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文檔簡介
鐵路客運專線施工技術與管理序言客運高速化是當今世界鐵路發展的共同趨向。速度是交通運輸現代化的最重要標志。一部人類交通運輸發展史,從根本上可以說是一部以提高運輸速度為主要目標的技術開發史。1964年日本建成世界上第一條高速鐵路——東海道新干線,而后法國、德國、意大利、西班牙、瑞典等國競相發展。高速鐵路以其速度快、運能大、能耗低、污染輕、占地少和安全性好等一系列突出的技術經濟優勢,引起了世界各國的重視,在世界范圍內,目前興建高速鐵路方興未艾,而技術進步更是日新月異。可以說高速鐵路是用現代高新技術改造傳統產業的典范,它使鐵路運輸事業重新煥發了青春。國內外高速鐵路及客運專線發展簡況及與普通鐵路的不同之處第一節國外客運專線發展簡況及總體技術一、日本;1964年10月1日,世界上第一條高速鐵路xx東海道新干線建成通車,最高運行速度210km/h。使東京—大阪的運行時間從6h30min縮短到3h。東海道新干線的建成在世界鐵路高速化的歷史進程中起了巨大的推動作用,它是世界高速鐵路發展行列中名副其實的“先驅者”,對世界鐵路產業的復興具有不可磨滅的功勞。它的建成及其運營成就,在世界上產生了十分重大的影響,使“鐵路是夕陽產業”的論調破產。東海道新干線的成功,在技術、安全和效益上解除了人們的疑慮,促進了世界高速鐵路的發展,給世界鐵路發展帶來了新的生機。與歐洲不同的是日本的高速鐵路橋梁設計活載輕(僅相當于LTIC活載的40%左右),絕大部分采用較輕的板式軌道無碴橋面,并十分注重結構的抗震性能。因此,其高架結構一般采用跨度為10米的雙線整孔鋼筋混凝土連續剛架,4至15孔一聯,簡支梁過渡。日本高架結構也有采用等跨布置的混凝土簡支梁型式。其中為9~24m跨度采用4片式工型截面鋼筋混凝土梁,24~44m為4~6片式預應力混凝土梁。連續剛架在腳手架上就地灌注。簡支梁則采用分片預制、架設后在橋位將橋面與橫隔板聯成整體。二、法國鐵路一直是法國交通運輸系統中的骨干。法國有名的TGV高速鐵路的橋梁不多,除北線的Haute—Colme橋梁采用結合梁外,一般均采用預應力混凝土連續梁,跨度在40m左右、雙線整孔箱型截面、頂推法施工。值得注意的是1996年在巴黎一布魯塞爾與阿姆斯特丹一科隆間修建的高速鐵路聯絡線中有一座2公里長的高架線路首次采用了簡支結構,跨度為53m和63m兩種,梁高5.7m。20多年來,法國TGV高速鐵路系統,一直居于世界鐵路運輸的前沿三、意大利羅馬—佛羅倫薩段,首先建設高速鐵路。使之成為意大利鐵路南北干線中的瓶頸區段。又稱為第一期高速鐵路。這條線路的速度目標值確定為250km/h。在1970年,也稱得上是世界最高水平了。1、羅馬—佛羅倫薩線的橋梁技術(1)剛架橋(trackframe)剛架結構基本上可分為2類:一類是工字梁由橫梁聯結,上面加蓋板,另一類為箱型梁。剛架結構采用普通型混凝土或預應力混凝土。跨度大于20~25m時應采用預應力混凝土結構。在必須盡可能限制剛架結構厚度的特殊場合,則采用與混凝土相結合的鋼板桁架結構,此時跨度可達22m。在跨度大于20m,以及多于3跨的高架橋上,采用了箱型梁結構及鋼—特氟隆或鋁—特氟隆的橋梁支座,圓柱形或具有球形帽,以代替聚氯丁橡膠材料。UIC/ORE經過調查研究后,對剛架橋確定了以下與理論跨徑(L)有關的撓度限制值:鋼筋混凝土及鋼筋預應力混凝土型剛架橋:160km/h<v<200km/h時,f=1/3000L;v>200km/h時,f=1/4000L。鋼桁架與混凝土結合型剛架橋:160km/h<v<200km/h時,f=1/1500L;v>200km/h時,f=1/2000L。箱型桁梁的優點是抗扭剛度大,列車在一條線路上行駛時,有大約40%的荷載可傳至箱梁另一側。羅馬—佛羅倫薩Direttissima線的Montallese高架橋有100個橋跨,橋墩中心距為25m,采用預應力混凝土整體箱型梁,具有極高的抗扭剛度。一跨剛架結構的箱型梁,整跨重量達550t,它在工廠內預制。工廠就在高架橋一端附近,箱型梁的一端裝在小車上,用帶橡膠輪胎牽引車的架橋機進行架設。在線路的某些區段,地形很平坦。在這些線路上,借助于在地平面上適當高度的墩臺,用一種箱型高架橋結構代替路堤和傳統的有橋墩的高架橋。這實際上是一個雙室箱型結構,其縱軸平行于線路,它由上板、下板以及3個有孔的腹板組成。(2)橋墩高架橋的橋墩通常是混凝土箱型結構,其斷面的抗彎強度很大,因為它必須承受從軌道傳過來的列車制動力或者列車在曲線上高速行駛產生的離心力等巨大的水平作用力。在河床中的橋墩是流線型的,如果是空心橋墩,內部須充填混凝土碎石塊,其充填高度要達到最高水位的高度。用于充填橋墩的混凝土石塊,強度為1.5~2.0MPa。承受負載的混凝土石塊的強度等級應為2.9~3.4MPa。(3)橋樁基礎建在直徑1~2m的樁上,樁的鋼筋與樁等長,這種鋼的黏附性能要較好。樁架和擋墻的控制通常比較精確,后者用直接加載方式進行檢驗。可以在某些部位加載進行破壞性檢驗,直到樁或擋土墻崩塌,以檢查其安全系數是否達到2~2.5。也可在某些樁上按設計值的1.5倍進行加載試驗。還采用了聲波或振動檢查法,擴大到對樁架的大部分樁進行檢查。對于河床部分的橋樁,最好在河床底部以下設一底座,防止由于水的局部渦流沖刷侵蝕樁基。2、第二期高速鐵路的橋梁1)高架橋設計的依據之一是列車每延米重量13.2t。在正常負荷條件(垂直負荷以及由制動力、離心力、風力所產生的水平負荷)以外,還要考慮增加以下負荷:=1\*GB2⑴地震作用:相當于橋梁質量的7%的水平作用力。這個質量包括列車質量。這個力作用到基礎結構上(大直徑橋墩,其承載力可達550t)以及梁的支架上。它們在設計時必須按2.5倍的安全系數來考慮。=2\*GB2⑵軌道/橋梁相互作用,焊接長鋼軌與高架橋的結構發生相互作用,是由于:①溫度變化;②制動力;③在列車垂直負荷下的撓曲附加力。