秦沈客运专线跨某特大桥钢混凝土结合连续梁施工技术.doc
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秦沈客运专线跨某特大桥 钢混凝土结合连续梁施工技术 1. 工程概况 秦沈客运专线在DK173+210.8处跨京哈线某复线,设斜交(54°34′)正跨双线特大桥分别与沈山上、下行线交于K267+612.4和K267+617.64,该特大桥中心里程为DK173+154.25,全长520.94双延米,孔跨布置为9-24m+32m(单线简支PC箱梁)+32+40+32m(双线钢混凝土结合连续梁)+6-24m(单线简支PC箱梁),位于直线及R=3500m曲线上,桥面宽12.4m,主孔净高6.57m,位于6.5‰上坡及7.5‰下坡道上,以DK173+050为变坡点。 该桥主跨为一联三孔钢混凝土结合连续梁桥,双柱式矩形墩(10#~13#墩),钻孔桩基础,其余16孔简支梁为双柱式矩形墩扩大基础,耳墙式桥台。 主跨32+40+32m钢混凝土结合连续梁(全长104.6m)之钢梁部分由铁道部山海关桥梁工厂生产,设计由5段梁体栓接而成,每段梁体又分别由两片工字型主梁与工字型横梁工地焊接,下平纵联栓接。施工时按里程顺序将5段梁体分别编号为a、b、c、d、e,其长度分别为25.03m、16m、22.54m、16m、25.03m(包括拼接缝),钢梁总重450吨,最大杆件(25.03m主梁)重43吨。主梁梁体采用14MnNbq钢,钢梁表面涂装新型IC531涂料,桥面板采用500#无收缩混凝土,TQF-1型防水层及400#纤维混凝土保护层,桥面混凝土通过传剪器与钢梁形成一体。支座采用铁科院JHPZ盆式橡胶支座。 钢混凝土结合连续梁系我国铁路首次采用,设计外形美观,线条明晰流畅,选材考究,主梁梁体14MnNbq钢此前仅在芜湖长江大桥试验采用;结构受力优越,可充分发挥钢与混凝土的力学性能。跨某特大桥为秦沈线上唯一一座跨京哈线的桥梁,该线运输繁忙,平均每3min有一列车通过,施工干扰很大。本着“安全、质量、工期、降耗”的指导思想,避免跨线拼架作业,采用在铁路一侧设置卷扬机拖拉动力系统及“钢轨下滑道+聚四氟板滑槽”走行装置,拖拉跨越沈山线。 该桥由我局基础工程处负责施工,自2XXX年4月10日钻孔桩开始,至11月7日主跨桥面板混凝土浇筑完成(其它桥面工程列入2XXX年计划),共完成混凝土下部圬工4220m3,钢筋112.7t;主联钢梁拼装栓接450t并拖拉落梁就位,现浇500#无收缩混凝土504m3,钢筋145t。它是迄今为止我局拖拉架梁重量最大(包括其它临时设施达500余t),拖拉走行距离最长(72m)的一联钢梁,也是秦沈全线14座结合梁施工安全形势最严峻(其它13座桥系跨越公路,专用线等),施工难度最大的桥梁。 2. 施工方案概述 综合考虑施工环境和外部条件,经过周密细致的方案比选和优化,本着“安全、保质量;简捷、易操作;高效、保工期;经济、可推广”的原则,制定了拖拉法架设钢梁的施工方案。 现对几种钢梁架设比选方案简介如下: 2.1 顶推方案 即在11#墩及12#墩顶采用三向全自动千斤顶(顶头设大摩擦系数 橡胶支座板,顶座设小摩擦系数聚四氟乙烯滑板),并在10#~11#墩之间搭设满堂膺架作为钢梁梁段拼装及滑行的作业平台,按e、d、c、b、a顺序进行钢梁的连续顶推及拼接作业。 此方案钢梁走行平稳且可随时纠偏,不需要搭设较大的作业平台; 但施工速度慢,占用大吨位吊车台班较多,并且受横隔板工地焊接的焊缝收缩影响,梁段接口难以达到施工要求的精度,故未采用。 