纵连架桥机拆除多孔桥梁关键技术研究

纵连架桥机拆除多孔桥梁关键技术研究中铁八局集团有限公司一、立项背景和总体思路目录CONTENTS二、关键技术和创新成果四、知识产权和第三方评价三、指标先进性和实施效果五、经济效益和社会效益一、立项背景和总体思路1.1项目概况1、立项背景和总体思路中铁八局集团第二工程有限公司No.2EngineeringCompanyofChinaRailwayNo.8EngineeringGroupCo.,Ltd本课题为中铁八局集团有限公司2018年度科技研究开发计划重大项目，以连霍高速公路改扩建跨京九铁路立交桥工程为载体。近几年来，随着交通流量日益剧增，在全国各地掀起了既有桥梁改扩建施工的浪潮，旧桥拆除越来越普遍。本技术经公路协会评审，总体水平达到国际先进水平。1.2项目概况1、立项背景和总体思路中铁八局集团第二工程有限公司No.2EngineeringCompanyofChinaRailwayNo.8EngineeringGroupCo.,Ltd连霍高速公路跨京九铁路立交桥上部结构为：2×20m+(23+3×35+23)+2×20m结构类型为：预应力砼空心板+预应力砼连续刚构+预应力砼空心板对称式结构。桥梁全长236.12m，半幅桥面宽度12m，桥下净空7.62m，桥面为双向4车道，下部结构为柱式墩，桩基础。拆除部分为5跨预应力砼连续刚构，全长151m

(23+3×35+23)，共需拆除空心板60榀。墩柱上托盘长15m，宽12m，重量高达592t。1.3工程重难点1、立项背景和总体思路中铁八局集团第二工程有限公司No.2EngineeringCompanyofChinaRailwayNo.8EngineeringGroupCo.,Ltd1.3工程重难点1、立项背景和总体思路中铁八局集团第二工程有限公司No.2EngineeringCompanyofChinaRailwayNo.8EngineeringGroupCo.,Ltd1.3工程重难点1、立项背景和总体思路中铁八局集团第二工程有限公司No.2EngineeringCompanyofChinaRailwayNo.8EngineeringGroupCo.,Ltd（1）跨越在建高铁线本项工程于第四跨跨越在建商合杭高速铁路，存在交叉施工。同时，高铁的新建使得桥下施工区域更为狭窄。（2）跨越营业铁路主干线本项工程第五跨处跨越京九铁路，涉及到营业线及邻近营业线施工，施工准备工作繁琐；施工在封锁点内进行，时间短且不连续，影响施工进度；为保证营业线和行车安全，防止外物侵入营业线，对线上线下的防护要求极其严格。（3）梁体拆除顺序拟定既有老桥结构为5跨预应力空心板连续刚构，梁体拆除时刚性结构破坏会对剩余的桥跨结构造成影响，如墩柱应力剧增，桥机稳定性下降等；在封锁点内有限时间里共需拆除空心板60榀，工期压力巨大。因此，梁体拆除的顺序需要认真研究，拟定出最合理的方案。1.3工程重难点1、立项背景和总体思路中铁八局集团第二工程有限公司No.2EngineeringCompanyofChinaRailwayNo.8EngineeringGroupCo.,Ltd(4）纵连桥机改装、安装、退场改装后桥机长度需超过桥跨总长，需满足分步分段、对称拆除的施工条件，并维持改装桥机和既有桥梁结构在施工过程中处于较高的稳定状态；双桥机纵连的安装工作涉及的资料很少，为保证安装工作的安全、准确，需对改装桥机的安装工艺进行相应的优化。从而需要研究纵连桥机的改装技术。(5）体拆除及既有线上方安全控制措施由于本项目桥梁类型、施工环境特殊，采用常规拆除工艺无法满足施工要求。主要原因为单台桥机主导梁长度不足，无法实现多跨桥梁梁体拆除，如果能够以一台能够跨越整座桥梁的桥机对桥梁进行拆除，则能够解决以上困难。因此决定采用架桥机纵连进行多孔桥梁拆除的方案。1.4研究内容1、立项背景和总体思路中铁八局集团第二工程有限公司No.2EngineeringCompanyofChinaRailwayNo.8EngineeringGroupCo.,Ltd(1）两台SDLB200T/50架桥机纵连改装单台桥机主导梁长度不足，对此，项目部制定出详细的拼装方案和设计文件，委托原桥机生产厂家对桥机进行改造。