2)結構設計采取以下原則:①結構類型少,有利于最大程度的標準化;②最大可能地采用預制件,以便于組織生產,加快進度,保證施工質量;③盡可能降低成本。3)類型:預應力鋼筋混凝土及鋼—混凝土混合結構的簡支梁,L=55.0m、43.2m、33.6m、24.0m。4)典型斷面:雙線橋面、線間距5.0m,總寬度13.6m。5)橋面最常見的類型如下:①L=33.6m:雙室箱型梁,完全預制,重420t,用先張法多股鋼絞線施加預應力。②L=24.0m:4個預制V形梁,用先張法使用多股鋼絞線施加預應力,然后用預制的軌枕和軌枕板把它們聯結就位。梁也是在工廠預制然后運往工地。6)在特殊障礙地形采用的橋面類型如下:①L=55m:采用整體箱型鋼梁斷面,加上預應力混凝土整體軌枕板。在工廠先將箱型鋼梁焊接成若干段,再用螺栓將各段聯結起來,最后整個箱型梁運往工地安裝,預應力混凝土軌枕板在工廠一起澆注成型。②L=43.2m:采用整體混凝土箱型梁結構,用先張法多股鋼鉸線施加預應力。澆注是在工地附近澆注中心進行。箱型梁用頂推法以能使其在橋墩上一跨一跨地移動。在最后進行預應力張拉時,護套中充填水泥漿以創造內部真空,以保證箱型梁充填良好,防止鋼絲生銹。7)墩臺:高度在5.0m至30.0m之間,箱型斷面,有足夠大的剛度以限制其頂部由于啟動力、制動力而產生水平位移。8)基礎:典型的基礎是大直徑鉆孔樁,直徑1500mm或1200mm,最大負載分別是830t和550t。在不太深的地下(地面以下5~6m)存在巖石層的情況下,就直接用巖石層作為基礎。四、西班牙西班牙鐵路馬德里至巴塞羅那地區間擁有強大的客流,結合塞維利亞1992年國際博覽會的舉辦,因此修建馬德里—塞維利亞高速鐵路。1992年4月開業運營。西班牙馬德里一塞維利亞高速鐵路中,為配合現場預制、架設橋梁的施工方法,大量選用等跨布置的多片式工型截面簡支梁(約7l孔)。預制梁全長26.6m,跨度約24m,雙線橋共由5片工型梁組成。預制梁分片架設后,再在橋位灌造整體橋面(o.25m厚)及端橫梁,使之聯成整體第二節國外客運專線及其橋梁特點高速列車運行速度是一項重要的技術指標,也是鐵路現代化水平的重要體現。最高運行速度在20世紀60年代大體上是210~240km/h,70~80年代為270km/h,90年代為300km/h,21世紀初將達到330~350km/h。高速鐵路、客運專線特點和建設管理模式,各國因國情不同而異。大致有四種類型:一是新建高速鐵路雙線,專門用于旅客快速運輸,如日本新干線和法國高速鐵路,均為客運專線,白天行車,夜間維修;二是新建高速鐵路雙線,實行客貨共線運行,如意大利羅馬—佛羅倫薩高速鐵路,客運速度250km/h,貨運速度120km/h;三是部分新建高速線與部分既有線混合運行,如德國柏林—漢諾威線,承擔著客運和貨運任務;四是在既有線上使用擺式列車運行,這在歐洲國家多見,在美國“東北走廊”擺式列車速度為240km/h。總結各國高速鐵路選用的橋梁結構及型式,可歸納為如下幾點:1由于橋梁數量大,為了便于養護及管理,均采用標準化設計,精簡規格品種,并優先選用預應力混凝土結構。僅日本在24m以下的小跨度橋梁中,采用了鋼筋混凝土結構。2、橋梁較長、墩身不高的高架橋在高速鐵路中占很大比例。德國意大利西班牙等國都采用等跨布置的25米混凝土結構;韓國高速鐵路采用3*25米或2*40米混凝土連續梁;3高架線路均采用雙線整體橋跨。即使在施工中主梁采用分片預制、架設后仍要澆筑整體橋面及剛度很大的端橫梁(西班牙),或采用橫向預應力筋將橋面、橫隔板聯成整體(日本),以保證橋梁具有良好的整體性與橫向剛度。4由于高架線路長、橋跨集中,在選用結構型式與跨度時,必須考慮快速施工與保證梁體質量的可能。一般來說,在工地設置專業化橋梁廠預制梁體,逐孔架設的施工方案較為合理、經濟。在廠房內預制主梁不僅質量易于保證、生產周期也短,如配置大噸位架橋設備,可以達到每天預制、架設一孔的速度(意大利高架線路)5盡管理論分析證明,連續結構或不等跨布置的橋梁動力性能較好,但在建成的高速鐵路中,出于施工與使用簡便的考慮,絕大部分橋梁都選用了等跨布置的簡支結構。在高速鐵路橋梁設計上:德國高速鐵路橋梁一般占線路長度10%左右,常用跨度橋梁多以42m、54m簡支箱梁為主,施工一般采用造橋機橋位現澆。法國高速鐵路橋梁一般占線路長度5%左右,橋梁一般采用跨度40~60m的多跨等高度連續梁,梁部材料有鋼結構和預應力混凝土,一般以頂推法施工為主。日本新干線橋梁占線路比重非常大,后期修建的新干線路基一般占線路10%以內,其余基本為橋梁和隧道。日本新干線橋梁一般以10~15m跨度的鋼筋進混凝土連續剛架為主,橋位現澆施工,只有跨越道路、河流、峽谷時才采用其他橋梁結構。韓國釜山至漢城高速鐵路橋梁主要是3x25m、2x40m預用力混凝土連續箱梁,3x25m連續梁為先簡支后連續結構,簡支結構為先張預應力梁,采用預制架設的施工;2x40m連續梁采用橋位現澆施工。臺灣南北高速鐵路橋梁主要以30m、35m跨度的簡支箱梁為主,施工方案主要采用了預置架設,局部標段采用橋位現澆施工.第三節國內客運專線發展簡況在開展高速鐵路技術研究的同時,鐵道部大力研究既有線改造和提高旅客列車速度問題。首先在廣州至深圳鐵路進行技術改造,經過3年多奮戰建成了準高速鐵路,1994年12月24日開通運營,最高運行速度160km/h,客貨混合運行。后來引進瑞典X2000型擺式列車,最高運行速度提高到200km/h。1995年6月28日鐵道部做出了在繁忙干線上提高旅客列車速度的決定,最高旅客列車速度提高到140~160km/h,最高貨物列車速度提高到85~90km/h。在滬寧、京秦、沈山、鄭武線提速成功的基礎上,京滬、京廣、京哈等大干線相繼提速。創出了一大批“夕發朝至”、“朝發夕歸”、“行包快運”等品牌列車,社會各界給予高度評價。京滬高速鐵路的線路走向線路從北京站引出,經天津、濟南、徐州、蚌埠、南京到上海,全長1300多km。路基、橋隧、軌道等基礎設施按最高運行速度350km/h建設,開通初期最高運行速度300km/h,以后再提速。高速列車除在本線運行外,還可以進入相鄰電氣化既有線行駛,擴大服務范圍,吸引更多客流。