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【摘 要】 国内高铁大跨连续梁施工技术正处于逐步提升阶段,经过多年的实践,长时间的技术积累与总结,以及高铁线路的延长,让此技术变得更加可行、有效,稳固的高铁大跨连续梁的出现,让铁路事业稳步提升,相关工作者确实贡献出了自己的力量。本文就对高铁大跨连续梁的施工关键技术进行了相应讲解,希望能够给读者带来更好的启示。
【关键词】 高铁;大跨度连续梁;施工技术
建设高铁线路上的大跨连续梁,必须明确施工方案,本文以我所在的资阳沱江多线特大桥新建成都至重庆铁路客运专线工程CYSG-2标段为例,我们对此工程的方案设计、关键技术应用、防护手段的渗透等方面进行相应研究,用控制、协调、保护等重要思路对待这一工程的施工事项,可以给我们带来许多有用的启示。下面就以此工程为例讲述其中的关键技术,以供参考。
一、连续膺架的设计
进行高铁线路大跨连续梁的施工建设,必须从连续膺架施工设计开始,这是打基础的一个重要阶段。资阳沱江多线特大桥新建成都至重庆铁路客运专线工程CYSG-2标段的主桥0~3#墩孔跨布置为(90+180+90)m连续梁-拱体系,中心里程DK80+167,位于直线上,线路纵坡-12.9‰;其中1、2号墩为主墩,0号台、3号墩为边墩台。拱肋计算跨度180m,矢高36m,矢跨比1/5;两片拱肋中心距为11.9m,每肋由2φ1100mm钢管组成,每片拱肋两弦管中心距离2.0m;横撑采用直径为φ800mm和φ1000mm的空钢管;上、下弦管及缀板内填充C50微膨胀混凝土。其刚度与强度都满足规范要求,是这段连续梁工程施工的一个“典范之作”。
二、混凝土浇筑技术
混凝土浇筑技术在连续梁施工中非常关键,尤其是要想完成整段膺架的浇筑,一般采用一次性的浇筑技术,这样可以节约时间,完成一次性坚固的浇筑技术是非常有必要的。在资阳沱江多线特大桥新建成都至重庆铁路客运专线工程CYSG-2标段中,整联浇筑使用的混凝土在48米梁体中为1434.7平方米,但是其浇筑时间长,也使得整个工程的施工时间受到了一定影响,所以根据这一工程技术使用的经验,我们总结出以下几点重要注意事项:1.科学的混凝土配合比是关键,可以将混凝土的初凝时间调整到14到16个小时左右,以保证有足够多的浇筑时间;2.提升混凝土拌合能力,理论生产力要大于或等于200平方米/小时;3.提升运输效率,用16到20台混凝土运输车进行混凝土的运输,3到4台汽车泵用于入模工作的完成。这样的工作要求能够提升浇筑工作效率、降低工作时间,并且能够使桥梁变得更加坚固,确保工程的基础工作能够顺利进行。
三、膺架现浇监测技术
检测技术的应用,能够从根本上确保支架的安全,及时测定,及时反应,帮助我们降低重建几率。施工人员均采用高精度钢弦式应变监测传感器进行监测,主要对施工阶段箱梁关键截面混泥土顶板与底板的盈利状态、箱梁承重支架体系中关键界面钢管立柱、贝雷梁应力状态进行监测。监测预应力张拉过程中箱梁自重在支架不同截面钢管立柱见的重分布状况,判别箱梁混凝土应力在浇筑后至预应力张拉锚固阶段是否一直处于安全的范围之内。箱梁应该使用内埋式钢弦应变计,选取五个控制截面,分别对各跨的跨中与两个中支座截面位置,每一底板、控制截面面顶都要布置3个测点,一共布置30个测点,这样稳固、全面的监测办法是可行的,也是必须做到的,全面的监测控制,可以让梁体的每个细节都“暴露”的施工人员的视觉范围之内,容易掌控。
四、线性控制技术
