自稳差的特点,不仅保证了隧道的正常开挖,并且对已有建筑物的影响降到了最低,达到了双赢的地步。保证了区间隧道的施工安全和结构质量。
五、结术语
深孔注浆技术深孔钻进和分段前进式注浆能满足卵石地层加固的一般要求,在卵石地层采取深孔注浆技术确实可行,能保证在容许沉降范围内,进行施工,通过分段式深孔注浆能够保证已有建筑物沉降在控制值范围内,保证在卵石地层条件下进隧道施工的安全及周边环境安全,丰富了浅埋暗挖的施工工艺,在遇到类似环境条件下施工具有指导意义。
参考文献
关键词 跨既有线钢桁梁 拆除方案比选
中图分类号: U445.6文献标识码: A
1 引言
随着既有铁路改扩建和临近既有线增建新线工程的相继开展,各类跨既有线的旧桥拆除工程成为工程建设中的难点。跨既有线桥梁的拆除工程安全风险较大,均需长时间申请封锁计划进行施工。
新建哈齐客运专线紧邻既有滨洲铁路,全长281km,设计时速250km/h,因客专建设需要,沿线跨既有线公路桥多数需要拆除重建。此类拆除工程一般都具有天窗作业时间紧、施工作业场地受限、安全防护工作难度大等突出特点。每座跨线桥的拆除需根据具体情况制定稳妥的拆除方案。其中安虹公铁立交桥(BZK125+310)拆除难度大、安全风险高,本文就此类特点突出的斜交既有线大跨度钢桁桥拆除实例进行方案探讨,拓展思路,优选符合实际需要的拆桥方案。
2 工程概况
安虹公路桥(BZK125+310)位于安达火车站上行方向0.95KM处,始建于1983年8月。安虹桥为南北走向,45°斜跨滨洲线上、下行及2条站线共计4股道(含道岔1组)。其中滨洲线为东北地区重要干线铁路,行车密度较大,旅客列车多。详见图2-1桥位平面布置图
安虹桥主体为钢桁梁结构,桥面为现浇混凝土板结合沥青路面。钢桁梁全长49.2m,宽11m,主桁架高度5m,钢梁下缘距轨面7m。此桥钢构部分由H型
图2-1桥位平面布置图
钢组装焊接与高强螺栓联接组成,钢梁总重134t。桥面钢筋混凝土板为整体现浇结构,板厚20cm,宽11米(详见图2-2 钢桁梁平面图及图2-3钢桁梁立面图)。
图2-2 钢桁梁平面图
此桥的拆除工作主要分为桥面及附属的拆除和钢桁梁的拆除两大部分,其中钢桁梁的拆除是难点,因此钢桁梁的拆除方案选择是拆桥方案的核心。本文将重点阐述钢桁梁拆除方案的比选,进而详细介绍具体实施方案细节。
2-3钢桁梁立面图
3 方案选择
3.1桥面现浇板拆除方案选择
桥面现浇板拆除总体方案基本一致,暨首先利用天窗时间对既有线上方的桥面板进行凿缝分块切割处理,然后分块吊运至线路以外。对桥面板的吊运方案主要有:吊车吊移、利用自制移动门吊吊运两种方案。自制门吊详见图3-1门吊吊运示意图。
图3-1 门吊吊运示意图
按横向分块计算每延米板重为11×0.2×2.6=5.7T,可知每块现浇板的重量较重,若采用吊车吊移,需考虑吊距和板重的因素,且吊车吊移在既有线上方作业安全防护难度大,对线路行车影响较大。综合各种因素最后选择采用自制门吊(天车)吊运桥面板。详见表3-1 桥面板吊运方案比选表
表3-1 桥面板吊运方案比选表
3.2 钢桁梁拆除方案选择
根据桥位现场实际情况,钢桁梁拆除具有可行性的方案主要有五种:钢梁横向解体两机分体吊移、钢梁纵向解体两机分体吊移、钢梁整体三机抬吊纵向拖移、搭设临时支墩纵向分段肢解拆除、大型履带吊整体单机吊移。为全面考虑各种因素,分别从安全、实用、经济等方面对以上五种方案进行综合评比,见表3-2 钢梁吊移方案比选表。
表3-2 钢梁吊移方案比选表
此桥拆除时综合考虑以上因素,最后选用第三方案暨采用钢梁整体三机抬吊,拖车配合纵向平移至线路以外的总体方案。