秦沈客運專線是我國自行設計建造的第一條開通時速160km以上的雙線電氣化鐵路,是當前我國新建鐵路中設計和運營速度最高的鐵路。其各項設計、施工技術均為我國第一次采用,科技含量極高,是世紀之交中國鐵路建設水平的標志性工程。秦沈客運專線西起河北省秦皇島市,橫跨12個市(縣、區),終至遼寧省省會沈陽市的沈陽北站,全長404.65km。秦沈客運專線新線區段橋梁上部結構形式以常用跨度20m、24m、32m單、雙線后張法預應力混凝土簡支箱梁為主,以及12—16m四片式簡支T梁和鋼混結合連續梁、剛構連續梁、預應力混凝土連續梁結構,其中,通過經濟技術比較確定,24m雙線箱梁為全線的主梁型。秦沈客運專線橋梁橋墩大部采用雙線鋼筋混凝土矩形雙柱式橋墩和雙線鋼筋混凝土圓端形板式橋墩,橋臺采用雙線耳墻式橋臺。基礎形式基本以凌海為界,凌海以西,地質條件較好,以明挖基礎為主,部分有樁基礎或沉井基礎;凌海以東為松軟或軟土區,地質條件差,采用鉆孔樁或打人樁基礎。橋梁主要施工方法簡述如下:基礎采用抽水或井點降水開挖施工,墩、臺身及構筑物模板均采用專業設計制造的大塊鋼模,混凝土均采用混凝土輸送車運送到工點,用混凝土輸送泵輸送人模。簡支箱梁施工采取了以現場制造、架橋機架設為主,橋位現澆和造橋機法為輔的施工方法。對于橋群密集區,根據梁型數量及分布,設置制梁場,配置重型運、架梁設備進行制架施工;對于遠離橋群的個別橋梁,采用了橋位現澆的方法;對于部定科研項目32m雙線箱梁,采用了造橋機施工方法。秦沈客運專線四片式T梁采用了濕接縫與橫向預應力結構。橋梁集中地段,設T梁預制場分片預制,架設到橋位后澆筑隔板濕接縫,當濕接縫混凝土達到設計強度后,再施加橫向預應力,現澆橋面板,將四片T梁橫向連接形成整體結構。秦沈客運專線有鋼混結合梁40m+50m+40m、32m+40m+32m、24m+2X32m+24m跨度等新結構。鋼梁由寶橋、山橋、沈橋等橋梁廠制造,廠內拼焊成可運輸單元,火車或汽車運至工地后再組拼成鋼梁,然后采用拖拉方法、膺架拼裝法進行架設。跨度16m+3X24m+16m等剛構連續梁新結構采用滿布支架整體灌筑施工。預應力混凝土連續梁采用掛籃懸臂灌筑法施工。第四節國內客運專線特點及橋梁方面與普通鐵路不同之處一、特點:20世紀70年代以來,世界出現了石油危機,公路堵塞,車禍、空難頻繁,環境嚴重污染,已成為全球性的社會問題,嚴重影響了人類的生存和發展。而高速鐵路沒有空氣污染;又是能力大、占地少的陸上公共交通工具。不僅有縮短旅行時間、運輸量大、準點率高、占用土地少、能源消耗低、對環境污染小、外部運輸成本低、安全可靠等優點,而且社會經濟效益良好。這些因素決定了高速鐵路必須具備以下性質:1、高平順性:2、高穩定性:3、高精度,小殘變,少維修;4、寬大,獨行的線路空間;5、高標準的環境保護;6、開通運行之日即以設計速度運行;7、運營中,實行科學的軌道管理及嚴密的防災安全監控。而高速鐵路橋梁結構則必須考慮(1)區間橋梁結構的主要參數及橋面布置;(2)橋梁結構與無縫線路的相互影響;(3)區間橋梁結構的合理結構型式。我國高速鐵路、客運專線橋梁結構形式的選擇,可以大致分為兩個階段。早期的京滬高速鐵路橋梁,由于當時對高速鐵路認識不足,橋梁設計基本沿襲了普通鐵路橋梁設計采用靜力計算分析結構強度的思想,并考慮到架梁水平等因素,常用跨度橋梁多以T梁為主。隨著京滬高速鐵路工作向前的推進、秦沈客運專線的興建,高速鐵路、客運專線橋梁設計逐步過渡到了以車橋耦合振動的動力響應分析、并結合結構靜力計算分析的方法來控制橋梁設計的思路。基于此設計思路的橋梁,一般采用結構整體性能好的箱梁,由此帶動了我國鐵路橋梁設計、施工、架梁等水平的提升常用跨度橋梁是指經技術經濟比較,被廣泛應用的一種或幾種跨度的簡支梁或連續梁橋。客運專線常用跨度橋梁的跨度一般在50m以內,墩高在30m以內時,一般以32m、24m跨度為經濟。京滬高速鐵路徐州至上海段414km長的橋梁中,95%的橋梁為32m、24m箱梁,其中32m梁為主要梁型,24m梁主要用于配跨。二、與普通鐵路不同1、設計荷載:采用zK活載。根據有關資料,德、英、法、西各國均選用UIC活載作為準高速和高速鐵路橋梁的設計荷載。依據我國實際情況,經過多次分析比較,推薦采用0.8UIC作為高速鐵路橋梁設計活載,也就是《暫規》條文上列出的ZK標準活載圖式。UIC標準活載ZK標準活載圖式(一)ZK標準活載圖式(二)有碴橋面二期恒載,直線橋梁q=185kN/m,曲線橋梁q=201kN/m。對于跨度或影響線加載長度等于或小于6.0m的結構,將UIC標準活載中的集中力部分作為跨度或影響線加載長度等于或小于6.0m的結構的設計活載,即本《暫規》條文上列出的ZK活載特種活載圖式。2、普通鐵路24m、32m簡支梁墩臺允許均勻沉降量分別為98mm、113mm。客運專線軌道的平順性要求遠高于普通鐵路,客運專線橋梁墩臺的均勻沉降量要求很嚴,有碴軌道要求控制在30mm以內,無碴軌道要求控制在20mm以內。對于普通鐵路按強度設計基礎的方法在客運專線已經行不通,地質條件較差時,必須按樁基沉降量、樁基承載力雙控進行基礎設計。3、高速鐵路上的橋梁設計,除須滿足一般鐵路橋梁的要求外,還需滿足一些特殊的要求,這是因為在高速列車運行條件下,結構的動力響應加劇,從而使列車運行的安全性、旅客乘坐的舒適度、荷載沖擊、材料疲勞、列車運行噪聲、結構耐久性等等問題都與普通鐵路不同。所以,橋梁結構必須具有足夠的強度;加強上部結構的豎向剛度、橫向剛度和抗扭剛度,使其滿足剛度限值的要求,同時加強結構的整體性,保證可靠的穩定性和保持橋上軌道的高平順狀態,使高速鐵路的橋梁結構能夠承受較大的動力作用,具備良好的動力特性。再一方面,高速列車的運營要求較高,能用于檢查、維修的時間有限。因此,從總體上來說,高速鐵路上的橋梁結構應構造簡潔,規格和外形力求標準化,消除構造上的薄弱環節,使得便于施工、建造質量容易得到控制,達到少維修的目的。