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(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(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DF50/200Ⅲ。架設(shè)中跨46m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）。3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（19～20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19號(hào)墩墩預(yù)定位置。詳見架橋機(jī)過孔示意圖（一）。3.2架橋機(jī)過第二孔（跨xxxx）架設(shè)完第一孔后，架橋機(jī)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(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）。電氣：拔出B點(diǎn)中支腿所有插頭。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(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(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)梁平車返回存梁場運(yùn)梁。見架橋機(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，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?！?＃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。見架橋機(jī)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(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，此操作共用時(shí)18分鐘，操作前開始封閉鐵路。見架橋機(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）。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。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1＃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，梁體對位安裝約4分鐘，此操作用時(shí)共需10分鐘。如“圖十四”所示。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)。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(qiáng)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(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。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。工況2：架橋機(jī)跨孔移至中跨18?！?9＃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。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。工況4：架橋機(jī)移至邊跨17?！?8＃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：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。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，“－”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(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(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210x1.3=273MPa，滿足安全需要。橫向移梁時(shí)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(yùn)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(yùn)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(yùn)梁時(shí)鋼軌橫、豎向位移，鋼筋單根長15cm，每