异位现浇、移梁就位技术在城际铁路箱梁施工中的应用
2019-03-25王琪
王琪
摘 要:近年来,我国的高速铁路建设发展迅速,其中箱梁施工方法不局限于预制架设、现浇施工,在城区、既有线旁、多线并行段等复杂情况下箱梁异位现浇、移梁就位成为施工一种选择。本文以京雄城际铁路黄固特大桥为例,阐述了异位现浇、移梁就位技术在箱梁施工中的应用。
关键词:异位现浇;移梁就位;施工;应用
中图分类号:U445.4 文献标识码:A 文章编号:1671-2064(2019)03-0093-03
0 前言
传统现浇梁施工需要在设计位置搭设现浇支架,梁体两端预留足够张拉、操作空间,在设计位置不能搭设支架、两端张拉操作空间不足、梁体临近既有线等情况下,为减少施工难度、降低安全风险异位搭设现浇支架施工梁体、横移就位、落梁成桥技术具有较大优势。
1 工程概况
北京至雄安城际铁路黄固特大桥52号-53号墩设计为32m双线简梁,46号-52号墩、53号-57号墩设计为现浇连续梁,线路左侧临近京沪铁路;52号、53号墩顶设计为高低墩,两侧连续梁施工完成后现浇梁张拉空间受限,且为避免在冬季施工52号-53号墩32m双线简梁,计划冬季施工前在线路右侧异位现浇施工,并且能够满足连续梁、简支梁张拉空间需要,规避高低墩施工影响,降低邻营施工安全风险,待现浇梁施工完成后横移至设计位置,落梁成桥。
52号-53号墩32m跨简支箱梁设计为单箱单室预应力混凝土箱梁,梁高2.6m,梁宽12.2m,梁重745t。
2 总体施工方案
52号-53号墩32m跨简支箱梁采用满堂支架旁位现浇法施工,梁体支架采用盘扣式支架,横移滑道支撑采用承台、扩大基础作为持力结构,钢管立柱、工钢、滑道、滑靴作为滑移结构,具体施工步骤为:横移支架基础施工→钢管立柱安装→满堂盘扣架施工→滑道、底座安装→底、侧模安装→现浇梁施工→张拉、压浆、封端→满堂支架拆除→梁体横移就位→梁体位置纠偏→支座安装→落梁→支座灌浆→拆除移、落梁支架。
旁位现浇滑道垂直于线路方向,横移距离以简支梁与连续梁梁端翼板不影响预应力钢束张拉为宜。按照现场实际情况横移距离按9.5m控制,横移施工主要设备配置见表1。
3 移、落梁施工
3.1 基础设计
移梁支架采用螺旋钢管作为支撑,立柱支撑在承台上、条形基础上。
钢筋混凝土条形基础厚度为1m,配置双层钢筋网片,间距为20cm×20cm,采用HRB400钢筋,底层钢筋直径20mm,顶层钢筋直径为16mm。条形基础下地基承载力不小于250Kpa,当地基承载力不足时,对不符合要求部分土层进行挖除换填并分层碾压至符合要求,同步施工满堂支架30cm厚碎石垫层和20cm后C20混凝土垫层。钢管与条形基础之间采用预埋螺栓连接,钢管地脚螺栓直径为22mm,长度均为70cm,顶部套丝长度8cm,每根钢管设置8根。
移梁基础平面示意图如图1所示。
3.2 横移梁支架
横移梁支架采用Φ630×12mm钢管立柱,钢管利用吊车安装,首先安装底部一节6m钢管,当第一节安装完成后,先焊接剪刀撑,待第一节管节范围内剪刀撑焊接完成后,再安装上一节钢管。每安装一节钢管,对钢管垂直度进行检查,检查无误后方可进行剪刀撑及顶部下一节钢管的安装。
当基础底部不平整时,钢管底部使用薄钢板进行垫塞,以确保钢管垂直度,钢管安装完成后,对钢管底部利用支座灌浆料对底部缝隙进行封堵。
钢管与钢管间纵、横、水平方向利用[16槽钢焊接剪刀撑,剪刀撑与钢管之间利用耳板进行焊接。剪刀撑高度不大于4.8m。
3.3 现浇梁施工
横移支架搭设完成后搭设满堂支架,盘扣支架在钢管立柱处对立杆间距进行调整,保证钢管和支架立杆平面位置准确,立杆间距不大于设计间距。
现浇梁施工完成后拆除满堂支架,梁体重量支撑于横移滑道上,同时预留2m宽支架作为横移、落梁施工平台。
3.4 拖拉横移计算
旁位现浇横移粱重约745T,四氟板对不锈钢板的静摩擦系数为0.1,拖拉最大力为F=745/2×9.8×0.1=365.05KN。拖拉移位采用两台100T中空顶,通过直径32mm(P830)的精轧螺纹钢连接梁底部滑靴方式,拖拉移位。
单根精轧螺紋钢可抗拉F1=804mm2×830×70%/1000 =467KN>365.05KN。
