铁路钢桁梁桥平面转体施工工艺研究_刘波.pdf

DOI：10.13905/ki.dwjz.2022.12.034铁路钢桁梁桥平面转体施工工艺研究ON THE CONSTRUCTION TECHNOLOGY OF PLANE ROTATION OF RAILWAY STEEL TRUSS GIRDERBRIDGES刘波（中铁二十局集团第四工程有限公司，山东 青岛 266000）LIU Bo（China Railway No.20 Bureau Group No.4 Engineering Co.,Ltd.,Shandong Qingdao 266000,China）【摘要】为了解决与既有高架运行线路交叉施工这一问题，桥梁转体施工逐渐成为不可或缺的重要技术。文中以改建矿铁线大桥中的148m钢桁梁桥为研究对象，详细介绍了钢桁梁桥平面转体关键施工工艺和相应的施工步骤。为相似的铁路桥梁转体施工提供有益的参考。【关键词】钢桁梁桥；平面转体施工；矿铁线大桥【中图分类号】TU745【文献标志码】A【文章编号】1001-6864（2022）12-0155-04Abstract：To solve the problems of the construction crossing the existing elevated lines,the bridge rotation has gradually become an indispensable and important solution.Taking a 148m steel truss bridge as the research object,thekey construction technology and corresponding construction steps of the plane rotation of the steel truss bridge in detail are introduced,providing the reference for the construction of similar railway bridges.Key words：steel truss bridge;plane rotation construction;mine railway bridge0引言随着我国基础建设的进程不断推进，铁路逐渐成为当下最重要的交通方式之一，因此铁路的桥梁建设需向着更安全、更可靠的目标迈进1。在桥梁施工过程中，难免会遇到跨越既有铁路线、高速路和城市轻轨等高架运行线路交叉施工的情况，这会大大影响桥梁施工的效率2。在此基础上，桥梁转体施工技术因其效率高、利用地形充分、对原路线影响小等特点，逐渐成为繁忙路况施工过程中不可或缺的重要技术3。基于上述背景，学者们对桥梁转体施工技术进行了大量研究。张波4对桥梁转体施工中的平转法、竖转法和平竖转体结合法的工艺特定和适用范围进行详细的分析和介绍。邹华5对公路转体桥梁施工的关键技术进行了分析，为公路转体桥梁转体施工技术奠定了一定的基础。但是上述的研究并没有与实际工程牢牢结合。另一方面，钢桁梁桥具有性能稳定、耐久性好、建筑高度低6、施工架设速度快等优点7而被广泛应用。铁路桥梁相对于公路桥梁的荷载形式相对稳定，因此国内外已建或在建的大部分钢桁梁桥均以铁路桥梁为主8。文中以佳木斯至鹤岗铁路改造工程改建矿铁线大桥148m钢桁梁桥建设项目为工程背景，对其施工中平面转体施工工艺进行研究，以期为相似结构的平面转体施工提供一定的参考价值。1工程概况改建铁路佳木斯至鹤岗铁路改造工程GKTK0+825.55改建矿铁线大桥位于鹤岗市南山区，自北向南跨越兴国专用线和鹤岗线，改建矿铁线大桥线路平面见图1。起止里程为GKTK0+723.29GKTK0+927.8，图1改建矿铁线大桥线路平面（单位：cm）8101190铁路线铁路线488147480147铁路光缆（迁改）信号电缆（迁改）电力电缆（迁改）5908101190A1A2A3A2A1E1E0E2E2E1E0110007005960049400700图2钢桁梁立面布置（单位：mm）155低温建筑技术-施工技术Dec.2022 No.294桥梁全长204.51m，桥跨布置形式为1m24m（简支箱梁）+1m48m（钢桁梁）+5m24m（简支箱梁），其中48m钢桁梁跨越了两条铁路线，桥与两条铁路线斜交角度均为 147，梁底距离两条铁路线轨面净高为6.2m。钢桁梁由上弦、下弦、腹杆、平联、横联、桥门架、桥面板等几部分组成，钢桁梁立面见图2。主桁架采用无竖杆的三角桁架形式，上、下弦杆采用箱形截面。钢桁梁端斜杆上设斜向桥门架，在上弦A2、A2 节点设中间横联，桥门架及横联架均采用板式结构。