2.2 跨线拼装方案 即边跨ab、ed段钢梁分别利用大吨位吊车吊装就位,中间c段钢梁利用既有线救援列车一次性吊装拼接就位(或分片吊装拼接就位,视选用的救援列车吨位确定)。 此方案速度较快,但对既有线行车干扰大,对拼合拢受温度影响也很大,现场安全监控难度高,故未采用。 2.3 大型吊车吊装方案 国外多采用此方案进行此类钢梁的架设,即用两台500吨以上吊车先把在地面上已拼装、拼接、工地焊接完毕的整联钢梁吊装至既有线一侧,并使钢梁悬臂一定长度,然后再把两台500吨以上的吊车分置于既有线两侧将整联钢梁吊装就位。 此方案速度最快,但投资较大,大吨位吊车对场地及交通便道的要求较高,故未采用。 2.4 拖拉方案 拖拉法架设钢梁即采用卷扬机配合轮组,对在7#~11#墩之间军用墩、军用梁(上设连续钢轨下滑道),膺架上吊装、拼装、拼接、焊 接完毕的整联钢梁进行拖拉,直至钢梁纵向精确就位(见下图)。 图1:拖拉钢梁就位示意图 1—满堂膺架 2—卷扬机 3—导向滑轮 4—滑轮组 5—军用墩斜支撑 6—钢梁 7—脚手架作业平台 8—连续滑道 9—列车 与顶推方案、跨线拼装方案、大型吊车吊装方案相比,本方案具有以下优点: (1)施工安全系数较大,各项施工检算的综合安全系数可达2.0以上。 (2)所有钢梁拼架、走行及动力系统的安装及连续拖拉作业均在沈山线一侧完成,不影响既有沈山线的行车。 (3)只需闭合一台卷扬机的开关,即可进行钢梁的连续拖拉作业,拖拉过程中无需再借助其它任何人力和制动、纠偏设备,避免了人为不确定因素的干扰。 (4)不存在对拼合拢时的体系转换问题(如果采用分片吊装,跨中22.54m梁段两片工字钢将分别在体系转换前后拼接,拼接精度及拼接质量难以保证),受温度应力的影响很小,施工几乎不受天气条件限制。 (5)钢梁整体连续拖拉可一次精确就位,比顶推方案缩短工期15~20天,速度相对较快。 (6)拖拉设备及走行装置实现了国产化,其投资仅相当于顶推方案的3/4~2/3;相当于大型吊车吊装方案的约1/2,经济、实用、优质、高效。 但同时本方案技术难度较大,施工控制关键技术要求较高: (1)满堂膺架作为作业平台,“钢轨+滑槽”作为连续滑道,高空作业工作量较大,对技术及施工人员的综合素质要求较高。 (2)本方案中动力系统及钢梁走行装置置于沈山线一侧,施工难度相对较大,对现场钢梁拖拉平面位置及末端挠曲连续监控技术人员素质要求较高,需要技术人员熟练掌握全站仪追踪测量技术及计算机程序编制、调试、数据处理技术。 方案比选结论: 经过对各种施工方案精心论证,层层筛选,依据“安全、优质、经济、高效”的原则,为确保不影响既有线行车安全,确保钢梁拼装及工地焊接的质量和精度,确保方案经济可行,确保钢梁平稳匀速跨铁路,最终决定采用上述拖拉方案。 3. 主要施工技术和施工工艺 3.1 概述 首先在7#~11#墩之间搭接军用梁膺架作为钢梁拼装及工地焊接的作业平台,在膺架顶采用4根106m长钢轨(12.5m短轨对焊而成)作为拖拉钢梁的连续下滑道,根据钢梁上拱度及受力状态在相应位置摆放不 同尺寸的滑槽(内置聚四氟乙烯滑块,顶面垫橡胶垫),千斤顶配合砂袋在膺架顶落梁至滑槽顶,拖拉时钢梁与滑槽同步行进,采用10t卷扬机配备10门滑轮组进行整联钢梁的连续拖拉作业;梁体纵向拖拉到位后,抽换枕木垛辅助千斤顶进行整联钢梁的就位落梁。见施工工艺流程图。 