4.方案实施
4.1总体实施方案
钢桁梁前期利用天窗时间拆除人行道栏杆、防抛网等附属件及纵向分配梁后钢梁总重约为120T。总体吊装方案采用三机抬吊空中接力和双拖车配合递送方式进行桥梁整体拆迁作业。吊车选择国产徐工300T、德国格鲁夫300T和国产三一400T各一台,详见图4-1 吊车站位平面示意图。
图4-1 吊车站位平面示意图
1#吊车站位于下行侧桥头,最小吊距9米;2#吊车站位于桥下,拆除铁路一级护网,临时封锁南货线(站线属站管施工计划),最小吊距12米;3#吊车站位于上行侧坡脚,需挖除部分桥台锥坡,最小吊距15米。
4.2吊装步骤
具体吊装步骤可分为三个阶段:第一阶段,三机抬吊、钢梁前端装车;第二阶段,1、2#吊车合力配合拖车拖移钢梁;第三阶段,2、3#吊车合力配合拖车拖移钢梁至线路以外安全地点。具体步骤见表4-1 吊装过程空中移位详表
表4-1 吊装过程空中移位详表
可见在吊装过程中始终保持吊点合力大于梁体重量。同时精确计算好每个步骤的计划,确保天窗时间内完成吊梁施工。
4.3吊装过程中的受力计算
钢梁起吊平衡状态Za=Zb=0,P=1200KN
故F1=F2=600KN
由截面法求杆件内力
取ΣM2=0 即S3×5-P×16+F2×36=0
得S3=-480KN(为受压杆件)
ΣM11=0 即-S2×36sin51°+P×20+5×S3=0
得 S2=772KN(为受拉杆件)
ΣX=0 即S1+S2cos51°+S3=0
得S1=6KN(受拉杆件)
斜杆拉应力σ=772KN/180.5 cm2=42.7MPa<[σ0]=200 MPa符合要求
同时上弦杆、斜杆受力也均符合要求。
七、安全技术措施
1、进入施工现场人员必须按规定穿工作服、戴安全帽、穿劳保鞋。作业前由技术员对全体作业人员进行安全技术交底,安全员进行安全讲话,吊装作业前2天,吊车司机到现场,熟悉情况。
2、特种作业人员必须持证上岗,严禁酒后作业,高空作业人员必须进行体检,凡患有高血压、心脏病、癫痫病及其他不适合高空作业疾病人员绝对不允许从事高空作业。
3、高空作业人员必须戴安全帽、安全带,穿防滑鞋,高空作业所需小型工具必须装在工具袋内,严禁空中抛掷工具及其他物品等。
4、施工现场道路必须坚实平整,保证拖车、吊车进出通畅,并有足够的调头位置。确保吊车支腿不塌, 不陷,不下沉。
5、吊装现场用安全警示带进行围封并由专人看管,禁止非作业人员进入。任何人不准在吊件下或吊车作业半径内停留或走动。
6、所用吊车必须有安全合格证,车况良好,运转正常。吊车司机必须持证上岗,吊车作业结束之前,不得熄火。司机不得离开吊车驾驶室。吊装作业时吊车司机不允许接打电话或玩弄电话。
7、吊车进入现场稳车结束后必须进行空载试车,空载试车结束后必须进行试吊,经试吊确认无任何安全隐患后方可进行正式吊装作业。
8、⑴号吊车和⑶号吊车在封锁点前6个小时开始按预定位置支车并做空载试车,然后将索具挂好。两台吊车各受力3 ~ 5吨。
9、吊车受力后,由专人上桥将桥面拆除时洒落在钢梁上的杂物彻底清扫干净,以防吊装过程中杂物散落发生危险。吊件清净后,4名气焊工同时切割钢桥两头与桥墩的联接板。切割时要保持切割速度基本同步。当每个联接点还有3-5分钟的切割量时,操作人员暂时休息。待封锁命令下达后,吊车受力基本到120t时(双机),气焊工将最后的切割量完成,然后进行试吊。
10、整个施工现场必须有充分的照明,保证夜间施工光线充足,同时还要有5-8个活动照明灯,每个活动灯的照明线不能少于60M。同时照明的灯具要做好防雨措施的落实。防止下雨将灯具破坏而影响吊装作业,吊装作业前一天晚上照明部分要调试,演练。
