铁路转体桥跨铁路施工技术的应用研究

2022-09-12

在科学技术的高速发展的条件下, 桥梁转体施工成为了一项新的技术, 随着铁路、公路等交通网不断完善, 转体施工技术在跨越既有线立交桥中得到广泛应用, 逐步取代现浇、预制梁架设工艺。以桥梁结构的旋转方式为依据, 桥梁转体施工技术可分为3种方法:平转法、竖转法以及平转竖转结合法, 大部分施工中都采用的是平转法。文章通过具体的工程实例, 详细研究了铁路转体桥跨铁路施工技术, 使其可以得到更好的应用, 对于我国公路和铁路网的建设起到了很好的促进作用。

一、工程实例

这个项目是横跨铁路的主桥, 使用两幅68m+68m的T型钢构作为梁体, 施工方法为转体法, 梁体、上承台和墩柱共同旋转。左、右梁分别在铁路East和西侧预制。当预制完成时, 旋转角为89.5°, 左侧甲板宽度为24.25m宽。分别在铁路的东西两边预制梁体的左右幅, 在完成预制后同时转动左右幅, 转体角度保证为89.5°, 左幅桥面宽度为24.2m, 转体长度61m+61m, 转体重量为12600t, 后浇段7m×2;右幅桥面宽度为28.5m, 转体长度56m+56m, 后浇段12m×2, 转体重量为13500t。

二、工程特点

本次施工中的转体结构主要由转体牵引系统和上下转盘构成。在下转盘上设有转体系统的下铰球、直径为10m的环行滑道及12组千斤顶反力座。在上转盘上设有上球铰、撑脚和牵引索 (19束钢绞线) 。

三、转体施工技术

本项目跨铁路转体施工步骤包括:预备阶段、试运行、转体正式运行和同步控制各转体。预备阶段:拆除梁体支架砂箱、清理球铰滑道、称重配重、预设测控点、要点计划申报、安装调试仪器。试转阶段:核实设备的运转、数据监测;从预转到正式转体要调整、固定梁体, 同时将上下转盘封闭, 注意将梁体接近铁路, 缩短试运行时间[1]。

(一) 施工准备

(1) 施工前要将清理转体下构。清理转体T构, 保持内外清洁, 确保在转体过程中不会出现杂物掉落的情况, 同时保持转体轻装运转。

(2) 将临时支撑梁体的支架拆除, 为保证转动正常, 要弯折上下转盘预埋的封固钢筋, 清理滑道与撑脚间的干砂及上下转盘间的砂箱, 清理干净球铰、滑道;为减小转体摩擦的阻力, 需要在滑道涂上润滑油。

(3) 配重称重问题。相关工作人员将砂袋置于梁上进行加载配重, 从而完成桥梁的称重试验。在具体的试验过程中, 配重有严格的要求, 左右幅分别为23t和7t。结束称重的工作之后, 相关工作人员依据转体结构物不平衡力矩进行加载配重。

(4) 设置测控点。在设置轴线控制点的过程中, 相关工作人员要严格按照线路中心线进行设置。同时, 根据线路中心线以及转角对顺线路浇筑连续梁梁面的中心线进行设置, 并在指定位置标识出来。除此之外, 工作人员还应当对桥的整体平衡性进行观察。中墩的垂直度以及桥轴线是否正确也同样值得关注。为了更好地观察桥在转体中的平衡性, 相关工作人员应当在梁端两侧的翼缘板进行高程控制点的设置。转体时, 通过观测中墩面上垂直线来监测垂直度。

(5) 转体要点计划申报。在施工进行之前, 相关工作人员要向有关部门进行转体要点计划的申报。申报的具体内容应以施工的进展为依据, 时间应提前30天。

(6) 调试仪器设备、安装牵引索。相关工作人员应当在第一时间内对转体动力设备进行核查, 主要包括千斤顶、主控台等。接着, 试运行以保证通信联络信号控制未出现异常。然后, 将预埋好的钢绞线用相关装置夹紧, 并沿牵引方向穿过千斤顶。紧接着, 以1KN-5KN的力对钢绞线进行预紧, 并使用千斤顶进行整体预紧。