3.5 拖拉整体布置
拖拉施工方法具体措施如下:
(1)在52号、53号墩顶处设置两条横向滑道,滑道上铺设10mm厚不锈钢板,钢板上涂抹油脂、滑靴,梁体放置在滑靴上。梁体通过滑道返利做和滑靴穿设精轧螺纹钢连接,使用动力千斤顶使滑靴带动梁体在滑道上横移。(2)梁体滑移到达指定位置后,通过滑道旁边纠偏装置进行纠偏。(3)纠偏到位后安装支座,使用落梁千斤顶将梁体落至设计标高,进行支座灌浆,灌浆强度满足要求后,拆除落梁千斤顶将梁体落于支座上。
滑移系统如图2,图3所示;牵引系统如图4所示。
牵引系统整体布置如图4所示。
3.6 滑道及底座
横移滑道由三根通长I40b工字钢拼接一起组成,工字钢与工字钢间进行焊接,工字钢上铺设通长不锈钢板,不锈钢板宽39cm,厚5mm,不锈钢板与滑道之间进行焊接,不锈钢板上为移梁梁体底座,底座与不锈钢钢板间设置聚四氟乙烯滑板减小摩擦力,四氟板与滑道之间涂抹油脂。
滑道两侧焊接5cm高,1cm厚钢板作为滑道限位,以防止平移时梁体底座偏移轨道。
滑道示意图如图5所示。
梁体平移滑靴由钢板组合焊接而成,滑靴内部填充水泥浆,并且振捣密实。滑靴底部预留直径为5cm孔,作为平移螺纹钢孔道。滑靴高度均为15cm,滑座长2.14m,梁体每一端对称设置两个滑靴。
梁体、移梁滑道、底部40工字钢须密贴,中间不得有间隔物,焊接处要有一定长度的连续焊缝,保证连接牢固。立柱钢管安装完成后,对立柱顶部标高进行复核,以确保轨道标高准确。
3.7 纠偏
滑道旁设有纵向纠偏装置,在拖拉到位后,可以对混凝土梁体在横桥向和纵桥向对梁体进行纠偏定位。
纠偏装置由纠偏底座、反力座、纠偏千斤顶、纠偏滑块组成。纠偏底座由3-I32工字钢组成,反力座由钢板焊接而成,纠偏滑块与纠偏底座之间设置聚四氟乙烯滑板。纠偏时,梁体顶起、拆除梁体底座使落在纠偏滑块上,两台纠偏千斤顶同时启动,推动纠偏滑块移动以达到纠偏目的。
纠偏时先进行纵向纠偏,纵向纠偏完成后,落梁千斤顶工作,将梁体顶起1-2cm,然后将纠偏底座旋转90度,落梁千斤顶工作,梁体下落支撑与纠偏装置上,进行横向位置纠偏。
纠偏装置如图6所示。
3.8 移梁、纠偏步骤
步骤一:梁体浇筑底座预埋精轧螺纹钢,精轧螺纹钢采用连接器接长,安装反力座和100T中空顶。
步骤二:启动千斤顶向前拖拉,直至设计位置。
步骤三:安装4台300T落梁千斤顶,顶起梁体脱离拖拉滑道后,拆除滑道,在纠偏块上垫上钢板,然后回缩千斤顶,梁体落于纠偏装置上,先纵向后横向进行位置纠偏。
步骤四:纠偏到位后,将支座上螺栓安装,使支座吊挂与梁体下,启动千斤顶,拆除纠偏装置,将梁体落于设计位置后,进行支座灌浆,灌浆强度达到拆除要求后,回缩千斤顶,梁体就位完成。
步骤五:拆除移、落梁支架,施工完成。
4 控制要点
在横移支架搭设现浇梁施工中应注意要点如下:
条形基础、横移支架地基处理应同步进行;满堂支架搭设平立面位置应结合钢管立柱位置优化,搭设间距不大于设计间距;支架预压持荷时间适当延长,减少差异沉降量;支座上钢板和箱梁底板夹角设置准确;张拉压浆完成后拆除满堂支架,同时对横移支架进行观测,防止偏差过大。
在横移施工中为保证梁体准确就位需要考虑控制要点如下:
首先,为防止精轧螺纹钢在横移施工中断裂,需要对牵引千斤顶进行标定,计算油表读数,以确保张拉力不超过精轧螺纹钢容许抗拉强度的80%;
其次,在横移前认真检查底座、轨道与四氟板之间是否有异物,并认真涂抹油脂,避免横移过程摩擦力增大;
第三,横移过程以匀速移动为宜,严格控制横移速度,并及时检查两端横移量,保证横移同步;
第四,随着横移过程,要及时复核梁体轴线位置,出现较大偏差时及时进行纠正,避免纠偏量过大;
第五,横移前做好移梁终止位置标记,当距离终止位置10cm时,再次复核梁体轴线位置,放慢横移速度,同时加强对梁体轴线位置的测量,以防止超过设计位置。
5 结语
异位现浇、移梁就位技术在该工程中的应用解决了现浇连续梁、现浇梁两端张拉空间不足的问题;优化原先连续梁后简支梁的施工順序,同步进行施工,避免冬季现浇梁施工,节约冬季施工费用、保证工程质量;现浇梁施工位置在线路右侧,降低机械设备的邻营施工安全风险,取得较好社会效益。建议在类似工程中借鉴实施。