46m槽型梁跨京沪铁路架设及施工控制

1、2006 年度优秀科技论文46m 槽型梁跨京沪铁路架设及施工控制-第1页.共 9 页-46m 槽型梁跨京沪铁路架设及施工控制文章提要： 本文主要介绍了架桥机过孔方法、架梁方法、跨铁路要点施工及槽型梁的受力分析。关键词：预应力砼槽型梁、要点、过孔、架梁、受力分析、加固i 概述跨 104 国道、京沪铁路特大桥是京福高速公路徐州绕城西段2 标工程，全桥共 8 联 37 孔，长 1139m一至四联为现浇预应力砼连续箱梁；第五至八联为先简支后连续的预应力砼槽型梁和箱梁。第五联为槽型梁，中跨跨京沪铁路，其孔跨结构为：31.5m+46m+31.5m 槽型梁梁高 2.4m，底宽 1.2m,顶宽：中梁 2.88

2、m ,边梁 3.42m，翼板间留有 0.30 米的横向湿接缝。中跨预制槽型梁共 8 片，长 46m,单片梁重190t;两边跨预制槽型梁共 16 片，长 31.5m,单片梁重 145to2 跨铁路“要点”施工第五联 24 片槽型梁均在 37#台后路基上预制，提梁机将梁移至运梁平车上，通过运梁平车 运至架桥机架设。架桥机型号为DF50/200 川。架设中跨 46 m 梁时，需与铁路部门沟通，即施工期间向铁路部门要点封闭铁路，共要9 次点，架桥机过孔要一次点，架设8 片梁需要点 8 次（一片梁要一次），根据架桥机各结构的行走速度、工人的操作熟练程度及梁的位置，预先确定出架完每片梁 需用时间，铁路部门

3、按此时间给点（每天给一次）：架桥机过孔需 45 分钟，架设中梁及内边梁每片需 30 分钟（共 6 片），架设外边梁每片需 60 分钟（共 2 片）o3 架桥机跨孔施工方法及步骤3.1架桥机过第一孔前导梁长 15m,重量较主梁轻，过孔时减轻了架桥机悬臂端重量，是架桥机用来辅助过孔的， 但架桥机过第一孔（1920 号墩）时，前导梁不能安装，如果装上前导梁，架桥机前导梁部分将侵 入铁路上空，影响火车安全。采用的过孔方法是：在20 号墩顶桥面上设置支腿（中支腿），作为架桥机过孔时的支承点，架桥机过孔时的最大悬臂长度（中支腿至前支点距离）为32m 架桥机后端剩余长度（中支腿至后支点距离）为 38m 过孔

4、前把两起吊天车纵移到架桥机后支点处进行配重， 起吊天车共重36 吨，架桥机后部长度及重量远大于悬臂端，因此架桥机不需前导梁辅助即可过孔。利用前、中支腿上行走机构及后运梁平车的动力使架桥机纵移主梁前支腿到 见架桥机过孔示意图（一）。70m46 m架桥机过孔示意图（图一）19 号墩墩预定位置。 详施工方向京沪铁路18 号墩II丄工L1 111111主梁前支腿中支腿运梁平车起吊天车n 19 号墩31.5m20 号墩21 号墩30m2006 年度优秀科技论文46m 槽型梁跨京沪铁路架设及施工控制3.2架桥机过第二孔（跨京沪铁路）“图（二）”所示状态，随后进行第二次过孔，该孔跨京沪铁路，跨度为 46m,

5、其过孔步骤如下:步骤 1:顶起前支腿顶高千斤顶，利用前起吊天车把中支腿移到19 号墩顶桥面上，调整中支腿至合适的位置，在离 19 号墩 18m 处设一临时支点，前支腿回顶将主梁落于中支腿及临时支腿上，前天车起吊前运梁平车，后运梁平车和主梁下弦联结，收起前支腿千斤顶和后部顶高千斤顶，架桥 机向后方纵移 15m 见架桥机过孔示意图（图三 ）。70m临时支腿榔谓皿伽i网昭西跡W时I叫御阳II烈屈骤 3 :拆除前支腿与主梁下弦的锚固，利用前、中支腿上行走机构及后运梁平车的动力使架桥机纵移导梁前支腿到前一跨桥墩预定位置，顶起导梁前支腿千斤顶，调整架桥机主梁水平，将导梁前支腿与墩帽临时固定。主梁空载纵向推