为保证铁路线的行车安全，跨越铁路线的钢桁梁架设施工期间需对既有铁路进行封锁9，10。桥梁段转体施工采用平转法。因环境要求苛刻，在不影响既有铁路运营的情况下，选择合适位置，采用支架法对钢桁梁进行拼装。待拼装完成后，在固定端设置用于转体过程定位和控制旋转轨迹的转轴；并在转动端设置用于拼装过程和落架后支承桥梁的临时墩，临时墩与转体目标墩之间架设梁作为跨越营业线的转体走行轨道。在钢桁梁支座位置安装滑船，起支承承重作用，并提供走行功能，转体梁在临时墩、走行轨道梁、目标墩和固定端桥墩顶部的滑道内走行。2转体施工关键工艺钢桁梁转体角度33，共需要走行的实际距离为27.3m。根据封锁点时间安排，初步拟定钢桁梁在五个封锁点内转体完成，转体滑移位置停靠点分别为：0（组拼位置）、5.5、11、16.5、22、27.3m（桥位处），滑移至以上几个停靠点时，需要临时固定滑靴、桁梁及相关附属结构，等待下个天窗点进行施工。天窗点：45h，滑移平均速度：1.375m/h。钢桁梁转体选用2台100t油压横向千斤顶，单行程1000mm。2.1钢桁梁安装桥钢桁梁施工采用支架法与平转法相结合的施工方案。在桥位现场设置支架进行钢梁拼装，在对应的现浇梁布置钢滑道，并设置钢桁梁滑道，钢桁梁整体拼装完成后进行转体。钢桁梁安装工艺流程如图3所示，钢桁梁安装见图4。2.2转体定位装置在1#墩顶设置水平旋转固定体系，采用无缝钢管阴阳扣套接。由于整个钢管较高，自由度较大，故采用C30混凝土将阴口钢管下半截包裹，将混凝土灌注到阳头钢管内以提高其强度。为使顶部标高一致，在承台处设置临时墩，并保证临时墩分配梁顶面高程与支座高程保持一致；转体就位后拆除临时浇筑的C30混凝土部分，水平旋转固定体系见图5。2.3滑道梁滑道梁分三节，跨越既有铁路的滑道梁采用钢箱梁结构，使用Q345B钢材，重96t；截面为2.7m1.8m箱型结构，计算跨径21m。2.4滑船滑船安装于钢桁梁支座钢板下部的700mm12mm 钢管限位槽内，滑船与支座钢板采用限位联接。滑船采用24m540m700mm矩形MGE高分子材料和钢垫块制作，滑船安装于钢桁梁支座钢板下部，用支座的钢板螺栓孔将滑船与支座钢板联接。2.5滑道板滑船走行轨迹为圆弧形，故滑道板要与之对应，成圆弧形。采用Q235钢板和316不锈钢复合板作为滑道面，平转滑道见图6。图4钢桁梁安装图5水平旋转固定体系完成两侧两段滑道的吊装并与中间一段滑道焊接设置滑移系统完成钢桁梁拼装拆除钢桁梁拼装中间支架钢桁梁顶推（27.3m）将钢桁梁顶起把滑道移至梁体外侧第一次落梁（80cm）第二次落梁（80cm）将滑道切割成三段，并拆除两侧两段滑道拆除中间一段滑道完成其他附属工程（需要封锁）（需要封锁）（需要封锁）（需要封锁）（需要封锁）基础处理、设置钢桁梁拼装支架接触网、回流线迁改、保护拼装钢桁梁架设中间一段滑道（要封锁）图3钢桁梁安装工艺流程1562.6顶推千斤顶钢桁梁总重按350t进行计算，启动顶推时，顶推力为180kN；采用100t千斤顶顶推行走，额定顶推力F=1000kN。千斤顶前端设球铰，保证在千斤顶顶推前进的过程中，随时可以微调方向，减小切向分力。顶推千斤顶结构形式见图7。因转体工程中需要对运营铁路线进行封锁，满足规定时间，千斤顶采用少周转大行程施工。综合考虑时间和距离，采用100cm行程加工2台100t液压千斤顶，其中1台顶推用，另外1台备用。液压千斤顶单独配备液压油站，并使用校核后的油表。2.7反力座反力座设置：顶推反力装置由1个I 40工字钢焊接在滑道梁顶面，横向千斤顶布置在反力支座牛腿与钢梁底部滑块之间。3转体施工步骤3.1施工准备钢桁梁拼装完毕，待滑道板、滑板、千斤顶等设施安装完成，并确保调试满足施工要求后，在铁路局等相关部门批准的时间内实施转体施工。经批准后，清理转体结构下的临时支座以及其他杂物，保持施工中转体转动正常。主控台需设置在视野开阔的位置。最后，需要调试仪器设备、安装牵引索，保证牵引索拉力相同。3.2钢桁梁转体经计算钢桁梁转体角度33，共需要走行的实际距离为27.3m。正式转体前根据现场环境及实时状况进行申报，待有关部门同意后即可进行转体。根据封锁时间安排，初步拟定钢桁梁在5个封锁点内转体完成，转体滑移位置停靠点分别为：0（组拼位置）、5.5、11、16.5、22、27.3m（桥位处），滑移至以上几个停靠点时，需临时固定滑靴、桁梁及相关附属结构，等待下个天窗点施工。天窗点设定为45h时，滑移平均速度应保持在1.375m/h之内。在转体过程中，测量监控小组要及时对转体情况进行通报，并通过千斤顶位置调整钢桁梁走行方向。在快要到达指定位置时，降低转动速度，保证位置准确。3.3落梁钢桁梁到达指定位置后，搭配使用钢支墩和400t千斤顶进行落梁。首先开启油泵，将千斤顶油缸伸出25mm；然后抽出一层垫梁，调控油泵使千斤顶缓慢下降；第三，钢桁梁稳定停于钢垫块后，取走钢垫梁。