各國已建成的高速鐵路中,預應力混凝土橋梁占有絕對優勢,這是因為,與其他建橋材料相比,預應力混凝土結構,具有一系列適合高速鐵路要求的特性,如剛度大、噪音低,由溫度變化引起的結構位移對線路結構的影響小,運營期間養護工作量少等,而且造價也較為經濟,所以本暫行規定要求橋梁上部結構應優先采用預應力混凝土結構。與普通鐵路橋梁相比,高速鐵路橋梁在結構形式上與構造上通常有下列特點:1、選用剛度大、整體性能好的結構,如簡支梁、連續梁、組合梁、剛架及拱等。2、優先選用雙線整孔箱形梁橋。雙線橋不僅提供很大的橫向剛度,在經常承受列車荷載時,豎向剛度比單線橋增加一倍。當小跨度橋梁采用多片式T梁時,應有較強的橫隔板和整體橋面,以保證其整體性。我國客運專線技術標準、設計暫規、施工規范情況一、秦沈客運專線主要技術標準:(1)線路類別:客運專線;(2)正線數目:雙線;(3)行車速度:160km/h以上;(4)限制坡度:12%o,不考慮平面曲線阻力折減(5)最小曲線半徑:一般3500m,困難3000m;(6)牽引種類:電力;(7)機車類型:SS8(SS9)、中華之星電動車組;(8)牽引定數:860t;(9)到發線有效長:650m;(10)閉塞類型:自動閉塞。二、秦沈客運專線箱梁執行的技術標準主要有:(1)《時速200km新建鐵路線橋隧站設計暫行規定》(簡稱《暫規》);.(2)《秦沈客運專線預制后張法預應力混凝土簡支梁技術條件》(即《技術條件》);(3)《秦沈客運專線橋梁制造與架設施工技術細則(試行)》(即《施工技術細則》);(4)《秦沈客運專線預制后張法預應力混凝土簡支梁靜載試驗方法及評定標準》(即《靜載試驗方法及評定標準》);(5)《秦沈客運專線橋梁工程質量檢驗評定標準(試行)》(即《驗標》);(6)《秦沈客運專線預制后張法預應力混凝土箱型簡支梁監督檢驗實施細則》;(7)《秦沈客運專線預制后張法預應力混凝土箱型簡支梁生產條件認可證實施細則》;(8)《預制后張法預應力混凝土鐵路橋簡支梁》(GB7418--87);(9)《鐵路橋涵施工規范》(TBJ203--96);(10)《硅酸鹽水泥、普通硅酸鹽水泥》(GBl75—1999);(11)《混凝土外加劑》(GB8076—1997);(12)《鋼筋混凝土熱軋帶肋鋼筋》(GBl499—1998);(13)《鋼筋混凝土熱軋光圓鋼筋》(GBl3013---91);(14)《預應力混凝土用鋼絞線》(GB/T5224—1995);(15)《鋼筋混凝土與砌體工程施工及驗收規范》(TBl0210--97);(16)《碳素結構鋼》(GB700—88);(17)《低碳鋼熱軋圓盤條》(GB/T701—1997);(18)《優質碳素結構鋼技術條件》(GB699—88);(19)《合金結構鋼技術條件》(GB3077—88);(20)《鐵路混凝土橋梁橋面TQF—I型防水層技術條件》(TB/T2965(21)《鐵路混凝土強度檢驗評定標準》(TBl0425---94);(22)《混凝土堿含量限制標準》(CECS53--93)。三、京滬高速鐵路設計依據(一)《京滬高速鐵路設計暫行規定》(上冊修訂稿)2003-10,以下簡稱“暫規”)。(二)鐵建設[1999]139號文批準的以下規范(統一簡稱‘橋規”)1.《鐵路橋涵設計基本規范》(TBl0002.1-99)2.《鐵路橋涵鋼筋混凝土預應力混凝土構設計規范》(TB10002.3-99)3.《鐵路橋涵地基和基礎設計規范》(Till0002.5-99)4。《鐵路橋涵混凝土和砌體結構設計規范》盯B10002。4-99)(三)《新建鐵路橋土無縫線路設計暫行規定》(以下簡稱“無縫線路暫規”四、京滬高速鐵路1、按《暫規》06.2.9條中的“ZK”列車活載設計。設計暫規、施工暫規均見后附。已立項客運專線的設計原則及設計標準情況我國已立項高速鐵路網絡:建成京滬高速鐵路,天津到秦皇島;在建沈陽到哈爾濱;上海到杭州;北京到廣州;北京到徐州;北京到西安共六條高速鐵路。一、設計原則1、設計荷載列車豎向荷載采用ZK荷載。2、主要設計原則1)橋梁長度的確定序號設橋條件1地質條件一般地基高度一般地段:7~8m;局部隧道、深挖方集中地段:12m;城鎮近郊地段:5m左右。2軟土地基高度一般為4m3松軟土、液化土地基高度當加固厚度<15m:4~6m加固厚度≥15m:采用高架橋4施工的方便性兩橋臺尾間距<150m取消路堤,兩橋相接5臺后30m需設置涵洞取消涵洞,延長橋梁2)橋跨的選擇①優先采用32m跨,其次是24m跨。②基礎持力層很好、工后沉降較小時,選擇連續箱梁,否則采用簡支箱梁。③跨越公(道)路、航道、鐵路時,常用結構形式有預應力混凝土箱梁、連續結合梁、連續剛構等。為降低路肩高程,可采用連續剛構或框架橋。④為保證運梁車在工作狀態能穿過跨越客運專線的立交,立交橋梁的有效凈跨應大于14m。3)墩臺的選擇:橋臺采用雙線矩形空心臺;橋墩一般采用矩形(圓端形)空心墩、實體墩及雙矩形柱式墩等。4)考慮到預應力砼梁的徐變影響,預應力混凝土無碴軌道橋梁的主跨不宜大于80m。5)橋梁基礎一般采用擴大基礎和樁基:Lp≤40m的橋梁樁基的樁徑一般用φ0.55m預應力混凝土管樁和φ1.0m或φ1.25m鉆孔樁。Lp>40m的橋梁樁基的樁徑一般用φ1.0m、φ1.25m、φ1.5m、φ1.8m鉆孔樁。6)墩臺工后沉降限值見下表。項目最大允許沉降量有碴橋面簡支梁墩臺均勻沉降量30mm相鄰墩臺沉降量之差不大于15mm無碴橋面簡支梁墩臺均勻沉降量20mm相鄰墩臺沉降量之差不大于5mm外靜不定結構相鄰墩臺沉降量之差根據沉降對結構影響而定7)梁部主要施工方法①跨度24m、32m簡支箱梁,一般采用預制架設施工。②跨度24m、32m連續箱梁,以先簡支后連續為主。③32m雙線箱梁采用900t級架橋機架設,24m、20m雙線箱梁采用700t級架橋機架設。線路一定范圍內的橋梁一般采用同一噸位的架橋機架梁。2、梁部及墩臺設計客運專線梁部及墩臺通用圖,目前均采用了京滬高速鐵路通用圖,該通用圖目前正在進行施工圖設計核查工作。①梁部設計根據京滬高速鐵路前期設計研究的約定,常用跨度簡支梁的梁長以普通鐵路橋梁標準跨的梁長為準,連續梁墩中心距離按普通鐵路標準梁長加梁縫取值。