线形控制最主要的任务,就是根据每个施工阶段的测量结果,分析测量数据,同时与模型预测值进行对比,找出差距并分析误差产生的原因,从而确定下一阶段施工时合理的预拱度。每一阶段施工完毕,对结构模型中实际的混凝土养护龄期、节段施工周期、混凝土实际的弹性模量、容重等相关参数进行修正。修正之后,对结构模型进行重新计算,将新的计算结果与实测结果进行比较。比较的主要内容包括混凝土浇筑前后的标高变化、预应力束张拉前后的标高变化以及梁底、梁顶的标高变化。为了保证梁体顺利合龙,而且达到无砟轨道铺设精度的要求,实现轨道线路高平顺性、平稳性,必须采用线性控制技术来完成。高速铁路施工采用的线性控制技术与以往普通桥梁的线性控制技术存在着巨大的差别,此技术必须用与之相配套的高精端技术构成的系统线性控制技术来实现。就拿京沪高铁线路的四标段的特性为例,本段连续梁的线性控制技术应该有以下几个联合技术:平面和高程控制;支架与挂篮挠度控制;梁体线性预测和监控;基础沉降变形观测;梁顶六面坡控制。这些控制方法都存在于线性控制技术大当中,必须进行综合运用,才能确保工程中连续梁的稳固程度不断提升。采用线性控制技术之后,一定要对连续梁的收缩、徐变的规律摸清楚,测定相关数值,用CRTSⅡ板梁面控制技术来辅助这些数值的相应调整,使连续梁变得更加坚固、平整。
五、CRTSⅡ板梁面控制技术
此项技术是箱梁浇筑的难点之一,梁宽度为12000毫米,梁面左右线轨道设置顶宽3100毫米,平台加高之后距离梁端1450毫米处铺设泡沫塑料板进行15毫米的加高,其他区域均加高平台高的65毫米。根据相应数据的确定,用整平机进行粗平,之后进行人工收面整平。两者必须都要进行,粗平与整平相辅相成,整平改造尤为重要,人力找平比机器找平更加准确。采用方钢依据梁体标准段断面设计图进行预埋高控制,用4米靠尺进行刮面检测,直到得到最终的凭证程度为止。
六、连续梁转体施工技术
桥梁正式转体前,应进行试转。目的是全面检查转体的指挥组织系统、牵引动力系统、防倾保险体系是否状态良好,检测整个系统的安全可靠性。同时由测量和转体监控人员对转体系统进行各项初始资料的采集,测试启动、正常转动、停转重新启动及点动状态的牵引力、转速等施工控制数据,建立转动角速度与梁端转动线速度的关系,以便在正式转体前发现、处理设备存在的问题及可能出现的不利情况,并为正式转体速度提供依据,保证转体的顺利进行。轴线偏差主要采用连续千斤顶点动控制来调整,根据试转结果,确定每次点动千斤顶行程,换算梁体端头行程。每点动操作一次,测量人员测报轴线走行现状数据一次,反复循环,直至转体轴线精确就位。若转体到位后发现有轻微横向倾斜或高程偏差,则采用千斤顶在上下转盘之间适当顶起,反复进行调整直至高程符合设计要求。
七、施工防护技术
棚洞防护是四标段工程的重要防护措施,尤其是在淮河特大桥跨桥蚌埠机务段有线采用一联(48+80+48)米的预应力混凝土连续梁,用挂篮法悬臂浇筑梁部,铁路棚洞设计净空满足既有线的安全限界,棚洞的基础采用钢筋混凝土,立柱为630毫米+8毫米钢管,横梁采用2-Ⅰ25n型工字钢,纵梁上铺设竹胶板、防水层、缓冲层等材料,人工开挖与混凝土搅拌配合完成棚洞基础技术,相应的防护工作在吊车、平板车的配合工作之下变得更加有条不紊,根据正确的数据进行加固防护,确保了整体工程的稳固性。
八、结束语
本文以资阳沱江多线特大桥新建成都至重庆铁路客运专线工程CYSG-2标段大跨连续梁的施工关键技术为例,总结了其中多个施工环节的技术要求,根据相关数据的计算与分析,确保连续梁的收缩、徐变情况能够符合要求,以供枣庄到蚌埠间的先导段联调联试获得成效,这样的设计模式也为后来整条线路的稳固程度的建立打好了基础。由此,将高速铁路大跨连续梁的关键技术进行了详细分析,希望能够给其他工程施工带来新的启示。
参考文献:
[1]龚科.不对称边跨预应力混凝土连续梁桥施工监控[J].城市道桥与防洪.2007(03)