11、吊装作业人员也要配备合适的防雨雨具,防止冒雨作业时淋湿作业人员。
12、吊装作业时,吊车上车驾驶室旁配备一名信号员,准确及时传达各种相关信息。吊装指挥及各吊车司机和拖车司机各配一部对讲机,随时联络,沟通信息。
关键词:既有线框架顶进D24便梁线路架空承载验算
中图分类号:K826文献标识码: A
1工程简介
本立交桥为取消来宾市南一路与湘桂铁路相交处原有道口,而新建的下穿铁路立交桥。立交桥为1-16.5m钢筋砼单孔框架,沿铁路方向长19.35m,横桥向宽度为20.4m,全桥框架建筑顶面积为377.4。
立交桥采用道路下穿式,共穿越湘桂铁路下行线、上行线和来宾站牵出线等三股道,框架上覆土厚约2.5m;立交桥中心线与铁路中心线交叉角为72°57′42″,立交中心铁路里程为湘桂线K603+503.33。
湘桂双线及来宾站牵出线均为砼枕,60kg/m钢轨,无缝线路,位于直线上。
2施工的难点分析及总体施工方案的选定
设计采用覆土顶进法施工,工字钢梁及吊轨加固线路。但经对现场条件进行了仔细调查,并结合工程地质勘察资料。发现如果采用设计的施工方法,存在如下风险。
地质勘察资料及该段路基竣工资料显示框架底部存在深约3m承载力极低的软弱土层,因以往路基填筑对基底要求较低,没进行软基处理。如果框架采用覆土顶进法施工,容易产生栽头现象,导致纠正困难、工期延误、施工成本大幅上升的情况。
覆土顶进需较大顶力,要求有更大、更稳固后背墙,因地势及地质原因,修建满足要求的后背墙,不仅难度大,且成本较高。
覆土顶进的顶力容易使线路产生横移现象;另外土层较为松散,在列车荷载的扰动下,顶进开挖面易出现滑动面,引起塌方。线路横移及路基塌方均严重危及铁路行车安全,且施工期跨越春运,一旦发生安全事故,将产生巨大的社会影响及经济损失。
而采用架空线路明挖法则能够避免上述风险。经对覆土顶进法与架空线路明挖法的优、缺点进行分析、比较,从技术、工期、效益、安全等方面进行研究及评估,结果表明架空线路,进行明挖施工是最佳方案。
3线路加固方案的设计研究
框架沿铁路方向长19.35m,考虑施工工作面,线路加固主跨跨度需超过22m。经结构受力验算,在现有条件下采用工字钢梁及吊轨进行加固无法达到22m的架空跨度,如增设中间支墩,则影响框架施工。因此需考虑其它线路加固方法,经项目部及专家对各种可能的施工方案进行对比及优化,决定采用D24型施工便梁作为线路加固的主跨。其技术成熟,技术参数适合本项目的施工要求,且在以往使用过程中积累了宝贵施工经验,这一切能够确保顺利完成本项目施工。具体施工方案如下:
框架顺线路方向长19.35m,主跨采用D24施工便梁进行架空,因线路位于直线上,线间距为4.6m,加固线路为3股,便梁选用适合本项目的丁式布置形式。两侧副跨采用纵挑横抬法,加固长度为10m,副跨每侧纵梁采用4片I56c工字钢,横抬梁采用单片I36c工字钢,按0.6m/根的间距布置。施工便梁采用φ1.5m的C30砼挖孔桩作支墩,长度20.6m,伸入框架底部土层9m,副跨采用φ1.25m挖孔桩作支墩,长度15m,。
线路加固见图1、2、3所示。
图1线路加固立面图
图2线路加固主跨横断面图
图3线路加固副跨横断面图
4施工技术及关键措施
4.1 D24施工便梁架设
加固前要点对无缝线路进行应力放散,在慢行≤45km/h条件下进行项目的施工。逐一要点封锁牵出线、湘桂线上行线、湘桂线下行线路安装施工便梁和工字钢纵横梁。