6、进速度为4.15m/min。架桥机过孔需要 11 分钟，导梁前支腿下落需 5 分钟，导梁前支腿与墩帽临时固定需4 分钟，此操作共用时需 20 分钟，操作前开始封闭架设完第一孔后，架桥机处于如施工方向京沪铁路电气：拔出B 点中支腿所有插头。中支腿15m帀 18 号墩京沪铁路1 1 IT TT什 19 号墩18m20 号墩21 号墩架桥机过孔示意图（图三）步骤 2:安装前导梁，联接临时斜撑，两天车纵移到架桥机后部，运梁平车移到架桥机后部并与主梁联结，前支腿上部与前导梁下弦锚固，利用芦或其他联结架将前支腿与已安装好的梁拉紧。见架桥机过孔示意图（图四）。以上两个步骤在封路前完成。电气：插入 A 点供电

7、箱内相应插座，把电缆从卷筒中放出约插头至相应插座。30m（视情况而定）并联结纵移各15m什70mML_卄中支腿前导梁临时支腿京沪铁路11 II架桥机过孔示意图（图二）18 号墩11111 II 11U_ 丄18号墩11架桥机过孔示意图（图四）2006 年度优秀科技论文46m 槽型梁跨京沪铁路架设及施工控制-第 2 页.共 9 页-2006 年度优秀科技论文46m 槽型梁跨京沪铁路架设及施工控制-第4页.共 9 页-铁路，见架桥机过孔示意图（图五）。电气：连接前支腿各插头至相应插座，将中支腿纵移插头从A 点拔出，插入 B 点相应插座。步骤 4:支好导梁前支腿，利用前支腿的吊挂装置把前支腿运行到1

8、8 墩墩顶，事先需铺设好横移方梁，支好前支腿，并加固受力，即跨孔成功。前支腿纵向推进速度为4.15m/min。前支腿过孔需 11 分钟，前支腿加固需 4 分钟，此操作共用时需 15 分钟。见架桥机过孔示意图（图六）。_步骤 5:再次利用前、中支腿走行机构及运梁平车的动力，将架桥机主梁再次纵移到架桥机工 作位置，前支腿上部与主梁下弦锚固，中支腿上部与主梁下弦锚固，后顶高支撑与桥面，拆除运梁 平车与主梁之间的联结，架桥机具备架梁条件。此操作共用是时10 分钟，此时铁路封闭结束。运梁平车返回存梁场运梁。见架桥机过孔示意图（图七）。架桥机过孔示意图（图七）电气：将前支腿横移插头插入 A 点电箱相应插座

9、，将中支腿纵移插头和横移限位短接插头拔出， 并将中支腿横移插头及横移限位插头插入相应插座。4 架桥机架梁施工方法及步骤4.1架梁顺序一孔桥有 8 片梁（左幅、右幅各 4 片），从左向右把梁编为 1 #8#梁，1#和 8#梁为外边梁， 4#和 5#为内边梁，2#、3 #、6 #和 7#为中梁。1#梁架设完后方可架设 2 #梁，8 #梁架设完 后方可架设 7#梁，其余四片梁架设顺序不受限制。4.2中梁、内边梁架设步骤 1:利用运梁平车将预安装的梁运至架桥机后部，用前天车起吊梁，此过程在封路前完成。18号墩京沪铁路11 II II II丄工III rr-!Fl-T 19号墩I20号墩c21号墩18号

10、墩京沪铁路19号墩11II20 号墩架桥机过孔示意图（图六）2006 年度优秀科技论文46m 槽型梁跨京沪铁路架设及施工控制-第5页.共 9 页-见架桥机架梁示意图（图八）。2006 年度优秀科技论文46m 槽型梁跨京沪铁路架设及施工控制-第6页.共 9 页-步骤 2:利用前天车和后平车携梁继续前移至后平车到后天车下部，后天车起吊梁，前天车和后天车同时携梁前移，运梁平车返回继续运梁。天车提梁纵向推进速度为4.15m/min。前天车及梁体运行约 10 分钟；后天车连结约 5 分钟；起吊约 1 分钟；前后天车及梁体运行约 2 分钟，此操作共46n 槽型梁架桥机架梁示意图（图八）用时 18 分钟，操

11、作前开始封闭铁路。见架桥机架梁示意图（图九）。_罢.丄JLrar架桥机架梁示意图（图九）步骤 3 :前后天车携梁前移至预安装跨内，收起顶高支腿，横移架桥机，落梁就位。架桥机横移速度为 2.45m/min，落梁速度为 0.6m/min。梁体横移约 2 分钟；梁体下落约 6 分钟；梁体对位 安装约 4 分钟，此操作共用时 12 分钟，铁路封闭结束。见架桥机架梁示意图（图十）。46n 槽型梁履_毎_架桥机架梁示意图（图十）4.3外边梁架设外边梁位于线路的最外侧，双导梁架桥机架设时架桥机需分两次才能完成边梁架设，以1 #梁为例：第一次先把梁架在2#梁位置上，架设方法同中梁及内边梁架设，如“图十一”所示