目的是在簡支梁與連續梁方案變換、簡支梁端部懸臂長度適當調整時,不影響橋跨布置、地質鉆孔等工作,同時便于與普通鐵路梁長統一等。所以高速鐵路20、24、32m簡支梁、連續梁的跨度與規范要求有出入,簡支梁的計算跨度分別為19.5、23.5、31.5m。在橋面布置時,考慮道碴清篩機的結構構造要求,有碴橋面的擋碴墻至線路中心的距離確定為220cm。排水管設在擋碴墻靠線路內側。考慮人行道上行走檢修車的條件,接觸網立柱設在人行道內側,至線路中心距離為290cm,接觸網立柱處人行道外側預留80cm的寬度供檢修車行走。根據高速鐵路行車的要求,32、24m簡支箱梁的梁高分別采用了300、240cm,比秦沈線梁高有所增加。在以32m或24m為主布孔時,作為調跨用的24m(20m)簡支梁采用了與32m(24m)等高設計思路,所以24m簡支梁有兩種梁高,20m簡支梁的梁高與24m梁相同。考慮到客運專線預制梁部施工方法的多樣化,32m、24m簡支箱梁配有先張法和后張法兩種方案可供施工選擇。梁部設計中,箱梁端部預留了從箱梁內下到橋墩頂的半圓端形凹槽。②墩臺設計為求橋墩美觀的效果,京滬高速鐵路共編制了十多種墩臺通用圖可供客運專線橋梁使用。考慮到支座的檢修,在墩頂設置了深100cm的檢查坑,空心墩還考慮了從墩底進入空心墩內部并攀爬至墩頂的條件。考慮到橋墩臺耐久性要求,圬工墩臺也配有鋼筋,鋼筋的保護層厚度不小于4cm,墩臺身混凝土標號提高至C30。根據900t架橋機研制技術條件的要求,對目前國內研制的架橋機在工作時對墩臺的影響均進行了檢算。檢算發現,架梁時控制了較矮橋墩的偏心。下面是部分橋墩效果圖。矩形空心墩在墩高小于20m時,一般為直坡,簡支箱梁橋墩的頂帽尺寸為680x300cm,連續箱梁橋墩頂帽出尺寸為680x330cm。空心墩臂厚50cm,上實體段厚250cm,下實體段厚100cm。圓端形空心墩在墩高小于20m時,一般為直坡,簡支箱梁橋墩的頂帽尺寸為800x300cm,連續箱梁橋墩頂帽出尺寸為830x330cm。空心墩臂厚50cm,上實體段厚250cm,下實體段厚100cm。八邊形空心墩簡支箱梁橋墩的頂帽尺寸為700x300cm,空心墩臂厚50cm,上實體段厚250cm,下實體段厚100cm。雙線圓柱式橋墩的頂帽尺寸為750x400cm,圓柱直徑400cm。柱式橋墩一的頂帽尺寸為680x300cm,最大墩高10m。柱式橋墩二的頂帽尺寸為680x300cm,最大墩高15m。秦沈客運專線設計時速為200km,其基礎設施按時速250km考慮,其設計的主要依據為《時速200km新建鐵路線橋隧站設計暫行規定》(以下簡稱《暫規》)。客運專線的橋梁不僅要保證高速運行的安全性,更重要的是要確保乘坐舒適性的要求,橋梁結構以剛度控制為主,必須具有足夠大的豎向、橫向剛度和良好的整體抗扭性,以防止橋梁出現較大撓度和橫向振幅,秦沈客運專線橋梁結構均采用了車線橋動力響應仿真分析,根據計算的安全性和平穩性指標來確定橋梁的主要結構形式;此外,在結構設計中限制混凝土徐變上拱和不均勻溫差等因素引起的結構變形,以保證軌道的高平順性;同時為改善橋梁的耐久性,便于養護檢查,規定了結構構造的要求。箱梁結構設計主要參數箱梁梁體混凝土采用C48級,彈性模量為35GPa;預應力筋采用標準型,強度級別為1860MPa,彈性模量為195GPa,公稱直徑為15.24mm的高強度Ⅱ級低松弛鋼絞線;錨固體系采用STM、XYM\AM、OVM系列錨具。箱梁設計荷載縱向計算采用ZK標準荷載,強度安全系數尺)2.0,抗裂安全系數尺Kf≥1.2,靜荷載下豎向撓度限值<L/1800,列車在搖擺力、離心力、風力和溫度力的作用下,梁體水平撓度≤L/4000。秦沈客運專線箱梁主要技術參數表秦沈客運專線簡直箱梁概圖支座采用JHPZ型盆式橡膠支座,分為固定、橫向、縱向、多向支座。我國客運專線施工技術、施工組織及管理情況高標號混凝土施工技術一、箱梁混凝土采用微機控制混凝土攪拌樓集中生產、輸送泵運輸、機械和人工振搗成型、蒸汽養護的施工工藝。=1\*GB3①.混凝土配合比設計秦沈客運專線簡支箱梁C48高強度混凝土要求水泥用量不超過500kg/m3,混凝土施工坍落度控制在120—160mm之間,采用碎石粒徑為5—25mm連續級配碎石,粗骨料的抗壓強度與混凝土抗壓強度比應大于2,采用細度模數MX-2.3~3.0的優質中粗砂,混凝土中總堿含量不超過3kg/m3。因不允許用大水灰比和大水泥摻量,只有加大減水劑摻量,而加大減水劑摻量后坍落度損失大又不利于泵送,故利用檸檬酸短時緩凝作用來解決部分坍落度損失。采用圓錐式破碎機對碎石精加工,減小針片狀顆粒和粉塵含量并具有較好的級配,以減少部分用水量。施工單位對混凝土配合比按照正交試驗方法進行了多組試驗,優選出理想的配合比。其中一組的配合比為水泥用量489kg,水灰比0.38,砂率0.38,減水劑摻量9%o,檸檬酸摻量0.3%。,取得了很好的效果。=2\*GB3②.混凝土灌筑工藝及振動工藝箱梁混凝土的灌筑采用傳統的斜向分段、水平分層法,由一端向另一端灌筑,其斜度為30‘~45*,水平分層厚度不大于30em,斜向分段長度為4m(腹板底部及上層為5m)。下料先從兩側腹板對稱進行,將混凝土由底部擠向底板中心,完成部分底板混凝土灌筑,不足部分從內模頂部灌筑孔下料補足,采用側振、底振和內模高頻振搗固,并及時抹平,待底板及腹板灌筑后再灌筑面板,采用插入式搗固棒搗固。由于內模上浮問題不易解決,故內模底部采用敞口灌筑,為解決敞口引起混凝土上涌問題,在內模底部兩側增加了550mm寬的水平活動壓板,基本能夠阻止混凝土上涌,內模也不會上浮。由于雙線箱梁鋼筋密度很大,為防止混凝土梗阻,在內模兩側安裝高頻振動器以增加混凝土流動度,又不會因振動導致內模變形。為解決橋梁外觀質量問題,在側模和端模上增加高頻振動器,待工頻振動混凝土密實后再啟動,效果良好。當灌筑到標高時必須立即進行收漿抹面。由于面板設有2%的雙向排水板,抹面用平板振動器振搗,再用木尺刮平,最后抹平,確保混凝土大面積平整。