改装后，桥机长度超过桥跨总长，并满足分步分段、对称拆除的施工条件。(2）纵连桥机安装采用全站仪在既有桥面上定位出纵连桥机所有支腿位置，安装临时支撑并固定；逐节将桥机桁架主导梁吊装到指定的位置，每一节桁架通过钢插销固定，吊装过程中调节天车位置用以配重；安装完毕后，进行整机调试、空载试验和试吊试验。(3）既有梁体拆除顺序分段分步、对称拆除既有空心板。1.4研究内容1、立项背景和总体思路中铁八局集团第二工程有限公司No.2EngineeringCompanyofChinaRailwayNo.8EngineeringGroupCo.,Ltd(4）既有桥梁施工监控在梁体拆除前、中、后阶段，结合工况变化（如桥机拼装过程、每次梁体拆除、桥机分次退场等），就对既有桥墩进行应力监控，对预制梁后浇带处进行应力和高程监控。(5）既有桥梁切割切割纵缝使用盘锯式切割机，横缝使用链锯式切割机，并对不同结构形式的切割机效果进行评估；通过改变横缝切割角度，以及对横缝切割过程中梁体进行临时固结，保持既有桥面结构稳定。(6）切割过程中营业线安全防护营业线上方梁体切割过程中采用止水带、泡沫胶、综合接地等加强安全防护。(7）纵连桥机拆卸退场采用50t汽车吊拆除行走天车，沿线路方向逐节拆除纵连桥机。二、关键技术和创新成果2.1关键技术2、关键技术和创新成果中铁八局集团第二工程有限公司No.2EngineeringCompanyofChinaRailwayNo.8EngineeringGroupCo.,Ltd（1）两台SDLB200T/50架桥机纵连改装技术（2）两台架桥机纵连安装技术（3）既有梁体分段分步、对称同步拆除技术（4）既有桥梁施工监控技术（6）纵连架桥机拆卸退场的技术2.2创新点2、关键技术和创新成果中铁八局集团第二工程有限公司No.2EngineeringCompanyofChinaRailwayNo.8EngineeringGroupCo.,Ltd（1）首次提出了采用两台架桥机纵连的桥梁拆除技术，解决单台架桥机对称同步拆除多孔大跨度桥梁不适用的难题。在架桥机结构上做出创新，使用两台SDLB200T/50型架桥机桁架导梁纵向连接。为达到对称拆除桥梁所需桁架长度，在导梁中间新增加4节桁架主梁，使整体长度满足多跨梁体的拆除条件。该技术已经获得发明专利《利用架桥机纵连进行营业线多跨桥梁梁体拆除的方法》。2.2创新点2、关键技术和创新成果中铁八局集团第二工程有限公司No.2EngineeringCompanyofChinaRailwayNo.8EngineeringGroupCo.,Ltd（2）通过在桥面上进行快速拼装，形成了在桥面快速拼装纵连架桥机的安装工艺及流程，以及优化调整支撑和天车位置安全快速拆除纵连架桥机的工艺流程。施工时采用全站仪在既有桥面上定位出纵连桥机所有支腿的位置，安装临时支撑并固定；从大里程端逐节将桥机桁架主导梁吊装到指定的位置，每一节桁架通过钢插销固定，吊装过程中调节天车位置用以配重。安装完毕后，通过进行整机调试、空载试验和试吊试验确定纵连桥机的实用性能。其中《一种架桥机柔性腿铰支座临时固定装置》已经获得发明专利。2.2创新点2、关键技术和创新成果中铁八局集团第二工程有限公司No.2EngineeringCompanyofChinaRailwayNo.8EngineeringGroupCo.,Ltd（3）研发了用纵连架桥机分段分步、对称同步拆除主梁的方法及工艺，解决了多孔大跨度梁桥的快速拆除难题。采用横向分片，纵向对称的顺序进行既有空心板的拆除。在梁体拆除前、中、后阶段，结合工况变化（如桥机拼装过程、每次梁体拆除、桥机分次退场等），制定最佳的梁体拆除顺序。三、指标先进性和实施效果3、指标先进性和实施效果中铁八局集团第二工程有限公司No.2EngineeringCompanyofChinaRailwayNo.8EngineeringGroupCo.,Ltd纵连架桥机整体长度达到178m，适用于各种多孔桥梁的梁体拆除，一次安装即可满足整桥拆除；纵连架桥机结构稳定，较单个架桥机安全性能大幅提高；两台架桥机同时拆除，使工作效率较提高1倍，能够满足梁体分步分段、对称拆除的需求；拆除速度快，一个循环耗时2.5h（3个封锁点，每个封锁点50分钟），可同时拆除2片梁体；机械化程度高。