(二) 试转

试转在前期工作准备好后方可进行。主要前期工作有: (1) 将四氟乙烯板垫到撑脚下, 保证整个转体过程均垫于每个撑脚下, 并预备3块四氟乙烯板, 避免转体过程出现擦脚. (2) 要核对运行数值, 检查转体系统和牵引设备, 确保能稳定运行。 (3) 完成重要数据的监测工作。开始试转前, 要仔细检查转体结构, 确保安全不会出现故障, 主要承重部件无破损。在出现紧急情况时, 立即终止试转体施工并排查故障, 在整治好故障之后才可以继续转体。

在试转进行中, 要仔细排查转体结构, 确保其稳固可靠, 没有安全隐患, 关键承重部位没有破损。若有紧急情况出现, 应立即停止施工, 排除故障之后并保证安全的情况下才可继续转体。

转体控制以试转得到的实际值为参照。相关工作人员在计算的过程中以各项参数的结果为依据, 并将其与理论值进行比较, 一旦存在偏差就要进行相应的调整[2]。

(三) 转体预转

在正式转之前, 梁体应进行预转, 转至12°。图1就是预转后梁体和铁路之间的关系示意图。

(四) 正式转体

正式进行转体时, 需要完成要点申报, 核实气象情况, 检查控制液压系统和结构物等, 待其符合要求后将专业人员派遣到位, 铁路部门下达转体命令, 专人负责传达转体命令, 转体人员随即启动转体动力系统。

1. 采用分级加载进行启动

在进行分级加载时, 千斤顶也需要在限压一致、泵站溢流阀相同的条件下同步进行张拉。分级加载程序具体如下:根据设计启动值对左右幅千斤顶进行加载, 直至计算启动力的85%, 之后继续缓慢加载至其100%。如果主梁仍未被顶动, 则继续加载, 加载的大小为每级的5%。

2. 转体平转

在规定检测时间的前提下, 两副桥同步转体。转体的速度和角度分别为0.02rad/min和76°不变, 且转体整体过程需在1h内完成。在设备运行的过程中, 相关工作人员需集中注意力对运行的实际情况进行实时的监控。除此之外, 相关工作人员还需反复观测墩身轴线和梁端部件的偏移变化情况。工作人员要尤其注意距合龙位置15°时的刻度, 并及时进行记录, 反馈给监控台。

3. 控制同步转体的措施

控制同步转体的措施主要有以下4点: (1) 转体前在转盘上进行刻度编号, 并在转体过程中实时监控刻度编号的一致性。 (2) 控制油压表压力, 保证油压千斤顶公称油压一致, 保证液压设备所用型号一致。 (3) 仔细观察钢绞线, 并进行相应的标识, 与转速进行比较。 (4) 在施工现场, 需要有专业的指挥员进行观察和指挥, 通过对讲机实时进行监控和调整。

(五) 梁体位置的调整及定位

要确保梁体精确定位, 需要设计梁体中线的位置, 在临时支墩上安装高端张拉设备, 底端向上拉升梁端受力精扎螺纹钢向下弯曲, 为实现整个转体的安全性, 需要使用铁楔对撑脚与滑道钢板进行加固, 避免有外力促使梁体发生摆动。使用千斤顶调整转体倾斜的角度, 角度调整好之后转体施工工作结束, 最后向铁路相关部门上报申请恢复正常运行, 解除道路封闭。

(六) 转体结束后上下转盘的封固

封固上、下转盘是转体完成后的必要步骤。提前埋设压浆管于上下转盘对接处, 混凝土收缩产生的缝隙要用灌浆去填补, 但要在封固的混凝土凝固后进行, 以确保上下盘间无间隙, 用预留钢筋焊好上下转盘, 外侧支模浇筑硅。

四、结束语

综上所述, 文章详细研究了铁路转体桥跨铁路施工技术的应用, 探讨了转体施工中的技术及相关施工程序, 为同类型的桥梁转体施工提供了数据参考, 对于施工中的需要注意的事项作出了总结, 对于今后同类型的桥梁转体施工提供了很多宝贵的经验, 对社会经济的发展也起到了很好的推动作用, 与此同时, 对跨公路或河谷架桥也有很大的参考价值。

摘要：随着铁路、公路等交通网不断完善, 转体施工技术在跨越既有线立交桥中得到广泛应用, 逐步取代现浇、预制梁架设工艺。文章结合工程实例, 对铁路转体桥跨铁路施工技术进行初步研究, 有利于推动铁路转体桥跨铁路施工技术应用。

关键词：双幅同步转体,要点施工,同步控制