桥隧相连段零距离运架梁施工技术

1、 汇报提纲汇报提纲 一、立项背景和任务来源 二、主要成果及技术创新点 三、技术方案 四、与国内外同类先进技术的比较 五、知识产权证明 六、经济效益证明 七、对社会发展和推进科技进步的意义 八、推广应用范围和前景一、立项背景和任务来源一、立项背景和任务来源随着国内外高速铁路的不断发展，铁路混凝土预制箱梁的应用越来越广泛，箱梁架设施工面临的工况越来越复杂，特别是山岭地区桥隧相连地段隧道口箱梁架设施工时，对箱梁架设的施工设备和施工技术、工艺等提出了更高的要求。（1）在常规的桥隧相连段零距离箱梁运架施工中，施工采用传统的运架分离或运架一体等相关设备，此类设备有如下问题：在隧道口架桥需在桥台和洞口之间有

2、至少大于40米距离；架桥机外形尺寸大，自身通过隧道时需拆装一些大型部件，架桥机通过隧道需要数天时间，甚至更长；隧道口拆装部件难度较大，劳动强度高；需要辅助吊机具配合；运梁通过隧道时，箱梁须切除箱梁翼缘板或扩大隧道断面；施工综合成本高；运架一体机在长距离架梁时效率较低，架桥位置与梁场距离越远越明显。（2）同时在常规的桥隧相连段零距离箱梁运架施工中，支座灌浆多采用钢板焊接加工而成的灌浆模板，通过一次性的膨胀螺栓进行加固进而灌浆这一施工工艺。膨胀螺栓加固需要提前钻眼才能进行安装，另外还要配备其它辅助装置，施工投入多，工序繁琐，费时费力，增加施工成本。因此，只要改变常规桥隧相连段零距离箱梁运架施工中的

3、运架设备和箱梁支座灌浆施工技术就能解决桥隧相连段零距离运架梁施工这一困难，同时提高其工作效率，降低其施工成本。 1 1、立项背景、立项背景二、主要成果及技术创新点二、主要成果及技术创新点1 1、主要成果、主要成果（1）采用YLS900运梁车和JQDS900架桥机运架设备，实现了整机过隧道及隧道出口首孔箱梁架设施工，形成了一套完整的桥隧相连运架梁施工新工艺。 图1 出隧道零距离运架梁图2 进隧道零距离运架梁（2）在桥隧相连运架梁施工中形成了一种采用可伸缩支架加固灌浆模板的箱梁支座灌浆施工新工艺和新方法。 图6 传统的箱梁支座灌浆模板及加固方法示意图图7 新型的箱梁支座灌浆模板及加固方法示意图2

4、2、技术技术创新点创新点三、三、技术方案 根据铁路箱梁吨位大、桥隧相连，工期紧等施工特点，针对常规桥隧相连段零距离箱梁运架施工中的运架设备和施工技术，课题组决定采用YLS900型运梁车和JQDS900型架桥机配套使用的运架分离设备这一方案，施工过程中依据规范及设计图纸要求，开展科研攻关，在引进、消化、吸收先进技术的基础上，研究桥隧相连段零距离运架梁施工这一技术难题，根据现场桥隧相连段零距离运架箱梁的施工方法、工艺进行总结，对比同类施工，对其施工过程和工艺进行改进和创新，同时进行多次现场试验，及时整理施工资料，总结施工经验，编制课题研究报告，最终形成一套桥隧相连段零距离运架梁施工技术，为进一步推

5、动桥隧相连段零距离运架梁施工技术的发展做出学术上的贡献。1、 YLS900运梁车结构组成及工作原理运梁车结构组成及工作原理YLS900运梁车主要由 (1)车体 (2)主动轮组及转向机构(3) 被动轮组及转向机构(4)前司机室 (5)后司机室(6)驮梁台车 (7)动力系统(8)电气系统 (9)液压系统组成。图4 YLS900运梁车结构组成图图5 YLS900运梁车运梁实景图2、 JQDS900架桥机结构组成及工作原理架桥机结构组成及工作原理JQDS900型架桥机采用定点取梁作业方式架梁，导梁辅助过孔方式纵移，运梁车驮运架桥机方式转场。主要组成为(如下图1.5)：架梁支撑及驱动架桥机纵移的前支腿（