在混凝土初凝前進行二次收漿抹面,保證箱梁外觀平整光潔。=3\*GB3③.箱梁混凝土養護工藝根據《技術條件》和《施工技術細則》的要求,梁體養護必須采用蒸汽養護,其養護工藝為靜停不少于4h,升溫、降溫速度不大于10~C/h;恒溫不超過50℃,拆模時梁體表面溫度與環境溫度之差≤15當梁體箱內混凝土強度達到50%以上,且溫度與箱內溫度之差不大于15℃時,可以拆模。脫模后要盡快對箱內灑水,最初的4h內每半小時一次;當梁體表面溫度約30℃時改為每1h淚水一次;2d后白天每2h灑水一次,夜晚每4h灑水一次。=4\*GB3④、預應力施工張拉時,同時采用YCW-250B千斤頂配以EB4-500油泵和精度1.0級的張拉油表進行預應力左右對稱同時張拉。張拉程序如下:0→初始應力(測量油缸伸長量、夾片外露量)→張拉控制應力→靜停5min→校核到張拉控制應力(測油缸伸長量、夾片外露量)→主油缸回油錨固(測油缸伸長量、夾片外露量)→副油缸供油卸千斤頂。張拉完成后,在錨圈口處的鋼絞線上作記號,作滑絲與否的觀測標記。為確保大體積混凝土的質量,防止早期裂紋的發生,根據現場制梁的實際情況,采用早期張拉的工藝,即提前張拉部分一期預應力筋,當梁體混凝土強度達到設計的80%時,按設計要求進行一期張拉,一期張拉控制應力為0.56Ryj=5\*GB3⑤、壓漿封端張拉完畢后應盡快壓漿,壓漿前須切割鋼絞線頭并用高等級水泥砂漿封錨頭,壓漿采用二次分端壓漿,水灰比不得超過0.4,泌水量控制在2%以內,壓力為0.6~0.7MPa。二次壓漿法,即第一次由甲端壓人,乙端的閥門先打開,待乙端閥門出漿后即關閉乙端,等水泥漿壓力至0.6-0.7MPa時,甲端閥門關閉,約30min后甲端閥門打開,自乙端第二次壓漿待甲端出濃漿后關閉甲端,待壓力升至0.6—0.7MPa再關閉乙端。箱梁孔道壓漿完成后即可進行封錨工作。封錨采用400號微膨脹混凝土,封錨前用881-1型聚氨酯防水涂料對錨頭進行防銹處理,梁端錨穴處原混凝土表面鑿毛清理處理。為了保證封錨混凝土與梁體的連接,應在錨墊板外側焊以短鋼筋,使之與封錨鋼筋綁扎在一起,然后綁扎封錨鋼筋,灌人封錨混凝土并抹面。二、主要工藝技術要求(1)、鋼配件應安裝牢固、位置正確,支座板應保持平整,箱梁四個支座板應位于同一平面,相對高差不得超過2mm。(2)箱梁應根據設計要求及制梁的實際情況設置反拱。(3)混凝土的配制、灌筑、拆模、養護、預加應力、管道壓漿、封端等應符合設計要求。但做為高標號混凝土應該特別注意:①、混凝土初凝后不得灌人梁內。如摻用外加劑,其時間可按試驗確定。②、梁體、橋面及封端混凝土應分別連續灌筑、一次成形,并應具有良好的密實度,箱梁灌筑時間不宜超過6h。③當晝夜平均氣溫低于5℃或最低氣溫低于—3℃時,應按冬季施工處理,采取保溫措施,混凝土入模時的溫度不得低于5℃。④梁體在灌筑混凝土過程中,應隨機制作混凝土強度和彈模試件(應分別在灌筑底板、腹板及頂板時取樣)。試件應隨梁體或在同樣條件下振動成型。⑤拆模至預加應力前,梁體混凝土表面溫度與環境溫差不宜大于15℃,箱梁腹板內外側混凝土溫差也不宜大于15℃。氣溫急劇變化時不宜拆模。⑥當混凝土強度及相應的彈性模量值達到設計要求時,方可預加應力。預施應力應由兩端同時進行,其程序為0→0.1σk→σk(持荷5min)→錨固。張拉一般分為初張拉及終張拉兩個階段。初張拉時混凝土強度應達到設計強度的80%,初張拉以后即可移(吊)出臺位;混凝土強度及彈性模量達到設計強度方可終張拉,其齡期至少10d,終張拉時須對初張拉的預應力束進行補拉。⑦預應力鋼絞線預加應力完畢后,宜在3d內進行管道壓漿,壓漿前管道內應清除雜物及積水,冬季壓漿應采取保溫措施,壓漿用525號普通硅酸鹽水泥,水灰比不超過0.40,泌水量應控制在2%以內,水泥漿強度應大于35MPa。⑧水泥漿可摻用減水劑,摻量由試驗確定,但不得摻人氯化物或其他對預應力鋼絞線有腐蝕作用的外加劑,水泥漿自攪拌至壓人管道的間隔時間不得超過40min。⑨終張拉后應用881—1型防水涂料對錨頭進行防銹處理,封端混凝土應采用無收縮混凝土進行封堵,其強度不得低于設計值(35MPa)。第二節、架橋機、造橋機等機械設備的應用NICOLAYJ550運架一體機NICOLAYJ550集運架一體機吊、運、架梁為一體,是國內首次引進的多功能架橋機。(一)、架橋機作業程序在梁場分別組裝運架梁機及下導梁→運梁機吊運下導梁(含導梁支腿)至橋頭就位→支腿吊架將后支腿及主支腿放于橋臺并安裝就位→下導梁在重物移動器及主支腿滾輪上前移至架梁狀態→運架梁機返回梁場取梁→運梁→運架梁機前走行輪組駛到下導梁運行小車上托聯→運架一體機沿下導梁前行就位→下導梁前伸至下一墩位騰出落梁位置→落梁就位,安裝橋梁支座→運架梁機駛出下導梁,退出回梁場取梁→進行下一循環。架橋機作業程序見下圖。取梁運梁架梁(二)、架設工藝1.架梁前準備將所架箱梁從存梁臺位移至架橋機取梁臺位,對梁體預埋鐵板除銹、涂油、檢查支座。2.導梁就位運架梁機攜導梁運到橋頭,利用導梁將前、中、后及輔助支腿分別移動到相應墩臺并緊固,運架梁機退回梁場。3.取梁運架梁一體機行至取梁臺位,輪組旋轉90‘駛向取梁臺位,將吊梁螺桿插入箱梁吊孔,安裝連接板并上緊,將梁吊起20mm靜停10min,檢查確認無誤后,再將梁吊至高工作狀態。4.運梁運架梁一體機退出與取梁臺位呈平行位置,輪組旋轉90°,檢查走行、起吊、制動機構后,將箱梁吊運至架梁地點。5.喂梁運架梁一體機前輪組行至導梁處與導梁運梁小車托聯,引入液壓動力源,收縮運架機前輪組平衡缸,使前輪懸空,駕駛室旋轉90°處于側位,繼續前行使后輪組運行至導梁尾部并制動,拆除導梁錨固裝置,運梁小車攜箱梁、前輪組、導梁及后支腿前移,騰出落梁位置。6.落梁徐徐落梁、填砂漿墊層、抄平、安裝橡膠支座并檢查。7.退出將吊具取下,導梁后移7.6m,后支腿與導梁聯接并用錨固裝置緊固,運架梁機前輪組落地,運梁小車與運架梁機解脫,后輪組解除制動,架橋機退回梁場準備下一跨箱梁架設。8.支腿轉移操作下導梁液壓系統,將導梁輔助支腿、主支腿、副支腿向前轉移到下孔梁架梁位置。