四、知识产权和第三方评价4、知识产权和第三方评价中铁八局集团第二工程有限公司No.2EngineeringCompanyofChinaRailwayNo.8EngineeringGroupCo.,Ltd依据桥机改造而开发的2项发明专利已获得授权。《利用架桥机纵连进行营业线多跨桥梁梁体拆除的方法》《一种架桥机柔性支腿绞座临时固定装置》4、知识产权和第三方评价中铁八局集团第二工程有限公司No.2EngineeringCompanyofChinaRailwayNo.8EngineeringGroupCo.,Ltd7项实用新型专利已获得授权4、知识产权和第三方评价中铁八局集团第二工程有限公司No.2EngineeringCompanyofChinaRailwayNo.8EngineeringGroupCo.,Ltd4、知识产权和第三方评价中铁八局集团第二工程有限公司No.2EngineeringCompanyofChinaRailwayNo.8EngineeringGroupCo.,Ltd4、知识产权和第三方评价中铁八局集团第二工程有限公司No.2EngineeringCompanyofChinaRailwayNo.8EngineeringGroupCo.,Ltd4、知识产权和第三方评价中铁八局集团第二工程有限公司No.2EngineeringCompanyofChinaRailwayNo.8EngineeringGroupCo.,Ltd4、知识产权和第三方评价中铁八局集团第二工程有限公司No.2EngineeringCompanyofChinaRailwayNo.8EngineeringGroupCo.,Ltd4、知识产权和第三方评价中铁八局集团第二工程有限公司No.2EngineeringCompanyofChinaRailwayNo.8EngineeringGroupCo.,Ltd五、经济效益和社会效益5、经济效益和社会效益中铁八局集团第二工程有限公司No.2EngineeringCompanyofChinaRailwayNo.8EngineeringGroupCo.,Ltd5.1经济效益通过研究，能够满足本项目的施工方案只能是纵向大跨度整体式结构，这种结构常规的解决方案是采用万能杆件进行拼装，而采用模块化更高的架桥机进行纵连方案将对项目成本产生极大影响，主要如下：我司连霍高速公路改扩建跨京九铁路立交桥工程已于2019年5月完工，而于2016年7月同期进场的兄弟单位因施工方案不同，工程进度整体落后，在2021年4月完工，工期落后近一年时间。这也客观地证明了，复杂条件下通过先进工艺加快工期，所引发的连锁效应，能为整个项目带来巨大的效益。采用创新架桥机纵连进行多孔桥梁拆除技术后，与现有万能杆件拆除方案相比，缩短工期30天，节约成本10290513元。5、经济效益和社会效益中铁八局集团第二工程有限公司No.2EngineeringCompanyofChinaRailwayNo.8EngineeringGroupCo.,Ltd5.1经济效益在取得阶段性成果之后，我司又将新技术应用于洪都大道快速化改造工程及新建桐梓煤化工铁路专线项目。南昌洪都大道快速化改造工程主体施工前，需要拆除英雄大桥南引桥，施工过程使用两台架桥机纵连对既有梁体进行拆除工作。本次拆除的英雄大桥南引桥部分长150米，包含连续梁梁体、桥面附属和部分墩身。新建桐梓煤化工铁路专线项目，专用线从桐梓车站接轨后，需要拆除一座既有老桥。桥梁拆除施工2017年8月开始，2018年3月结束。在施工过程中，使用两台架桥机纵连对既有梁体进行拆除工作。节约工期21天，共节约费用3926738元。综上所述应用连架桥机拆除多孔桥梁关键技术共节约20576869元。5、经济效益和社会效益中铁八局集团第二工程有限公司No.2EngineeringCompanyofChinaRailwayNo.8EngineeringGr