6、4）、后支腿（8）；满足隧道口架梁支撑转换的中辅助支腿（7）、支撑轮组（11）；非隧道口架梁提高施工效率的C型支腿（9）；转场驮运支撑的后辅助支腿（10）；前辅助支腿（2）；除了支腿部分，还包括两跨式导梁（1）、主梁（3）、起重小车（5）、辅助小车(15)、液压系统（14）、电气控制系统（12）等。JQDS900型架桥机和导梁采用两跨简支式结构，架梁作业为跨一孔简支式架梁。由运梁车运梁至架桥机尾部，运梁车与架桥机导梁对接，通过两台驮梁台车将箱梁运至导梁上，翻下架桥机后支腿，架桥机两台起重小车通过定点起吊吊起箱梁，前支腿通过链条拖拉驱动导梁过孔到位，两台起重小车同步落梁到位。图7 JQDS900

7、架桥机 图6 JQDS900架桥机结构组成图1、导梁 2、前辅助支腿 3、主梁 4、前支腿 5、起重小车 6、卷扬总成 7、中辅助支腿 8、后支腿9、C型支腿10、后辅助支腿 11、 支撑轮组 12、 司机室13、电气系统 14、液压系统 15、辅助小车16、附件 3、 桥隧相连段零距离运架梁施工技术桥隧相连段零距离运架梁施工技术3.1 运梁施工技术运梁施工技术(1) 运梁车运梁通过路基运梁车装载箱梁完毕，开启轨迹跟踪程序，由1号控制室控制箱梁运输，2号控制室和运梁车两侧巡车人员监控运梁车运行。运梁车沿路基中线行进，轮胎外侧离级配碎石填筑外侧不小于1.5m(运梁便道则不小于2m)。注：当运梁车

8、驮梁通过涵洞时，要求涵洞上方必须有至少50cm的级配碎石层。(2) 运梁车运梁通过隧道YLS900运梁车运梁通过隧道时将顶升系统调至1800mm高度（正常不通过隧道运梁时为2000mm高度），箱梁中翼缘、电气化立柱、防护墙钢筋距离隧道内衬理论尺寸大于200mm，通过人员巡视并配合车身自带的雷达探测系统，低速（约1公里/小时）运行通过隧道。 (3) 运梁车运梁前端面距架桥机后支腿50m处时停车转换成低速，并激活防碰撞保护系统，低速沿标志的对位线驶入距导梁端8m处停车，将1号控制室旋转90至运梁车左侧，接着继续以低速向导梁靠近，当运梁车前端面距导梁端0.5m停车，调整运梁车高度，然后与导梁对接。停

9、车对位后必须打好止轮器，支撑好运梁车前后支腿(必要时用楔形硬杂木或铁板找平)，连接好运梁车与架桥机的数据线，运梁车交由架桥机统一控制。(4) 在架桥机的控制下，两驮运台车同步驮梁至架桥机导梁上方，架桥机两架梁小车吊起箱梁，驮运小车返回运梁车，根据待架下一孔梁的长度定位驮梁小车。至此，箱梁全部由架桥机接管。断开从运梁车连接到架桥机上的数据线，收回运梁车支腿，运梁车以低速退至距导梁端8m处，将1号控制室旋转90至运梁车中央并锁闭，至此，运梁车退出架梁作业区域，运梁车以正常速度返回制梁场装运下一孔箱梁。 3.2 架架梁施工技术梁施工技术3.2.1 YLS900运梁车和JQDS900架桥机无隧道地段运

10、架施工方法和施工工艺 （1）运梁车驮运箱梁至架桥机尾部（如下图8）（2）运梁车与导梁对接（如下图9） （3）驮梁台车将梁片运送到位（如下图10）（4）后支腿翻转支撑（如下图11）（5）起重小车吊起梁片（如下图12）（6）运梁车驮梁台车退出并返回梁场（如下图13）（7）导梁中支腿前行至下一墩台并支撑好（如下图14）（8）架桥机前支腿驱动导梁过孔到位（如下图15）（9）落下梁片，调整对位（如下图16）（10）架桥机前后支腿同步驱动架桥机纵移过孔，架桥机后端由C型腿支撑，进入待架梁状态。（如下图17）3.2.2 YLS900运梁车和JQDS架桥机出隧道零距离运架施工方法和施工工艺 （1）YLS900