12、。第二次分如下 3 个步骤：步骤 1:梁落在 2#梁位置上后，取下提梁吊勾横担，回收钢丝绳，吊勾往上升，同时小天车向1#梁支座方向横移至 2 号主梁顶部，然后把吊勾分在架桥机2 号主梁两侧。钢丝绳提升、降速度为0.6m/min，此操作用时共需 10 分钟。如“图十二”所示。步骤 2:架桥机整机横移，将 2 号主梁移至 2#梁支座位置正上方，同时吊勾下落至1 #槽型梁顶面。此操作用时共需 10 分钟。如“图十三”所示。步骤 3:连接吊点，向上提起梁20cm 架桥机整机携梁横向移至1 #梁位置下落就位，完成 118 号墩京沪铁路19 号墩20号墩IT京沪铁路18号墩II J.I II 11 JI

13、1119号墩j n?y20号墩京沪铁路18 号墩11 111 J1 11 II19 号墩20号墩2006 年度优秀科技论文46m 槽型梁跨京沪铁路架设及施工控制-第7页.共 9 页-#梁边梁的架设，封闭铁路结束。连接吊点需3 分钟，梁起升和横移需 3 分钟，梁体对位安装约 4分钟，此操作用时共需 10 分钟。如“图十四”所示。2006 年度优秀科技论文46m 槽型梁跨京沪铁路架设及施工控制-第8页.共 9 页-4.4架桥机跨幅架设平板车运梁轨道设在左幅， 右幅梁架设时，中支腿横移轨道及前支腿横移轨道从左幅通往右幅,架桥机整机携梁横移至右幅进行右幅梁架设。之间间距为 1m,跨度较小，所以中支腿横

14、移轨道可直接跨越，不作加固。4.4.2前支腿跨幅施工前支腿底横移轨道高25cm,宽 20cm,底板宽 40cm,主截面为矩形断面，采用2cm 厚钢板焊接而成，左、右幅两盖梁之间间距为2.86m，跨度较大，横移轨道跨越时，此部分横移轨道需加固，加固方法是：原有轨道底焊接一块倒梯形方钢，增加轨道的刚度，倒梯形高30cm,宽 20cm,采用2cm 厚的钢板焊接而成。如“图十五、图十六”所示。横移小天车纵移大天车寤輛冲二,架桥机主梁1门门 口匸【门一4 号梁3号梁2 号梁1号梁盖梁外边梁架设示意图（图十一）外边梁架设示意图（图十二）|钢丝绳l.ii1 IE I IM4 号梁3 号梁2 号梁1号梁鬥丨1

15、口门r厂 仲七4 号梁3 号梁2 号梁1 号梁3 号梁外边梁架设示意图（图十三）外边梁架设示意图（图十四）4.4.1中支腿跨幅施工中支腿横移轨道是设在桥面上，横移轨道高40cm,顶宽 15cm,底宽 40cm,为梯形断面，采钢板焊接而成，顶钢板厚 5cm,底钢板及两侧钢板厚2cm,轨道结构线路中心线横移轨道2 号主梁1号主梁3梁底支座4 号梁3号梁2 号梁1号梁 横担hI. :2006 年度优秀科技论文46m 槽型梁跨京沪铁路架设及施工控制-第9页.共 9 页-5 施工计算分析5.1施工计算目的运梁平车运梁及架桥机在已架完的梁顶上行走时，梁顶受力较大，架桥机重220 吨，平板车每台重 3.6

16、吨，运梁平车轨间距为 2m,前后轴距为 1.72m,每台车 4 个轮。首先确定出最不利的施 工工况，并对该施工工况进行施工计算，确定各施工工况是否安全，并对不安全的施工工况进行改 进和加固。5.2最不利施工工况及其计算分析工况 1:架桥机后退装前导梁，此工况在主墩 19#墩后 18 米处临时支点的最大支点反力为42 吨,中支腿支点反力取跨孔刚到位时的最大支点反力82 吨，作用于边跨 31.5 米的梁上。此时 31.5 米梁架设已完成，已及时进行湿接缝及横隔板钢筋焊接施工，完成后直接在梁顶上铺设轨道。如“图二 十二”所示。82t42tn ,200 匚1600-1*-*-L1350J-a31502