施工便梁采用轨汽运输到位,因吊机作业平台离路线路较远,且便梁长度达24.5m,采用2台100t伸臂汽吊进行配合安装。
便梁使用前进行技术检查,主要检查钢梁各部位的焊缝及相邻的母材,观察其焊缝处有无细微裂纹或流锈现象及其它质量问题,无病害方可上道使用。
纵梁就位:用汽吊把纵梁吊装至计划位置,先就位一侧纵梁,在支墩上搭设枕木垛,将另一侧纵梁垫高,纵梁底高过枕木面20cm左右,为抽换枕木留出空间,纵梁支垫稳固后安装联结板和下牛腿。在支墩孔桩顶部预埋4根φ28圆钢,待纵梁安装就位后及时与纵梁连接限制纵梁的纵向移动。
抽换枕木:换枕前清平道碴至轨枕底,根据横梁安装位置进行轨枕间距调整,随后用横梁依工务规则“六抽一”的规定进行枕木替换。由纵梁两端向中间逐一进行,每抽出一根枕木,立即穿装一条横梁,穿装的横梁对准主梁联结板,定位后安装扣件。在钢轨下垫大块绝缘胶垫,防止短路,影响信号和行车。
抽换完横梁后,将垫高的纵梁降下至安装位置,并联结横梁。组装过程中联结板和牛腿上的φ23孔眼上满螺栓,不得漏装弹簧垫圈。
调整便梁水平、纵横向位置,垫实支座。全面检查线路方向、水平、轨距、各类螺栓和扣件,分段清出道碴,安装斜杆和其它连接构件。
4.2附跨线路加固施工
附跨每侧纵梁采用4片I56c工字钢,采用40t汽吊吊装,纵梁每隔2m设置一道U型螺栓及扣板联结,以形成整体,同样也在近挖孔桩支墩上预埋φ28圆钢限位。
吊轨为P50旧轨,按3-3-3-3方式组合。线路加固前利用列车间隙按“隔六抽一”规定将砼枕换成木枕,在轨底放置绝缘橡胶垫板,防止短路,影响信号和行车。抽换后立即回补道碴并捣固密实。随后将扣好的吊轨梁吊放至轨道上的设计位置,在吊轨两侧的枕木上打设道钉,防止吊轨侵限。
横抬梁采用单根I36c工字钢,设置间距为60cm。横抬梁与轨道之间放置绝缘胶垫,以保持绝缘,避免出现“红光带”。用U型螺栓及扣板将横抬梁与吊轨及工字钢纵梁联结牢固。在线路外侧的横抬梁间安置方木支撑以保持横抬梁间距。
线路加固地段每间隔一根枕木设置一根绝缘轨距杆以保持轨距。
4.3道岔处线路加固
由于立交桥开挖范围涉及湘桂线上行线8#道岔和牵出线10#道岔,施工时不能挪动既有线轨枕,道岔轨枕超长,且道岔的动态尺寸要严格控制在+/-1mm。为了保证道岔正常使用,须对道岔进行加强加固处理。道岔横抬梁采用单根I36c工字钢,间距按道岔的轨枕间距进行布置,每孔布设1根,并利用特制的钢板U型扣加木板垫将每一根岔枕两端牢牢扣结到相应横抬梁上。
部分挖孔桩支墩根据加固的需要进行适当扩孔。
4.4安全控制措施
配备专职人员专门负责线路加固的养护,每趟车过后都要检查一次,检查线路几何状态是否良好,水平、方向都要符合规范。如螺栓、扣件有松动时即时拧紧,绝缘胶垫随时都要保持准确位置,以防连电影响行车安全。
4.5线路恢复
待框架顶进到设计强度后,回填道碴,逐一要点封锁线路,先拆除工字钢横抬梁,再拆除工字钢纵抬梁,后拆除D24施工便梁,最后整修线路,恢复原速。
5线路加固受力验算
对线路加固的关键及薄弱结构进行承载验算,以确保铁路行车及施工安全。经分析线路加固方案,主要对主跨支墩承载力及稳定性、副跨纵梁及横抬梁承载力进行验算。
5.1荷载取值
1)列车竖向活载
列车竖向静活载按中―活载计算,并换算成均布荷载,按《铁路桥涵设计基本规范》查表得跨度L=10m时,q活=159.8kN/m;L=24m时,q活=123.7kN/m。
由“列车竖向活载=列车竖向静活载×(1+μ)”计算出10m跨的列车竖向活载:
159.8×[1+28/(40+10)]=249.3KN/m
同理算得24m跨的列车竖向活载为:177.8KN/m