当落梁下降时，两个千斤顶应同时上升和下降，并保证速度不能过快。在此过程中，时刻保持两端的高差不能太大，通常采用水准仪控制差值不超过10cm。采用交替下落的施工方式，施工过程中保证每次下降高度小于10cm，两支点的落差小于5cm。并且在此期间安装相应的保险设备，保险设备随千斤顶的起落及时进行相应的调整。在落梁施工的过程中，需要时刻注意千斤顶回缩的变化。3.4钢桁梁纵横向偏差调整.钢桁架梁根据支座的中心对准度进行调整后，如在垂直和水平方向上有偏差，则需及时进行调整；垫好垫块后，安装相应的水平和垂直移动工具。在千斤顶运行过程中，通过横向和纵向移动钢楔块，从而进行偏差调整。此外，在弦杆上安装2台400t液压千斤顶同步顶起钢梁。3.5支座安装及锚固当落梁的剩余高度接近 6cm 时，压浆封闭灌浆孔。使用高强灌浆料依靠重力进行施工。支座锚固过程如下：（1）在支座角部楔入楔块，注意底面与垫石需留有一定的空隙。（2）使用高强灌浆料依靠重力进行施工。灌浆顺序应遵从先中心后四周的原则，当可以从间隙看到灌浆料已全部注满，方可停止灌浆。灌浆过程应从支座中心部位向四周注浆，直至从钢模与支座底板周边间隙观察到灌浆材料全部灌满为止。（3）灌浆料终凝后，及时检查灌浆结果，如果发现存在漏浆，需根据情况进行补浆。此外，还需要将楔块留出的空隙用砂浆进行填补。4工程分析及注意事项梁桥平面转体施工工艺是一种既不影响线路运行又能保证桥梁梁体跨越结构的一种技术方案。改建矿铁线大桥需要跨越兴国专用线和鹤岗线铁路，为了降低对已有交通线的影响，文中以工程为例，进行了桥梁转体技术在实际工程中的应用研究。工程项图6平转滑道图7顶推千斤顶结构形式901951201300157低温建筑技术-施工技术Dec.2022 No.294目的实践证明了，桥梁转体体系都是技术含量很高的施工技术，进行施工中针对每一个施工环节都需要设计。此外，要结合现场施工的具体情况，及时调整施工方案。此外，针对桥梁转体施工过程，需要注意以下几点：（1）保证既有线的安全管理。下达施工封锁开始命令前，现场指挥要对驻站联络员、防护员及现场作业点的现场负责人确认施工准备、施工安全检查等是否到位后，方可下达命令。（2）根据工程特点，制定具有针对性的各项安全管理制度。具体包括：各类施工机械的安全使用、电力设施、现场安保工作、起重施工作业各种标志的设置及维护等措施。（3）大件的吊装作业时，应详细制定吊装方案，编制吊装作业指导书，吊装前，要对吊机进行检查验收，保证机械设备处于完好状态。5结语桥梁转体施工具有结构合理、受力明确、工程进度快捷的优点，是一种既不影响线路运行又能保证桥梁梁体跨越结构的一种技术方案。文中详细研究了铁路钢桁梁桥平面转体施工工艺，介绍了平面转体施工工艺的优点以及独特优势，探讨了关键施工以及转体施工步骤，对施工过程中的流程和指标进行了说明，确保该梁段转体施工可以高效、顺利的完成。对于相似的铁路桥梁转体施工和实现我国交通强国铁路建设，具有一定的参考价值。参考文献1 谢凯，孙全胜，胡丹丹，等.基于寒区混凝土连续箱梁长期监测数据的温度场试验分析 J.森林工程，2021，37（5）：96-104.2 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提出，通过科学规划、合理调整，持续加大政策供给，使职业学校布局结构进一步优化，办学条件显著提升，师资队伍水平整体提高，职业教育办学质量和吸引力显著增强。各省、自治区、直辖市和新疆生产建设兵团职业学校办学条件重点监测指标全部达标的学校比例，到2023年年底达到80%以上，到2025年年底达到90%以上。方案明确了整合资源优化布局、加强职业学校基础设施建设等5项重点任务。其中，在“整合资源优化布局”中，要求边远脱贫地区要稳定规模，城市中心区要提质扩容，建设好一批符合当地经济社会发展需要的中等职业学校。在“加强职业学校基础设施建设”中，要求各地全面核查职业学校基础设施，针对拟保留学校，要分类制定办学条件补齐方案。地方有关部门在制定教育用地规划时向职业教育倾斜，在用地指标达标的前提下大力加强职业学校基础设施建设，简化职业学校新建或改扩建增容建设项目审批程序，支持职业学校快速补齐土地、校舍缺口和解决历史遗留问题。对于中等职业学校的校园占地和校舍建筑，学校独立产权部分应占一定比例，确需租赁的，租赁期限应与学校办学规划相匹配，并以协议或补充协议等方式加以保障，具体要求由各地自行确定。学校举办者要加大投入，加强职业学校基础设施建设，全面消除危房，落实学校校舍、教室和实验（实训）室标准化建设。学校要按照国家、地方相关标准，科学制定和落实学校事业发展规划，确保学校基础设施与办学规模相适应。（边际）来源：中国建设报158