拖拉架设钢梁施工工艺流程图 施工场地“三通一平” 搭设杆件棚 安装军用梁顶拼梁台座 起吊a段梁体杆件,拼装,精确调整梁位 测量放样 搭设墩顶枕木垛、安装钢轨下滑道 吊装b段梁体杆件,高强栓接ab梁段,精调梁位 吊装c段梁体, 拼接成abc梁段 吊装d段梁体, 拼接成abcd梁段 吊装e段梁体,拼接成abcde梁段,精调梁位,焊接横隔板,栓连下平纵联 钢梁运输 钢梁工厂试拼 钢梁工厂加工 搭设满堂膺架,安装钢梁支座 临时军用墩基础 施工 2台80t吊车就位 整联钢梁连续拖拉,拖拉过程电脑连续监控,直至钢梁纵向精确就位 墩顶设枕木垛 抽换枕木垛辅助 千斤顶顶梁 落梁就位,锚固支座 绑扎钢筋 浇筑500#混凝土 安装托架、模板 及安全防护设备 竣工验收 桥面系施工 防水层及400#纤维混凝土保护层施工 桥面混凝土养护 拆除主孔防护设备 整联钢混梁装潢、保洁 拆除托架及模板 开 工 安装卷扬机滑轮组装置 砂袋落梁至滑槽, 整联钢梁试拖拉 3.2 场地及作业平台布置 采用六四式军用梁及六五式军用墩在7#~11#墩之间钢梁梁长范围内搭设满堂膺架。军用梁杆件及钢梁小型构件存放场地设于线路左侧,地面简单硬化,右侧为运输车辆装卸场地及停车场(详见平面布置图)。 因现有军用梁长度模数(4m)不能满足密贴填充既有墩净间距的需要,为保证军用梁能够有效的传递因拖拉钢梁产生的水平力,并增强膺架的横向稳定性,须按军用梁形式自行加工一定数量的“接头”,确保军用梁与既有墩顶紧。 满堂膺架顶根据钢梁拼装位置,采用枕木精确布设拼梁作业平台;依据钢梁拖拉坡度(7.5%下坡)及钢梁上拱度精确控制枕木垛高,采用薄钢板精密调节,要求误差精确到2mm以内。 3.3 滑道设置 在7#~11#之间的军用梁上采用8#铁丝帮扎枕木,铺设钢轨,设置拖拉钢梁下滑道。钢轨轨头倒扣滑槽,根据钢梁上拱度焊钢板垫块调整滑槽高度。滑槽内置聚四氟乙烯滑板,滑板通过高强胶与滑槽内顶面粘结,滑槽上顶面粘贴橡胶垫,作为钢梁落梁时与下翼缘的接触面。钢轨轨头顶面及两侧面、滑槽两肢内面都要进行抛光处理。滑槽两肢与轨头两侧间隙均为5mm,满足拖拉钢梁时的全自动导向要求。滑槽加工图如下。拖拉前,钢轨表面涂二硫化钼润滑剂。在拖拉过程中,滑槽与钢梁同步行进,11#墩沈侧设脚手架平台,由两人接放滑落的滑槽。 图2:滑槽设置示意图 根据施工设计图在8#、9#、10#、11#、12#、13#墩墩顶预埋枕木垛锚固件,枕木垛通过锚固件锚固于既有墩的墩顶,其标高预留5mm枕木垛沉降量,确保枕木垛承压后钢轨上滑道在同一坡道上的连贯性。 12#墩顶搭设不锈钢板下滑道,不锈钢板下垫4cm厚钢板,与不锈钢板焊接连接,两侧搭设脚手架作为人工接续聚四氟乙烯滑板的作业平台。 3.4 牵引装置 采用卷扬机进行牵引。为避免跨既有线拖拉,分别于11#墩顶及承台上设二处定滑轮,变为反向牵引。从动滑轮分别引出钢丝绳牵引两侧支座锚栓孔内的临时挂钩,第一次拖拉跨越既有线,行程40m,挂钩挂于设计11#支座锚栓孔;第二次到达13#墩,行程32m,挂钩挂于10#支座锚栓孔。 11#墩上固定两个定滑轮,并设钢丝绳锚固端,另设一转向滑轮将钢丝绳引出端导向地面,第11孔地面上锚固卷扬机,并设钢丝绳走行槽。 经过牵引计算,采用10t卷扬机,平均绳速11.46m/min,配合走十滑轮组,钢梁平均走行速度为1.1m/min。 现场施工总指挥在卷扬机附近进行拖拉钢梁施工作业时的全过程协调指挥与连续监控。 3.5 钢梁拼装与栓焊 梁片吊装前,在平台上相应梁片两端(向梁片中心1.5m左右,以便于梁段拼接作业)位置钉设方木垛,方木垛前后两侧设层状砂袋。方木垛表面力求平整,并标识钢梁腹板中线及下翼缘边线。 两台50t汽车吊顺次将梁片吊至作业平台的方木垛上,开始临时拼装。即用一定数量的冲钉及普通螺栓连接梁片上下翼缘及下平纵联。完成后,测各控制点的上拱度、梁体线型及各部尺寸,合格后,依据《铁路钢梁高强度螺栓连接施工规定》(TBJ214-92)采用高强螺栓连接副进行上下翼缘的连接。施拧前,现场取试件测定连接副的抗滑移系数(工地要求不小于0.45),并采用经标定的扭矩扳手校正作业用 扳手。施拧分初拧和终拧两步进行。初拧扭矩为终拧值的55%,并在一天内完成一个栓群,顺序为先中部后周边;连接板的施拧顺序为先bc、cd连接板,后ab、de连接板。 梁体横隔板的施焊从整联中部向两端进行。焊接时,枕木上盖铁皮防火。焊接完成后,打磨焊缝,进行100%超声探伤。 钢梁拼装上拱度详见示意图。 3.6 落梁 采用50cm×50cm×5cm聚乙烯砂袋配合千斤顶落梁。同时逐步抽除方木垛直至钢梁落至滑槽上,每排砂袋厚度不大于5cm。4个支点交替间隔落梁,相临支点每次下落高度不大于5cm。砂袋于安放前进行检算并在试验室预压,了解砂子的流动性状况。 拖拉到位后再次落梁,则交替抽除枕木直至钢梁落至预先安置的盆式橡胶支座上。操作方法和控制标准与拖拉前的落梁要求相同,间隔交替落梁,10#、12#支点千斤顶首先同时下落5cm,然后 11#、13#支点千斤顶同时下落10cm;接着是10#、12#千斤顶同时下落10cm……这样相邻支点高差始终控制在5cm以内,确保梁体应力受控。详见落梁作业指导书(一)。 3.7 拖拉就位 正式拖拉之前先进行试拖拉,以检查动力系统与牵引装置的机械性能。量测最大起动牵引力及其对11#墩的作用。 拖拉前,周密地进行准备工作:主要是在7#、14#墩顶设全站仪观测站,监测钢梁的纵向走行、横向偏移,以及竖向挠度是否符合理论计算值;在11#墩侧地面上设经纬仪观测站,观测11#墩顶位移;在11# 墩身底部最大弯矩截面及钢梁最大悬臂时弯曲应力最大截面处布置应力——应变量测仪,以观测墩身及梁体的内力;在牵引挂钩上布置钢弦计(排除钢丝绳的松弛影响),测算最大起动力。 拖拉到达12#墩时,千斤顶起顶,消除钢梁末端挠曲。牵引挂钩移至钢梁始端;12#墩顶搭设不锈钢板,两侧人工接续聚四氟乙烯滑板,继续拖拉到13#墩就位。 3.8 落梁、精确调整钢梁梁位、锚固支座 采用4台200t三维千斤顶(分置于11#、12#墩)与4台100t(分置于10#、13#墩)千斤顶配合,交替起顶,拆除军用梁,抽换上层枕木,连接钢梁与支座上座板。落梁时要保证钢梁悬空高度不大于3cm,两中间墩要交替落梁,一次最大落梁高度不得大于5cm。落梁大致就位后,在既有墩支承垫石顶放置聚四氟乙烯滑块,采用4个10t手拉葫芦,精确调整钢梁横向就位,并结合现场实际情况,利用钢梁自身的温度应力,精确调整钢梁纵向就位,满足设计要求后,在适宜的温度下(5℃~10℃)条件下,采用C50高强砂浆锚固支座。详见落梁作业指导书(二)。 3.9 桥面板混凝土施工技术 桥面板混凝土浇筑,难点在于模板与支架的架设,特别是主孔上跨既有线,稍有不慎即可能发生危及行车安全的事故,因此在外模板支架设计上,采取组合钢模以便于装拆;在保证足够钢度及稳定性的前提下,尽量采取轻型支架,同时支架设计充分利用钢梁自身的支承能力。详见结合梁上部施工模板托架布置图。 内模板的支立,则利用横隔板的临时拼接孔栓接型钢,上铺方木、 钢模板;为使混凝土外露面美观,外模板上再铺一层装饰板,使悬臂板在拆模后明光可鉴,可照出地面上人的影子。连续梁面板500余m3500#无收缩混凝土要求一次性浇筑完成。根据工期及施工时的气温,提前进行了十余种配比选配,使混凝土具有缓凝性,抗冻性、泵送、微胀、和易性好的特点。 现场施工使用2台泵车,14台搅拌车,3座混凝土拌和站,共11小时完成了面板混凝土的浇筑。 3.10 桥面系 桥面板混凝土上铺TQF—1型防水层和4cm厚400#纤维混凝土保护层,在施作保护层前,对防水层进行了检查,重点是周边密贴及梁端伸缩缝处连续过渡,并试拌试捣纤维混凝土,以免正式施工时损坏防水层;伸缩缝边压块榫口密贴,盖板平整。 挡碴墙与电缆槽竖墙,均使用钢模板内衬装饰板,使混凝土色泽光亮,模板采用钢筋与钢管内顶外拉,保证尺寸准确,棱角分明;遮板及步行板地面预制吊装;人行道安装钢栏杆及扶手,除锈刷漆,保证焊接质量。 4. 拖拉钢梁施工检算与控制 4.1 施工方案的设计及检算 实施拖拉施工之前必须先进行拖拉架设钢梁施工的各项力学检算,结合本工作实际情况,技术人员自行编制了《拖拉架设钢梁施工检算及现场连续监控程序》,并成功运用该程序进行了拖拉架设钢梁的各项力学检算及施工全过程的现场连续监控。 4.2 现场施工连续监控 首先由程序绘出拖拉钢梁施工过程中,跨越主孔, 钢梁末端理论挠度值的变化曲线,然后在拖拉过程中采用TOPCON310全站仪现场观测末端挠度值,输入计算程序,由程序自动绘出其变化曲线,与理论曲线进行比较,当行进过程中,现场实际变化曲线与理论曲线不相符时,调整程序中参数,使两曲线大致相符,并迅速依据其变化曲线推算12#墩墩顶标高,由现场施工人员在钢梁到达之前调整完毕。从而也取得了现场施工的第一手资料,并对拖拉全过程进行分析。 在拖拉全过程中对整联钢梁的拖拉力、11#墩墩顶位移、承台顶截面应力、钢梁悬臂40m时其最不利面的应力等进行全过程监控并作好记录。在7#、14#墩设观测站分别对钢梁拖拉过程中的方向及挠度进行连续监控。 5. 操作要点与质量监控 拖拉法架设连续钢梁跨越运输繁忙的既有线并现浇桥面板混凝土,在国内铁路施工中系首次运用,施工组织设计的出发点要保证钢梁安全及混凝土的浇筑质量,确保既有线运输的绝对安全。我们对临时设施和主体工程两方面进行了严格的质量监控,把握以下几个操作要点。 5.1 作业平台 平台必须具有足够的刚度,稳定性;轨道顺直,坡度一致。由此要强化军用墩基础加强军用支墩间的连结,军用梁与既有墩之间要加楔密贴以利于减少支墩顶水平力;枕轨钉紧以防止落梁起时道钉被拔出而影响轨道的平顺性;支承千斤顶的枕木垛要考虑压缩量及反弹,一般每层枕木压缩按5mm预留并计算层间隙。 5.2 滑道与牵引装置 滑道除必须平顺外,重要的是减小其滑动摩擦,为此在滑槽内贴聚四氟乙烯滑块。滑块实际容许承载应在试验室作摸似试验以取得数据。实际上,第11孔跨滑道内的滑块采用了特殊加工的材料。由于滑槽系不连续布设,尚应采取预防滑块脱出滑槽的措施。 动滑轮至支座锚栓孔的距离应考虑钢梁的横向压稳及牵引竖向分力的影响,经计算确定。 5.3 钢梁栓接 根据计算扭矩使用标定的电动或音响扳手进行初拧和终拧,分别以不同颜色的油漆(如白、红)作标识,间隔不得超过一天,应注意在空气不潮湿的时间进行。 5.4 拖拉就位误差调整 不可避免地,钢梁拖拉至13#墩后会存在纵横向误差,根据现场实测,钢梁各支点处出现了量值不等的横向偏移(系拖拉与落梁误差叠加所致),采取垫大块滑板水平横向拖拉的办法(各墩顶拖拉力由计算确定);纵向偏差(量较小)采取温度应力法调整。 钢梁受温度变化影响,其线膨胀公式为: ΔLt=aα·Δt·L ΔLt—线膨胀(收缩)量 (mm) α--线膨胀系数,取10~12×10-60.000012 Δt—温度变化量(0C) L—钢梁总长度(m) 依据上述原理,在支座锚固前,在支座下垫聚四氟乙烯滑板,钢 梁两端梁缝填塞调整钢板,利用钢梁自身的温度应力使钢梁精确就位。调整前其纵向偏移量为21mm,调整后其纵向偏移量为7mm,完全符合秦沈《验标》中的允许偏差±10mm。 5.5 桥面板混凝土浇筑支架的拆除 支架的拆除比之安装难度更大,特别是主孔支架,要保证一个螺栓也不能掉到既有线上。总的思路是先松动支架,再撤模板和方木,最后自中孔向边孔逐次拆除支架。详见托架拆卸施工图。 6.钢混凝土结合梁施工的关键技术及创新点 经过我局技术人员的反复研究与攻关,终于独立开发完成了不影响既有线行车拖拉架设钢混凝土梁施工技术,并应用于秦沈客运专线DK173+154.25跨某特大桥104.6m钢混凝土梁的施工,取得了巨大的成功。 与目前国内外同类施工技术相比,本技术解决了以下几个关键技术及创新点: 6.1 通过滑轮组的导向和转向作用把拖拉钢梁的全部关键施工工序均集中在既有线一侧完成,避免了跨线作业,整联钢梁跨线拖拉一气呵成。 1、解决了跨既有线施工,干扰大、安全问题非常突出这一难点。 特大桥跨越的京哈铁路沈山段是我国铁路大动脉的主干线之一,客货运输非常繁忙,平均每3分20秒就有一趟列车经过,并且该立交点位子葫芦岛一锦州间的中心路段,上下行列车多在此会车,施工地段被划分为两个独立的施工区域,两侧施工联络不便,干扰很大,主跨钢混凝土结合连续梁的架设必须采取绝对安全可靠的施工方案,以 不影响既有线的行车。 2、施工作业空间小,跨线作业时间短。 钢梁拼装、工地焊接作业平台,拖拉动力系统,钢梁走行滑道均没既有某秦皇岛侧,整联钢梁跨线拖拉仅用了28分钟,最大限度的减少了跨线作业时间。 3、拖拉吨位大,走行距离长。 拖拉总重量为501t桥面板混凝土模板托架及滑轮组、钢丝绳等动力设备),走行距离72m。 4、钢梁拖拉最大悬臂大,不需要增设导梁。 钢梁拖拉最大悬臂达40m,经计算,其综合施工安全系数可达 2.0以上,钢梁最不利截面的内力仅达到设汁容许内力的50%左右,末端理论最大挠度31cm,可在12#墩墩顶预留该位移量,故不需要增设任何配重及导梁,最大限度地减少了拖拉作业工作量,简化了现场施工作业程序。 5、拖拉钢梁连续作业,不受人为因素影响,动力系统简捷易操作,止动精确灵活。 而国内己出现的拖拉架梁施工中,多采用牵引拖拉技术,跨线作业工作量较大,拖拉重量多在400t以下,多为滚杠或聚四氟乙烯滑板间断滑道,拖拉过程中需要人工接续滚杠或滑板,施工关键过程控制受人为因素影响很大,梁体走行方向不易控制,多设上滑道,上滑道安装及拆除工作较为繁琐。在国外,目前多采用拼装式大型吊车吊装或架桥机架设就位,投资较大,而且对交通、场地等施工环境因素要求较高。 6.2 钢梁拖拉采用钢轨连续下滑道,上扣聚四氟乙烯滑槽上滑道与钢梁同步行进,充分利用了滑槽的自动导向作用,在拖拉过程中钢梁平面位置的最大偏移量不超过2cm,无需设置上滑道,无需采用其它导向设备,拖拉钢梁只须打开卷扬机开关,无需再借助其它人力,整联钢梁即可平稳走行,为典型的“按钮工程”。且经过技术人员精确计算及现场试拖拉,其自身制动精度可达2mm,无需其它任何止动设备,即可随时制动。 6.3桥面混凝土支架的设计采用三角形轻型支架的结构形式并充分利用钢梁自身作为支架的支承承受荷载,设计巧妙,安、拆装均十分方便、安全。而国内已出现的结合梁桥面板混凝土施工中,上部混凝土多采用吊蓝法分段浇筑,而且多为跨越公路、河流等相对较为有利的施工作业环境;在国外,目前多采用膺架式挂篮滑模施工技术,滑模加工可与钢梁架设同步或提前进行,施工速度快,但其安全防护工作难度大,难以实现混凝土的连续浇筑,浇筑作业时间较长。因此,与以上方法相比, 该三角形轻型支架法既满足了刚度及稳定性的要求,又解决了跨既有线施工的行车安全问题,加快了施工进度,同时又节约了大量钢材,经济效益十分可观。 6.4桥面混凝土连续浇筑,科技含量高,质量要求严。 根据设计要求,桥面板504m3无收缩混凝土需要一次性连续浇筑成型,为满足设汁要求,确保施工质量,在施工过程中采用了添加GT-5外加剂技术,GT-5为当前国内科技含量较高的新型外加剂,它集缓凝、微膨胀、防冻三大功能与一身,施工前根据设计要求,结合当地长期大气预报及不同料源进行了十余次配合比的选配;此外,在施工 时还动用了2座大型搅拌站,出动了16台混凝土罐车,2台混凝土泵车,10台插入式振动器,2台平板振动器,整联钢混凝土梁504方混凝土仅用了11小时就浇筑完毕,不仅确保了施工作业速度,而且确保了混凝土冬期施工质量。 6.5钢梁拖拉全过程采用全站仪追踪测量获取数据,现场采用计算机程序连续监控并处理数据,实现了拖拉架设钢梁施工的全过程连续可控和全自动化。 国内同类施工技术多为事先采用计算机程序进行施工检算,现场连续测量,目前尚查阅不到同类连续监控程序。 6.6高空作业工作量大,安全防护要求高。 钢梁拼架、焊接平均作业高11m,桥面板混凝土模扳支架及混凝土浇筑平均作业高为12.5m,均为高空作业。为确保施工作业人员的人身安全,观场采用了高空全封闭式安全防护措施,在施工过程中末发生任何安全事故。 7. 钢混凝土结合梁施工技术应用效果及体会 利用该技术,秦沈客运专线DK173+154.25跨某特大桥主孔32+40+32m架设取得了极大的成功,在施工过程中最大限度的减少了对既有线行车的影响,确保了施工安全,降低了成本,提高了施工质量。整联钢梁的纵向就位误差为7mm,横向最大偏移量为5mm,完全符合《秦沈客运专线桥梁制造与架设细则》及《秦沈客运专线桥梁检验及评定标准》中的有关要求。 在本施工技术应用于跨某特大桥主孔钢混结合连续梁施工取得成功之后,有以下体会: 7.1 在安全形式较为严峻的今天,所定施工技术必须确保既有线行车安全及施工安全,由于本技术在开发过程中一直以确保施工安全为切入点,因而在现场施工过程中未发生任何安全事故,并且确保了现场的施工质量,可见,安全是施工的永恒主题, 7.2 经过对方案的层层比选及优化,本施工技术采用了全自动的拖拉设备及钢梁走行系统,并利用电脑输入连续监控程序在现场全过程监控。不仅确保了施工质量,而且确保了施工效益和速度,这说明现场施工越来越依赖于专业的技术人员、专业的机械设备及计算机技术。 7.3 本方案在经过一轮又一轮的技术攻关之后,最后确定的拖拉方案中,全套拖拉设备约10万余元,拖拉跨线关键工序仅用了28分钟,若采用吊装或顶推方案拖拉跨线关键工序所用时间均远远大于这一时间,其中吊装方案在理论上最快需要120分钟,跨线工序投资约20万元,而且后两种方案最快需要300分钟,仅采用全自动顶推设备一项就需投资约20万元,而且后两种方案对既有线运营干扰程度均远大于本方案。 8.经济效益及社会效益分析 该技术在秦沈客运专线的成功应用产生了显著的经济效益,技术创新创造经济效益约250万元,方案优化降低成本、节约投资约190万元。该项成果若在我国铁路桥梁架设施工中得到推广应用,还将产生更加巨大的推广价值。同时,它对我国铁路桥梁架设施工走向自动化、程序化开拓了思路,其中计算机连续监控技术的应用更代表了施工过程现代化的发展趋势。 它的成功还标志着我局的桥梁综合施工能力又跨上了新的台阶,为我局在秦沈客运专线赢得了信誉,并为我局向桥梁纵深施工领域发展奠定了基础。该技术成果可广泛应用于长大桥梁的架设,尤其在必须不中断既有线行车或既有河流通航的条件下的桥梁架设,如跨越既有铁路、高速公路、城市道路、繁忙通航的河道等。- 配套讲稿:
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