2)恒载
D24便梁自重:P=48.9×9.8=479.22KN
股道重量计算得6.7KN/m
副跨线路加固自重计算得15.3KN/m
5.2主跨处挖孔桩支墩验算
支墩C30砼材料特性:惯性矩I=πD4/64=3.14×1.54/64=0.248m4;弹性模量E=3×1010Pa。fc=14.3N/mm2。
每个支墩的支座反力:
R=[10×(249.3+6.7+15.3)+24×(177.8+6.7)+479.22]/2/2=1905.1KN
①强度验算
桩顶压应力σ为:σ=P/A=1905.1×103/(3.14×0.752)=1.08×106Pa<14.3×106Pa
②稳定性验算
用欧拉公式计算临界力:
Pcr=π2EI/(μL)2=3.142×3×1010×0.248/(2×10)2=183.4×106N
计算临界应力:
σcr=Pcr/A=183.4×106/(3.14×0.752)=103.8×106Pa
Kw安全系数取10,则:
σ=1.08×106Pa<σcr/10=10.38×106Pa。
③地基容许承载力验算:
由《铁路桥涵地基和基础设计规范》得摩擦桩容许承载力计算式为:
将本项目的实际参数代入式中得:
[P]=0.5×3.14×1.5×(18×2.9+120×6.1)+1×3.14×0.752×1320=4178KN
桩承受的荷载及自重=1905.1+20.6×25×3.14×0.752=2814.7KN<[P]=4178KN
5.3副跨横抬梁I36c工字钢检算
I36c工字钢材料特性:W=962cm3,E=210GPa,I=17300cm4,[б]=170MPa,容许最大挠度fmax<L/200。
横梁间距为60cm,当列车机车轮轴运行至副跨时,横抬梁承受最大荷载,此时按机车特种荷载单个轴重250KN由3根横抬梁来承载。
单根横抬梁承受的荷载:P={250×[1+28/(40+10)]}/3+(16.7+5.3)×0.6=143.2KN。横抬梁验算图式见图4。
图4横抬梁验算图
1)强度验算
Mmax=71.6×1.5m=1.074×105N・m
σmax=Mmax/W=1.074×105/(962×10-6)=111.6MPa<[σ]=170MPa
2)挠度验算
f=[Pa/(6EIL)]×(3aL2-4a2L+a3-a2L)=1.7mm<[f]=L/200=22.5mm
5.4副跨工字钢I56c纵梁检算
I56c工字钢材料特性:[σ]=180MPa,W=2550cm3,E=210GPa,I=71400cm4。
将纵梁所承受的荷载简化成均布线性荷载。则单根工字钢纵梁承受的荷载:
q={159.8×[1+28/(40+10)]+16.7+5.3}/8=33.9kN/m。
1)强度检算
Mmax=ql2/8=33.9×102/8=423.8kN・m
σ=Mmax/W=336.3×103/(2550×10-6)=166.2MPa<[σ]=170MPa
2)挠度检算
f=5ql4/384EI=(5×33.9×103×104)/(384×210×109×71400×10-8)
=29.4mm<[f]=L/300=33.3mm
从以上验算可得,结构承载能力满足要求。
6结束语
在施工过程中对便梁进行严密监视,精心养护,建立安全保障措施,确保了施工便梁的正常使用和既有线行车安全。
因施工便梁使用频率较高,且经常要装卸,长期使用后会出现一些问题,因此,在每次使用前除对便梁进行检查外,还应定期对其进行维修和鉴定,以确保便梁的安全使用。
参 考 文 献: