溫福鐵路客運專線移動貝雷桁架施工鐵路客運專線現澆箱梁施工方案(14頁).doc
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2023-07-10
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1、移動貝雷桁架施工鐵路客運專線現澆箱梁工法工法編號:RJGF(閩)-1920XX完成單位:中鐵二十四局集團福建鐵路建設有限公司主要完成人:鄭志強 羅躍林 錢寅星 黃玉仁1前言1.0.1溫福鐵路客運專線是國家首批開工建設的客運專線鐵路,設計速度200km/h,其鐵路橋梁大部分采用整孔箱梁形式,其中32m梁自重達900t,重量大,對支架要求高。針對該箱梁施工,一般有滿堂支架和移動模架兩種施工方式.由于部分施工地段位置偏僻,交通不便,采用移動模架進場施工困難,而滿堂支架施工繁瑣,為此,中鐵二十四局集團福建鐵路建設有限公司在承建的溫福鐵路(福建段)第合同段的施工過程中,根據實際情況采用貝雷片組裝移動桁架2、,并編制了本工法。1。0。2本工法于20XX年在溫福鐵路客運專線首次應用,隨后在20XX年甬臺溫鐵路工程建設中得到進一步推廣和完善。本工法于20XX年通過了中鐵二十四局集團公司組織的成果評審,并鑒定為達到中國鐵道建筑總公司先進水平。2工法特點2。0。1采用貝移動貝雷桁架法,材料來源廣泛,通用性強,施工靈活性強,運輸、拼裝、過孔、拆除操作簡單方便.在橋梁跨越跨度6m以內的小溪、小河、水渠、鄉村公路等結構物時,施工尤為方便。2。0。2本工法與滿堂支架現澆法、移動模架(造橋機法)相比,克服了滿堂支架受力不均衡和拼裝繁瑣的缺點,同時比移動模架施工具有造價低的優點。2.0。3 本工法能夠比滿堂支架法工期3、減少25%,施工速度快.3適用范圍本工法適用于凈重在900t以下,跨度在32m以內,橋墩高度在8m以內的鐵路客運專線整孔箱梁制梁施工。特別適用于交通不便,大型專用制梁設備不易進場的制梁施工.4工藝原理4。0。1移動貝雷桁架法由支墩基礎、臨時支墩、貝雷片桁架、桁架上的工字鋼、鋼模及移動裝置組成。在支墩位置采用貝雷片或者萬能桿件搭設臨時支墩,支撐貝雷片桁架。構造詳見圖4。0.1-1、圖4.0。1-2和圖4.0。1-3。4。0.2移動貝雷桁架法的主要工作內容是在穩定的基礎上,對桁架結構進行合理布置,在桁架、鋼模就位后進行超重預壓,準確測定貝雷片桁架的彈性變形,消除非彈性變形后,進行梁體澆筑,待梁體初4、張后脫模、過孔,完成箱梁澆筑、就位的過程。圖4。0.11 貝雷片臨時支墩和貝雷片桁架布置示意圖1貝雷片臨時支墩2貝雷片制梁桁架圖4.0。1-2 半-縱斷面示意圖1貝雷片桁架2雙層、雙排貝雷片臨時支墩3雙層、三排貝雷片臨時支墩4枕木密鋪圖4.0.1-3 橫斷面示意圖118號工字鋼2雙排貝雷片桁架 3單排貝雷片桁架 4雙層貝雷片臨時支墩 5枕木密鋪6隧道棄碴換填,壓實5施工工藝流程及操作要點5.1 施工工藝流程施工工藝流程主要是:地基處理桁架拼裝-超重預壓預拱度設置梁體澆筑桁架脫模及過孔。5.2 操作要點5.2。1地基處理1 在架設桁架之前必須對原地基進行檢測,當承載力低于設計要求時應采取地基處理5、措施,使地基滿足制梁時的要求。2 進行K30試驗,驗證地基滿足設計承載力0。18MPa。5。2。2桁架拼裝1移動貝雷桁架由臨時支墩、貝雷片桁架、工字鋼、移動裝置及鋼模組成.2按照地形要求,根據計算設置多道臨時支墩。支墩間距應滿足現場要求,支墩寬度一般不小于2。5m。在墩身較矮位置,地基經換填處理后,臨時支墩基礎宜采用密鋪兩層枕木,枕木上鋪設兩道工字鋼,每道工字鋼間應緊貼平行焊牢。在墩身高的位置,臨時支墩采用貝雷片拼裝成貝雷片組或者萬能桿件搭設,以貝雷片組取代矮墩位置的工字鋼。3 貝雷片桁架由多組貝雷片按照計算確定的間距鋪設,中間分組的貝雷片每組由2片貝雷片與支撐架拼裝而成。由于翼板較輕,一般最6、外側的貝雷片由單片貝雷片支撐。為了加強貝雷片桁架的整體穩定性,從中間一組貝雷片分別往兩邊,采用角鋼每3m一道將貝雷片連成整體。在貝雷片桁架的橫線路方向按一定間距鋪設工字鋼。4臨時支墩架設完畢后開始貝雷片桁架的拼裝施工。根據場地情況從線路右側按組拼裝至左側,兩片一組的桁架施工時先拼裝單排貝雷片。拼裝前在拼裝場地上掛線,做出記號,擺好貝雷片和插銷等構件。先鋪設加強弦桿,自一端往另一端按順序連接貝雷片,鎖好插銷。單排貝雷片連接好后,進行貝雷片組的拼裝,排好單排貝雷片的間距,調整好支撐架和貝雷片連接螺栓眼,安裝支撐架將兩排貝雷片連接成整體。5桁架頂的工字鋼總長滿足制梁桁架寬度要求,工字鋼間距不大于0。7、6m。鋪設完成后,用鋼筋加工成U形,端頭焊在工字鋼上,將貝雷片與工字鋼連接成整體。5.2.3超重預壓1預壓重量按現澆箱梁施工過程中最不利狀況進行考慮,其箱梁澆筑過程的荷載按下式計算:預壓荷載=梁體重量+鋼模重量+附加荷載 (5.2。3)2貝雷片桁架在預壓前調整主桁梁標高,其底模、側模標高先按理論標高確定。3加載持荷過程中, 采用S2型精密水準儀、專用變形觀測尺進行詳細的沉降觀測。在貝雷片桁架工字鋼橫梁上和貝雷片主桁底部設置觀測點,具體觀測斷面為支架處高程沉降變化.卸載階段在模架底橫梁靠主梁內側每個斷面再增加2個點,以比較底橫梁的變形值.5.2。4預拱度設置1 梁體拱度值按下式計算:跨中梁體拱度8、值:Y跨中扣除自重影響后預應力產生的上拱度+殘余徐變拱度值靜活載撓度 (5。2。4-1)其他位置按二次拋物線過渡:Yx Y跨中0。05X2(5。2。42)式中 Yx-距離跨中X截面的預拱度,負值設上拱,正值設下拱; Y跨中跨中位置梁體拱度;X與跨中的距離。2在制梁施工過程中,還需要對梁體預拱度進行持續觀測,不斷調整,得出更精確的預拱度設置值。5.2.5梁體澆筑1箱梁混凝土澆筑應一次性澆筑,總體時間不得大于混凝土的初凝時間.箱梁混凝土澆筑分四批前后平行作業,澆筑順序與預壓荷載加載順序相同。第一批澆筑底板兩邊,當底板兩邊澆筑長度達8m后,緊跟著第二批澆筑底板中部,當底板澆筑有6m左右后,開始第三批9、澆筑腹板,當腹板澆筑長度達4m左右后,開始第四批澆筑頂板及翼板,就這樣保持四批澆筑相隔有2m左右間距的平行作業。其作業程序如圖 5.2.5“箱梁混凝土全斷面澆筑作業程序圖”所示。圖 5。2。5箱梁混凝土全斷面澆筑作業程序圖1混凝土輸送泵管2混凝土泵車管2底板兩側混凝土由輸送泵經腹板輸送到位,澆筑高度應位于腹板倒角以上且在腹板1/3高度處。底板兩邊混凝土以自然流出為主,部分不能到位的,開動腹板模上的附著式振搗器或在腹板內插入振搗棒,使混凝土由腹板流出.底板兩邊的混凝土振搗以插入式為主,輔之以側模附著式振動器。3底板混凝土由內模頂開窗孔輸送而下,內模頂每距5m開一尺寸為30cm30cm的天窗孔。底10、板混凝土經天窗孔輸送至底板后,人工鏟平攤鋪寬約3m的混凝土帶,采用插入式振搗器振搗,混凝土搗固快插慢拔,派專人檢查腹板混凝土密實。腹板混凝土澆筑要防止下倒角位置混凝土大量翻漿,控制好澆筑速度和搗固深度、時間。頂板混凝土澆筑,第一次抹面后,還需進行二次收漿,可減少收縮裂紋發生。為了防止接縫漏漿,采用油毛氈或棉紗塞住模板接縫。4梁片澆筑前,在貝雷片的下弦桿預先做好觀測點,記錄好初始值;在澆筑過程中派專人觀測。5。2.6桁架脫模及過孔1為了使制梁桁架左右幅過孔方便,模板以梁縱軸線為對稱線,分為左右幅.左右幅對稱,以螺栓連接,連接螺栓解除后左右幅可以自由分開.現場模板系統如圖5。2。6-1所示。圖5。11、2.6-1 現場模板系統示意圖1模板左右幅分離位置 2 18號工字鋼 3貝雷片制梁桁架2在箱梁進行初張拉后,當梁片強度達到設計強度80%,齡期不少于4天后,進行初張拉后就可以脫模。3 整體移架過孔的工藝流程為:過孔裝備-卸載脫模安裝平滾-橫向外移-縱向拖拉-橫向內移合攏、調節標高.1)過孔準備:在過孔前必須先對貝雷片桁架進行一次全面、認真的檢查,確定連接牢固,插銷不要有松動。派專人檢查移位時要經過軌道的平整度和穩定性,以及所處地基的承載能力。準備好5t手拉葫蘆、平滾、對講機、卷揚機等設備后進行卸載脫模。2)卸載脫模:梁體混凝土初張拉后將外模板下的油頂松開卸載,并將梁片中間處外模板的連接螺栓松開12、,卸除中間一組貝雷片的支撐架將貝雷桁架一分為二。3)安裝平滾:用機械式起道機將貝雷片桁架抬高,取出基礎工字鋼上的鋼質大頭塞,在每組貝雷片桁架與臨時支墩交接處的工字鋼上安裝一個平滾(滾輪朝下)。移動桁架橫移時平滾安裝如圖5.2.62所示。圖5.2。6-2 移動桁架橫移時平滾安裝示意圖1臨時支墩2貝雷片桁架3梁片中線4橫向打開方向 5 平滾4)橫向外移:用50t千斤頂頂住貝雷片,分散布置,而后解除梁軸線位置左右兩幅貝雷片桁架的連接,使兩幅能自由分開。之后移去貝雷片底墊的大頭塞,使貝雷片完全由千斤頂支撐,此時可以放入平滾,每道支墩和每組貝雷片位置均要有平滾。平滾安放好后,緩慢落下千斤頂,將貝雷片桁架13、落于平滾上,此時要派人檢查平滾位置和受力后的狀況。在安放平滾的同時,在左右兩側安裝好倒鏈葫蘆.一切工作準備好后,可以開始橫移打開,橫向外移.平滾安裝完后在每個臨時支墩對應的線路外側打一個地垅,每個地垅安裝一個倒鏈葫蘆,五個倒鏈葫蘆同步緩慢的將半幅貝雷桁架往外側拉,所有的葫蘆慢慢拉動,要同步進行,在前后兩個墩頂上要派人觀察橫移的距離,將移動的距離通過對講機告訴現場指揮,現場指揮根據實際情況決定各臺葫蘆的快慢,使得整個半幅的貝雷片桁架整體同步橫移。橫移過程中要派人檢查平滾的狀態,由于軌道面不平整或受力不一致,會使得平滾在滾動過程中偏離軌道而掉落。對于此類情況要及時將平滾方向調好,待橫移到足夠過孔的14、寬度后,橫移打開結束。橫移打開后在鋼模底板位置加混凝土配重,防止因為鋼模重心偏向翼板而出現傾覆。如圖5.2。63所示。圖5。2。63貝雷桁架橫向外移示意圖1左半幅(已橫移打開到位,準備縱移)2右半幅(已脫模落架到位,準備橫移打開)3 混凝土配重塊5)縱向拖拉:橫向拖拉到位后,立即解除倒鏈葫蘆的拉索,再用機械式起道機將半幅移動桁架整體抬高,重新將平滾布設在臨時支墩枕木頂工字鋼側(滾輪朝上高出工字鋼頂5cm),由橫移狀態倒放平滾,改為縱移狀態倒放平滾。在線路縱向前兩孔打一地垅安裝一臺5t卷揚機,在移動桁架的貝雷片桁架小里程端橫穿一根工字鋼,將卷揚機的鋼絲繩固定在工字鋼上以便每組貝雷片桁架同時受力。15、鋼絲繩中間安裝一個動滑輪,縱移時,慢速開動卷揚機,將貝雷片桁架往小里程方向拖拉。縱移過孔時,要左右兩幅同時前移,慢速前進,派專人檢查平滾。6)橫向內移:當移動桁架縱向拖拉到位后,將平滾重新布設.在墩的另一側打五個地垅安裝倒鏈葫蘆,同步將移動桁架橫向內移到位。內移合攏過程中要注意調整貝雷片桁架左右幅,使得對位準確.7)合攏、調節標高:合攏對位后,立即將左右幅的貝雷片桁架連接為整體,鎖定螺栓和插銷,而后當兩幅移動桁架均就位后,再用油頂將移動桁架整體抬起,安裝鋼質大頭塞,并利用鋼質大頭塞和模板下的油頂調節模板標高、設置拱度,再將模板中間的連接螺栓上緊,開始進行新一孔梁的施工。6材料與設備6。1 材料16、本工法所需材料如表6.1:表6.1 材料表序號名稱規格技術指標1貝雷片HD200型容許彎應力02784kg/cm22鋼板Q2353工字鋼普通熱軋工字鋼4鋼滾軸6.2 機具設備本工法所需機具設備如表6.2:表6。2 機具設備表序號設備名稱設備型號單位數量1汽車吊25t臺12龍門吊8t臺13汽車泵BK1400F-2臺14混凝土運輸車PC2007臺25慢速卷揚機5t臺16液壓油頂50t臺17葫蘆5t臺18精密水準儀DSZ2+FS1臺19銦鋼標尺把110對講機臺47質量控制7.0。1施工時應嚴格執行以下標準、規范:客運專線鐵路路基工程施工質量驗收暫行標準(鐵建設20XX160號)鐵路混凝土工程施工質量17、驗收補充標準(鐵建設20XX160號)客運專線鐵路路基工程施工技術指南(TZ212)鐵路混凝土工程施工技術指南(TZ210)普通混凝土用碎石或卵石質量標準檢驗方法(JGJ53)鋼結構工程施工質量驗收規范(GB5020520XX)7.0.2模板、水泥、鋼筋、粗細骨料、預應力筋、張拉千斤頂、油泵、壓力表、錨具等原材料和機具設備的驗收、試驗與檢驗均按現行規范及有關規定進行。7.0。3 移動貝雷桁架法施工,進行地基換填處理,進行 K30試驗檢測,地基承載力不小于0。18MPa后,方可進行超重預壓。7。0.4進行地基預壓時必須在連續48小時的沉降觀測,地基沉降值小于2mm,方能認為地基的壓縮已完畢,可以18、進行卸載并制梁。7。0.5制梁施工完成后,梁體預拱度值要滿足設計要求。8 安全措施貝雷片桁架施工時,嚴格遵守鐵路工程施工安全技術規程(TB10401。1、TB10401.2),還應注意以下幾點:8。0。1 在貝雷片桁架預壓前,必須全面檢查抱箍、楔塊等關鍵受力部位情況,并且嚴格按照砼澆筑的順序加載,分級加載;預壓過程要密切關注貝雷片桁架各點的沉降情況。 8.0.2使用貝雷片桁架施工時,必須安排專人經常檢查抱箍、楔塊等關鍵受力部位的使用情況,加強千斤頂、倒鏈、鋼絲繩等機具設備的維修養護,發現問題,及時處理.8。0。3在移動貝雷桁架時,各個工序的人員必須緊密地配合,在現場指揮人員的指揮下進行施工。819、.0.4貝雷片桁架過孔前要事先通過氣象部門了解當天的天氣情況,超過7級以上的大風,禁止設備行走.8.0。5貝雷片桁架脫模橫移前認真檢查滑道的平順,保證滑道在橫向打開時長度足夠,支撐穩定;橫移和縱移時各點導鏈葫蘆用力要均勻,行進過程勻速、緩慢,并且各點要同步;桁架過孔過程要密切觀測半幅桁架的重心位置,必要時在底板上加配重塊.8。0。6 根據地形與施工條件,做好防止在桁架移動過程中傾覆的應急預案。9環保措施9.0.1 噪聲控制1 嚴格執行建筑施工場界噪聲限值(GB12523),控制和降低施工機械和運輸車輛造成的噪聲污染。2 合理安排作業時間,盡可能將灌注混凝土作業安排在白天施工,避免夜間施工,使施20、工噪聲對周圍環境影響減少到最低程度。9。0。2污染控制在施工過程中,防止把廢渣、廢土及多余的混凝土倒入田地或公路邊。10效益分析10。0。1社會效益1 移動貝雷桁架法在羅漢溪特大橋的應用取得了圓滿的成功,所施工梁片質量均滿足設計要求,且完全滿足工期要求。2開創了原位現澆凈重900t箱梁的新方法。我國鐵路“十一五規劃明確提出 “十一五”期間中國鐵路建設客運專線7000km.整孔簡支箱梁必然要大量施工和使用。我們研究小組總結出的使用貝雷片桁架原位制梁的方法,在今后有重要的指導和借鑒意義。10.0.2 經濟效益以溫福鐵路(福建段)第標段羅漢溪特大橋為例,用移動貝雷桁架法施工,充分利用現有的資源,制梁21、周期短,制梁成本低。1每孔貝雷桁架滿堂支撐需要的主要材料為:1)貝雷片154片(租金50元/月),加強弦桿154根(租金20元/月),加上其它聯結系共88t;2)龍門貝雷片56片(租金50元/月);3)3個C150混凝土支墩共=2。5150.53=56m3(185元/m3);4)18a槽鋼15.3t(3400元/t),鋼模37。7t(6500元/t)。2貝雷桁架共需費用為:(15450+15420+5650)219+5618540+15。334002+37.765002=1516980元=152萬元;考慮到還有貝雷桁架上平聯結系、螺栓租金等沒有計算在內,其材料總費用約為180萬元。3 相比采用22、移動模架,其一次性投資減少270萬元。11應用實例本工法綜合總結了東南沿海速度為200km/h的客貨共線鐵路移動貝雷桁架法施工的經驗,已成功應用于溫福鐵路(福建段)羅漢溪特大橋、杯溪大橋、里梅溪大橋,甬臺溫線站前工程第標段等工程中,工程質量滿足預定要求。現以溫福鐵路(福建段)第標段羅漢溪特大橋為實例。11。0.1工程概況溫福鐵路(福建段)第標段羅漢溪特大橋,位于福建省寧德市霞浦縣境內,大橋全長L1468。55m,1432m整孔箱梁(40+64+40)連續梁2632m整孔箱梁。該橋制梁施工于20XX年6月開工,20XX年9月完工。運用本工法施工16個月后,兩套貝雷片桁架共施工完成26孔梁片,扣除23、節假日以及其它因素的干擾,一套貝雷片桁架制梁周期為17天/孔。施工過程1 地基處理:在施工操作上,根據每孔原地基情況,先對原地基進行整平夯實,利用隧道棄碴填筑基礎,做K30試驗,滿足設計承載力后,其上鋪設枕木.2 桁架拼裝:先由人工拼裝單片貝雷片,而后再用支撐架連接貝雷片組,在25t吊機的配合下擺放好貝雷組,之后由25t吊機安裝18工字鋼,間距60cm。3 加載預壓:采用石粉模擬混凝土澆筑順序加載,分3個階段進行。4 預拱度設置:根據加載預壓觀測出的支架彈性變形,以及設計計算的理論數據,計算得出預拱度值.現場采用支墩位置逐點觀測調整,使用加減貝雷片桁架和支墩間墊片的方法設置預拱度.5 梁體澆筑24、:現場混凝土澆筑由兩臺汽車泵和五臺混凝土運輸車配合完成。兩臺汽車泵分別從梁兩段向中間分層澆筑.首先澆筑底腹板倒角位置,然后澆筑完整個底板,之后進行腹板澆筑,最后是頂板澆筑.6 桁架脫模及過孔:當梁片強度達到80,齡期不少于4天后,進行初張拉后就可以脫模,然后進行移架過孔。11。0。3工程監測及應用效果1 超重預壓觀測桁架的最大撓度為0。6cm,理論計算支墩間距按照最大值8m計算,最大撓度為0.82cm,現場支墩間距為6。91m,因此現場預壓桁架最大撓度與理論計算一致,桁架安全穩定;預壓觀測地基最大沉降量5。2cm,理論計算地基最大沉降量2。83cm,理論計算未考慮地基換填存在的空隙和枕木的壓縮性,若考慮以上因素,現場觀測地基沉降和理論計算基本一致。2 梁片施工后,在梁頂上,梁跨中、梁1/4跨和梁3/4跨位置分別做了觀測點,分別測量其在初張拉前、初張拉后和終張拉后標高,梁片拱度與設計相符,具體數據如表11.0。3。標高滿足設計要求,達到了預期的設計目的,圓滿地完成了施工任務。表11。0。3 初張拉前、初張拉后和終張拉后標高,梁片拱度(m)1/4跨觀測點跨中觀測點3/4跨觀測點初張拉前19.60719。64819.678初張拉后19.61419。66219。686終張拉后19.62119。66719。691張拉后拱度值0。0140.0190.013