11、运梁车驮运JQDS900架桥机通过隧道到达隧道口桥头位置（如下图18）；（2）将导梁前支腿放置在墩台上并临时固定，前支腿及后辅助支腿支撑架桥机，吊梁小车吊挂导梁（如下图19）；（3）运梁车退出，将导梁放置到梁面，用滚轮支撑，安装导梁前、中支腿（如下图20）；（4）运梁车与导梁尾端对接并推送导梁过孔，导梁前移至前方墩台（如下图21）；（5）导梁前支腿、中支腿支撑在墩台上（如下图22）； （6）翻下后支腿支撑于轨道上，架桥机前辅助支腿支撑于导梁上（如下图23）；（9）后支腿和前支腿驱动架桥机纵移过孔到位（如下图26）；（10）运梁车驮运梁片到架桥机尾部，中辅助支腿支撑在导梁上（如下图27）； （7

12、）架桥机纵移过孔到桥台位置并支撑好前支腿（如下图24）； （8）运梁车推送导梁，翻转并支撑好导梁后支腿（如下图25）；（11）后支腿翻起，运梁车与导梁对接（如下图28）；（12）托梁台车将梁片运至中辅助支腿后方（如下图29）；（13）转换支撑轮组支撑在梁片上方，中辅助支腿翻转折叠（如下图30）；（14）托运台车继续前移到位（如下图31）；（15）后支腿翻转支撑，收起支撑轮组，起重小车吊起梁片（如下图32）；（16）运梁车接回托运台车并返回梁场（如下图33）；（17）导梁中支腿前行至下一墩台并支撑好，前支腿驱动导梁过孔（如下图34）；（18）导梁过孔到位，支撑好导梁后支腿（如下图35）；（19）

13、落下梁片，调整对位，完成箱梁架设（如下图36）；3.2.3 箱梁支座灌浆施工技术箱梁支座灌浆施工技术（1）支座灌浆前准备工作 测量放样 用全站仪放出垫石锚栓孔中心点，并弹出经过中心点对应的横向和纵向坐标线。 图37垫石顶面测量放样图 垫石凿毛、清理、润湿对支座就位部位的支承垫石表面进行凿毛，清除表面粉尘、油污、污垢等不利于粘接的物质，清除预留锚栓孔中的杂物，修补裂缝等缺陷，并用水将支承垫石表面浸湿至饱和，但施工时不应留有明水。详见下图39和图40。 图38 垫石凿毛、清理图 图39 垫石润湿图 灌浆料和水的称量根据单位时间施工方量以水料比和砂浆容重计算出灌浆料和水量，称量时需精确至0.1kg。

14、（2）安装可拆卸模板和伸缩支架加固装置 安装可拆卸模板可拆卸模板由50mm角钢焊接而成，如下图41。图中由两组通过螺栓2垂直连接的角钢组组合而成，每组角钢组均由两段垂直焊接的角钢1组成，四段角钢1组成矩形框状结构，角钢1外沿上表面设置有一组或多组加固装置，角钢1外沿下表面设置有橡胶防漏条（防止重力灌浆时发生漏浆），见下图41。 图40 可拆卸模板平面图 落梁，调节纵、横位置及高程 架桥机吊梁小车下落至距离千斤顶顶面35cm处，用吊锤通过吊梁小车纵横移动，将支座横向和纵向中心线和垫石上弹出的横向和纵向坐标线对正，然后落梁至千斤顶上，通过升降千斤顶油缸，使梁面达到设计高程。 安装可伸缩支架加固模板

15、箱梁纵、横向和高程调整完成后，将加固装置的加固支架压到模板外边缘，然后升高伸缩杆使其顶住箱梁底面，通过反力达到对模板的加固作用。加固装置包括加固支架3和伸缩杆，加固支架3采用工字型加固支架，伸缩杆设置在工字型加固支架的腹板4上；伸缩杆包括螺杆5和螺帽6，螺杆5焊接在工字型加固支架的腹板4上，螺帽6上焊接有支撑杆。详见下图42和图43。 图41加固装置示意图 图42 加固装置实物图将可拆卸的箱梁支座灌浆模板放置在使用位置，将加固装置中的加固支架3压在箱梁支座灌浆模板中角钢1的外沿，然后通过螺帽6升高支撑杆，直至第二钢筋8的端部顶住箱梁10底面，利用箱梁10的重力对箱梁支座灌浆模板进行加固。在拆除