(三)、架設后兩跨梁作業程序安放滾輪--移副支腿--架最后第二孔梁呻架最后一孔梁。安放滾輪將預先已運至橋臺路基上的四個200t滾輪及鐵墊板分兩個一組沿路基中心對稱排放。一組距橋臺胸墻0.873m,另一組距胸墻20.873m,兩滾輪橫向中心距為2.05m。3.移副支腿在架設倒數第三跨梁喂梁程序完成后,下導梁前部已支承在距橋臺胸墻0.873m的兩個200t滾輪上。此時,在架倒數第二跨梁時,該滾輪已替代副支腿的位置和作用,副支腿暫時移至最后一個橋墩上擺放但不承力。4.架最后第二跨梁最后第二跨梁喂梁作業程序完成后,下導梁前部已支承在距橋面胸墻20.873m滾輪上,導梁中部支承在距橋臺胸墻0.873m的滾輪上。此時兩組滾輪承擔了主、副支腿承載的作用,在架完最后第二跨梁完成后,用手拉葫蘆將主副支腿平穩的放在橋下的載重汽車上,倒運到路基上,沿路基中心排放。5.架最后一跨梁在距橋面胸墻50.873m處放兩個100t滾輪,并在喂梁作業程序前將距橋面胸墻0.873m處的兩個200t滾輪旁邊各加一個100t油壓千斤頂輔助承力,運架梁機前輪組上橋面對準落梁位置,前輪組落下承力,減振油缸工作后壓力在140bar時拖出油頂,抽下導梁,用手動葫蘆將后支腿平穩的放在載重汽車上,倒運到路基上與主副支腿一起沿路基中心順次排放。6.架設步驟作業步驟與其他各跨梁的架設基本相同。(四)、曲線架設箱梁(1)作業程序:如右下圖。(2)運架梁機及導梁與直線橋軸線一致:運架梁機、導梁在架設前對位時,其軸線和已架直線橋梁軸線保持一致。(3)計算橫移調整量:根據被架曲線橋的曲線半徑計算出半徑在橋墩間的弦線量,架設曲線半徑3000m時,弦線橫移量為192mm。(4)調整前支腿:啟動導梁發電機下導梁泵站工作,調整副支腿橫移油缸使導梁與曲線橋段的軸中心線保持一致。(5)運架梁機與運梁小車托聯:運架梁機吊梁行走,將運架梁機動力源引入下導梁運梁小車上,使其托聯。(6)落梁:架落梁步驟與直線梁架落梁步驟相同。(五)、特殊氣候條件下架梁1.風力等級為4—7級時架梁(1)架梁單位與氣象部門及時聯系,掌握風向、風力情況并配備風速儀。(2)當最大風力等級超過7級時,不應架梁。(3)作業人員在風中架梁時,必須有可靠的安全設施,墩臺頂面應做好圍欄,四周應設置安全網。(4)在風中架梁應區別順風、橫風、經常或間歇有風等具體情況,并應將吊梁走行、落梁選擇在風力較小或順風時。2.暴雨后或在長期霪雨中架梁(1)在運架梁機運梁前應派人巡視路基、涵洞、橋梁有無病害,并進行加固或整治(2)清除路基級配碎石面層上的污泥溝痕,嚴防在運梁時輪胎側滑。(3)對電器線路、電器設備進行檢查、防護,避免發生漏電及電器短路故障。3.嚴寒季節時架梁(1)清除支承墊石面上的冰雪,嚴禁將支座安放在有薄冰層的墊石上。(2)灌筑錨栓孔細石混凝土和鋪砂漿層應符合冬季施工有關規定,并采取必要的保溫防凍措施。(3)運架梁機發動機液壓系統應采用冬季施工同等溫度下的柴油、潤滑油、液壓油。(4)在—15℃(六)、架橋機調頭運架一體機由于自身結構的限制,只能單向架設箱梁,而在實際架梁施工中為了縮短運梁時間,制梁場地一般設在架梁范圍中段。因此架橋機須沿正反兩個方向架梁,變向架梁時運架梁機及下導梁均需作180°調頭。(1)場地轉向:利用架橋機自身90°轉向及15°轉向功能調頭,應在面積不小于255m2的場地上進行。場地須作強化處理,用K30檢查,其密實程度達到130MPa/m。此方案操作簡單,需用時間少,但受場地限制,造價較高。(2)轉向架調頭:利用固定轉盤調頭,將運架一體機及下導梁落在固定轉盤上,用牽引力作180°調頭。此方案不受場地限制,可在路基上進行,且裝置可以反復使用,作業過程相對而言比較煩瑣,作業時間較長。運架一體機路基上掉頭二、移動模架造橋機隨著我國加大基礎設施的投入和實施西部大開發戰略,越嶺高速公路、高速鐵路和城市市的高架橋等發展很快,且更多地應用了多跨徑的連續梁技術。當橋墩較高,橋跨較長或橋下凈空受到限制時,已更為廣泛地采用移動模架逐孔現澆施工技術。移動模架象一座嚴密而堅固的、沿著橋梁跨徑全封閉的“橋梁工廠”,隨著施工進程不斷移動連續澆注施工。能一次性現澆完成一孔橋跨從立模、澆注混凝土到預應力張拉全套工藝,并能逐孔向前移動,效率高,速度快,能適用于多孔跨徑30—55m的梁橋施工。以下針對秦沈線所用MZ32型下導梁移動模架造橋機進行簡單介紹1、技術特點(1)采用下承式無支架施工,重心低,穩定性好,適應性強。(2)主架梁采用分段組合焊接鋼結構,截面形式以箱形為主,以增加剛度,縱向簡潔明快,并適當挖空以減輕結構自重和使外形美觀。(3)整體模架,合理分段、塊組拼,裝卸,運輸方便,拼裝容易啟動化程度高;(4)行走裝置采用變頻電機驅動,液壓頂升及推拉裝置,安全,穩定力便,并能同時滿足斜彎坡橋的施工;(5)能適用無蓋梁單柱式或雙柱式的不同跨徑及橋寬的梁橋施工,拼裝、過孔速度快。2、造橋機功能①整體吊裝32mT梁和40m箱梁:②逐節懸拼(懸澆)或整孔節段拼裝64—96m鐵路和公路PC梁:③在同一座橋上架設上述梁型不同跨度的主橋和引橋。3、工作原理MZ32型下導梁移動模架造橋機,是利用支承在墩旁托架上的2組鋼箱梁承重,在其上安裝可調式底模和側模,并配置專用內模和內模拆運小車,在橋墩上原位制造雙線鐵路預應力混凝土箱形簡支梁或連續梁的大型橋梁施工機械。主梁攜帶底模和側模在墩旁托架上縱移,可逐孔完成位于直線或半徑不小于1000m曲線上的多跨預應力混凝土箱梁的制造、更換相應的模板可以原位制造跨度20—32m的預應力混凝土箱梁。4、主要操作程序如下:(1)在已經完成的橋墩上安裝墩柱托架支承及工作平臺;(2)在工作平臺上安裝托滾支承,液壓千斤頂、液壓推拉裝置并就位;(3)組拼造橋機主架梁結構,并在橋墩支承上就位:(4)安裝底模板、側模板并把它們依托在各主架梁上:(5)頂升主架梁和鋼模板至工作高度,鎖定并調節好螺桿支承:(6)扎筋,澆注混凝土并養護,當混凝土達到規定的強度后,進行預應力的張拉;(7)通過調整梁底千斤頂,靠重力脫模,然后使主架梁處于不受力狀態并外移至完全不受墩柱限制后,通過行走裝置過孔;(8)用橫向頂拉裝置使底模合攏、鎖定。