17、0i#墩产一=-F*-工况 4 计算图式ir一厂-19#1墩lr工况 4 槽型梁下缘应力图（图二十二）工况 2:架桥机跨孔移至中跨 18#19#墩上，此工况后支点反力取中跨孔刚启动时的最大支 反力 45 吨。中支腿支点反力取跨孔刚到位时的最大支点反力82 吨。如“图二十三”所示。线路中心线- 横移轨道11IIr:./1f支座i轨道加固J枕木11前支腿横移轨道跨幅示意图（图十五）左幅右幅盖梁/28620肋2006 年度优秀科技论文46m 槽型梁跨京沪铁路架设及施工控制-第10页.共 9 页-45t工况 3:架桥机跨孔完毕后，在边跨上运送中跨的46 米梁段，该梁段重约 190 吨，计算该梁段由运梁

18、平车在钢轨上走行至起吊前边跨槽型梁所受的最不利荷载，取走行时平板车车轮压在边跨跨 中为计算工况。此工况中友腿支点的反力取为138 吨。如“图二十四”所示。97.14t29.01t29.01t2101279L172L148913150_ -20#墩工况 6 计算图式19#墩1X 卜7 工况 6 槽型梁下缘应力图（图二十四）工况 4:架桥机移至边跨 17#18#墩上，在中跨上运送边跨的31.5 米梁段，该梁段重约 145吨，计算该梁段由运梁平车在钢轨上走行至起吊前中跨槽型梁所受的最不利荷载，取走行时平板车 车轮压在中跨跨中为计算工况。此工况中支点的反力取为117 吨。如“图二十五”所示。工况 5:

19、在运梁过程中，运梁平车走行在43 号钢轨上，钢轨直接作用于槽型梁顶板，第五联为三孔槽型梁，槽型梁湿接头及顶板预应力、槽型梁顶18cm 桥面板均未施工，只进行了接缝及横隔板的连接施工，此时槽型梁顶板较薄，仅8cm 厚。因此须进行槽型梁在运梁过程中的横向受力分析，取运送 46 米中跨梁段为最不利荷载工况计算，车轮荷载分布宽度按规范取为0.96 米计算。如“图二十六、二十七”所示。200137515753150工况5计算图式19 #墩HI19#墩2214172丄1778_L436.|3150L-4600-19- 1_ J22.215t22.215t85.45t82t工况 5 槽型梁下缘应力图（图二十

20、三）20 #墩2006 年度优秀科技论文46m 槽型梁跨京沪铁路架设及施工控制-第11页.共 9 页-_18#墩20#墩工况7计算图式工况 7 槽型梁下缘应力图 （图二十五）2006 年度优秀科技论文46m 槽型梁跨京沪铁路架设及施工控制-第12页.共 9 页-6 各工况计算结果分析以下是各工况的最不利荷载作用下的槽梁下缘的最小应力状况，应力“ + ”为压应力，“一” 为拉应力。结论：工况 12 全截面处于受压状态，工况34 跨中下缘出现拉应力，最大值0.8MPa,在容许范围内，结构安全可靠。但为使槽梁受力均匀及增加抗扭性能，在运梁之前，应先将槽梁间横向 钢筋焊接，浇注横隔板，并且浇注运梁的两

21、片梁之间的湿接缝。第 5 种工况槽型梁横向计算结果为槽梁顶板所受最大正弯矩为2.305 吨米，钢筋应力为215.1Mpa,顶板梗腋处所受最大负弯矩为6.18 吨米，钢筋应力为 341Mpa结论：横向计算钢筋拉应力达到屈服强度，结构破坏。表 1 槽梁纵向计算表工况梁段位置应力(MPa)1第五联边跨中梁下缘+ 1.0462第五联边跨中梁下缘+ 0.9993第五联边跨中梁下缘0.7554第五联中跨中梁下缘0.2717 加固措施7.1 槽型梁顶加固运梁平车运梁从槽型梁顶上经过时，槽型梁顶（钢轨底）横向铺设工字钢（28#以上），工字钢间距最大为 70cm,每根长最小 2.5 米，轨道跨度较大，在两工字钢之间加铺一道枕木，工字钢及 枕木底铺 5cm厚细碎石找平。见槽型梁顶加固图（图二十八）。工字钢计算时不考虑顶板受力，槽 型梁腹板作为工字钢支点，按悬臂梁计算，即工字钢悬臂承受钢轨传下来的力，见工字钢计算图式（图二十九），钢应力 255MPa 容许应力 210 x1.3=273MPa，满足安全需要。20025.7t12345612 3一45一6,192021202221222323242425 _2526 262728272928292930