16、箱梁支座灌浆模板时，仅需通过螺帽6降低支撑杆后将加固装置取出，再通过螺栓2（图41）将箱梁支座灌浆模板拆开，移至下一孔梁的灌浆现场继续工作。详见下图44和图45。图43 加固装置与可拆卸模板组合示意图 图44 加固装置与可拆卸模板组合实物图（3）拌制支座砂浆 先将称量好的灌浆料倒入搅拌机内干搅23分钟，然后边搅边加水。当加水至80时，停止加水并继续搅拌35分钟，最后加入剩余20的水，加完所有的水后继续搅拌3分钟。在搅拌过程中，用抹子将结块的砂浆捣碎，使砂浆无结块。砂浆搅拌时，要注意砂浆搅拌的时间，从开始加水搅拌至灌注完毕不能超过30min。详见下图46。 制作不少于3组的试件，规格为4cm4c

17、m16cm（分别作2h抗压强度，24h抗折强度和28d的抗压强度检测）详见下图47。 图45 搅拌砂浆 图46 制作试件注：冬季和夏季施工采取加热、冷水和其它有效措施，保证拌合物的温度在5-30以内；严禁在灌浆料中掺入任何外加剂、外掺料；无法恢复流动性的浆料禁止再次加水混合搅拌使用。（4） 重力灌浆砂浆搅拌完毕后，开始重力灌浆（利用箱梁顶面与底面间产生的重力势能）。灌注前，用少量的清水对灌浆管进行清洗，冲去灌浆管内壁上的砂子等杂物，并对灌浆管内壁进行润滑。砂浆从搅拌机内流入料斗（料斗尽量往高放，以增大灌浆的压力）时，应始终保持料斗装满90。当灌入的砂浆距支座底平面10mm时，将搅拌机的出料口关

18、闭，利用灌浆管内的砂浆注满模板。当砂浆超过支座底平面35mm时停止灌浆。 图47 塑料管导流支座灌浆 图48 完成灌浆的箱梁（5） 养护砂浆面层砂浆在凝固的过程中会产生大量的水化热，灌浆料灌注完毕后需要及时的进行养护。养护前，需要对砂浆料的凝固情况进行观察。养护时间夏在一般在灌注完毕后的1525分钟，冬天一般在灌注后的2535分钟，对支座砂浆面层洒水，并用土工布润湿然后用塑料薄膜包裹，如此养护7天以上。（6）拆除伸缩支架和可拆卸模板当砂浆抗压强度达到20MPa以上，便可拆除伸缩支架和可拆卸模板。注：拆模时，需小心谨慎，防止磕碰砂浆层表面。1)课题研究中使用的分离式运架设备为复合导梁多支腿过隧箱

19、梁架桥机，为新型设备，国内外无同类机型对比，采用折翻式支腿结合支撑轮组创新技术与接轨装置，实现桥隧相连段零距离运架梁施工，并且整机运行平稳，作业安全高。2)课题组研究形成的箱梁支座可伸缩支架加固灌浆施工技术，与国内外同类施工中膨胀螺栓加固灌浆施工技术相比，缩短了工期，节约了资源，并有利于环境保护，为大吨位箱梁支座灌浆施工发明了一种新的加固方法。经过实践应用，取得了明显的经济和社会效益。四、四、与国内外同类先进技术的比较与国内外同类先进技术的比较七、七、对社会发展和推进科技进步的意义对社会发展和推进科技进步的意义1)课题研究中使用的分离式运架设备，采用折翻式支腿结合支撑轮组创新技术与接轨装置，YLS900运梁车和JQDS900架桥机这一套运架分离式运架设备能够实现桥隧相连段零距离运、架梁，其创新的翻转辅助支撑和支撑轮组使隧道口负距离架梁得以实现，充分发挥了运架分离式运架设备架桥效率高的优势，