通過造橋機的升降系統調整底模標高,然后利用調節螺栓調整側模,進行第二孔梁的施工:;(9)重復以上步驟連續進行,直到完成全橋。5、造橋機拼裝1造橋機現場使用前的拼裝按由下至上的順序進行,其過程如下。(1)清理承臺表面,將墩旁托架與承臺的接觸面抄平,安裝托架。將托架間的軋絲分3批進行張拉,每根均勻施加預應力.在托架頂安放支承臺車,接好電氣、液壓管路。(2)在待制梁的墩跨間設立臨時拼裝膺架,膺架頂按二次拋物線設置20mm的上拱度,拼裝造橋機的主梁、導梁。(3)將主梁與膺架分離,使主梁落到支承臺車上,調整主梁位置,安裝底模桁架并連接,將兩邊主梁連成整體,頂升支承千斤頂使主梁就位。(4)安裝底模并調整底模預拱度,底模預拱度根據造橋機主梁撓度計算值和實驗數據,結合箱梁自重、梁體反拱值設置。(5)對稱安裝造橋機外側模,調節撐桿的長度,將外側模的安裝尺寸控制在允許范圍之內,安裝梁上吊機軌道。(6)將梁上吊機在地面組拼好,整體起吊安裝,接好電氣管路。(7)分段在地面組拼內模;待梁體底腹板鋼筋安裝完成以后,吊裝內模。利用梁上吊機或內模小車調整內模。(8)安裝配重平臺和施工平臺,并將配重可靠固定。6、總結(1)經力學驗算,專家技術論證和評審。該造橋機總體結構新穎、外型美觀,重心低,穩定性好,適應性強,運行安全可靠,機械化、自動化程度較高。(2)造橋機需要一整套機械動力設備,自動裝置和大量鋼材,一次性投資相當可觀,為了提高使用效率必須解決裝配化的問題,也就是設備要能適用不同橋梁跨徑、不同橋寬、不同橋型的直線以及斜彎坡橋的施工需要,以擴大設備的使用面,降低施工成本。(3)施工設備的使用和管理問題應該科學化,目的在于發揮設備的使用功能,注意設備的配套和維護保養,如果具有專業隊伍固定操作,并能持久地使用在所適用的橋梁施工上,必將得到較大的效率。(4)現代橋梁建設的經驗證明,橋梁施工技術以及設備的使用對橋梁的構思、力學體系的建立、計算方法和構造設計起著決定性的影響,因此設計中要針對造橋機的使用特點和工作原理,進行必要的優化和核算,以確保造橋機的適用性,安全性和穩定性。三、上承式造橋機1、跨梁的結構特點,我國出能逐跨現澆施工(簡稱PDZ工法)的設備DZ-42m/1000t型造橋機,率先在國內采用上行式移動支架的造橋機進行逐跨現澆施工。用造橋機逐孔現澆施工或逐孔預拼施工的PC梁結構,在歐美及日本等國家都已經廣泛使用,特別是預應力混凝土連續梁高架橋結構得到迅速地發展,一個很重要的原因就是采用了各類型式的造橋機施工技術,并在應用中加以改進和完善,取得了很好的社會效益和經濟效益。2造橋機適用范圍與特點(1)造橋機作業面通常在橋墩的頂部。不需要限制橋下凈空,特別適合城市立交橋或高架橋梁的施工。(2)當橋墩超過一定的高度而無法設置腳手架施工的高架橋梁工程。(3)當地面為軟弱土層時,腳手架基礎處理相當困難且投資費用高。如在海灘、河灘等地區修建的現澆混凝土連續梁高架橋梁工程。(4)造橋機操作系統為標準化作業,重復熟練的工序,施工周期快、質量好。通常單孔箱梁整體現澆作業的工效在13d左右。造橋機吊架設置防雨、防寒、防曬的頂棚圍護措施,可保證施工期間不受天氣的影響。(5)上行式移動支架造橋機能適應平曲線R>600m的多跨連續梁施工。逐孔現澆時梁體整體性能好,幾何尺寸易于調整,使梁體結構更合理化。(6)造橋機主梁箱型結構載荷能力強,抗彎剛度大,主梁工作時彈性變形為L/700(L為橋跨),箱梁混凝土灌注前的預拱度便于控制。(7)造橋機主梁經過不斷改進和完善,可成為一機多用的橋梁施工設備。既是現澆或預制梁逐孔施工設備,又能兼做架梁或承重梁的設備,重復利用率高,節省投資。綜合效益好.(8)造橋機主梁基本為等截面,與吊車及模架采用分離式結構體系,前跨和后跨均能加載獨立工作,有利于橋梁的首跨和尾跨的施工。造橋機施工能與橋梁結構相適應,對橋墩臺及預應力混凝土連續箱梁結構無任何特殊要求。造橋機移位分兩階段完成,施工操作簡單,結構安全可靠。3造橋機基本構造造橋機主要由主梁結構、吊車結構、模架結構、支承結構、移位結構等5個部分組成.具體布置見圖]、2、3。造橋機具體布置造橋機作業工況(1)主梁結構由2組鋼箱梁組成。主梁全長92m。鋼箱梁高度2.85m,兩箱中心距3m,單箱寬度1.35m,分段制做長度9.2m。材質采用16Mn鋼。接頭采用高強度螺栓拼接和銷板聯接。(2)吊車結構由剛架組成。形成門式結構。當主梁移動時,吊車打開伸縮支腿支承于混凝土橋面;吊車移動時收起支腿結構。(3)模架結構由模板與支架組成。PC梁外形側模板分段制造,長度為4.2m,以方便調整PC梁平面曲線,底模及托架通過橋墩時采取平拉滑移來實現開啟、閉合的工藝。當每1塊底模完全經過橋墩后隨即閉合,以保證兩側模架的整體性;內箱模板采用內卷折疊式分段拆裝,箱梁支點橫隔板部分后澆施工以實現內箱模板分段前移。內箱模板制作長度不超過1.5m,以使搬運滑移。(4)支承結構由墩頂活動支承剛架和墩頂預埋件組成。活動支承剛架與墩頂預埋件之間采用法蘭螺栓連接。支承剛架橫梁內布置調整對位使用的千斤頂,以滿足主梁適應曲線、縱坡等施工的要求。(5)造橋機的移動由主梁移位和吊車移位兩部分組成。鋼箱梁上、下翼緣均布置有鋼板滑道。上滑道用于12臺吊車移動使用,下滑道用于主梁移動使用。支承剛架橫梁內設置滾動輪結構,以減輕主梁移動的摩擦阻力。造橋機移位原則如下:主梁移動前,將吊車支腿打開。支承于橋面后原位不動,主梁移動;主梁縱向移動到位后,收起吊車支腿進行吊車移動,吊車移動到位后,再進行主梁橫向調整。造橋機主梁就位后,前后支點必須與支承剛架橫梁錨固牢靠,然后再進行中支點起頂,并抄墊密實。(6)本造橋機主梁設計標準能滿足高速鐵路32—56m簡支箱粱整孔現澆施工的要求。同時也適應鐵路40m整孔預制箱梁架設施工。4PDZ工法之整孔現澆原理及步驟PDZ工法就是通
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