[2]王卫锋,林俊锋,马文田.桥梁顶推施工导梁的优化分析[J].工程力学.2007(02)
[3]王丰,曹新建,孙亚刚.连续梁满堂支架分次浇筑施工方法研究[J].工程与建设.2007(01)
[4]鞠金虎,李善超,丁如珍.京杭运河特大桥主桥连续箱梁合龙关键施工技术[J].现代交通技术.2007(01)
【关键词】 高铁;大跨度连续梁;施工技术
建设高铁线路上的大跨连续梁,必须明确施工方案,本文以我所在的资阳沱江多线特大桥新建成都至重庆铁路客运专线工程CYSG-2标段为例,我们对此工程的方案设计、关键技术应用、防护手段的渗透等方面进行相应研究,用控制、协调、保护等重要思路对待这一工程的施工事项,可以给我们带来许多有用的启示。下面就以此工程为例讲述其中的关键技术,以供参考。
一、连续膺架的设计
进行高铁线路大跨连续梁的施工建设,必须从连续膺架施工设计开始,这是打基础的一个重要阶段。资阳沱江多线特大桥新建成都至重庆铁路客运专线工程CYSG-2标段的主桥0~3#墩孔跨布置为(90+180+90)m连续梁-拱体系,中心里程DK80+167,位于直线上,线路纵坡-12.9‰;其中1、2号墩为主墩,0号台、3号墩为边墩台。拱肋计算跨度180m,矢高36m,矢跨比1/5;两片拱肋中心距为11.9m,每肋由2φ1100mm钢管组成,每片拱肋两弦管中心距离2.0m;横撑采用直径为φ800mm和φ1000mm的空钢管;上、下弦管及缀板内填充C50微膨胀混凝土。其刚度与强度都满足规范要求,是这段连续梁工程施工的一个“典范之作”。
二、混凝土浇筑技术
混凝土浇筑技术在连续梁施工中非常关键,尤其是要想完成整段膺架的浇筑,一般采用一次性的浇筑技术,这样可以节约时间,完成一次性坚固的浇筑技术是非常有必要的。在资阳沱江多线特大桥新建成都至重庆铁路客运专线工程CYSG-2标段中,整联浇筑使用的混凝土在48米梁体中为1434.7平方米,但是其浇筑时间长,也使得整个工程的施工时间受到了一定影响,所以根据这一工程技术使用的经验,我们总结出以下几点重要注意事项:1.科学的混凝土配合比是关键,可以将混凝土的初凝时间调整到14到16个小时左右,以保证有足够多的浇筑时间;2.提升混凝土拌合能力,理论生产力要大于或等于200平方米/小时;3.提升运输效率,用16到20台混凝土运输车进行混凝土的运输,3到4台汽车泵用于入模工作的完成。这样的工作要求能够提升浇筑工作效率、降低工作时间,并且能够使桥梁变得更加坚固,确保工程的基础工作能够顺利进行。
三、膺架现浇监测技术
检测技术的应用,能够从根本上确保支架的安全,及时测定,及时反应,帮助我们降低重建几率。施工人员均采用高精度钢弦式应变监测传感器进行监测,主要对施工阶段箱梁关键截面混泥土顶板与底板的盈利状态、箱梁承重支架体系中关键界面钢管立柱、贝雷梁应力状态进行监测。监测预应力张拉过程中箱梁自重在支架不同截面钢管立柱见的重分布状况,判别箱梁混凝土应力在浇筑后至预应力张拉锚固阶段是否一直处于安全的范围之内。箱梁应该使用内埋式钢弦应变计,选取五个控制截面,分别对各跨的跨中与两个中支座截面位置,每一底板、控制截面面顶都要布置3个测点,一共布置30个测点,这样稳固、全面的监测办法是可行的,也是必须做到的,全面的监测控制,可以让梁体的每个细节都“暴露”的施工人员的视觉范围之内,容易掌控。
四、线性控制技术
线形控制最主要的任务,就是根据每个施工阶段的测量结果,分析测量数据,同时与模型预测值进行对比,找出差距并分析误差产生的原因,从而确定下一阶段施工时合理的预拱度。每一阶段施工完毕,对结构模型中实际的混凝土养护龄期、节段施工周期、混凝土实际的弹性模量、容重等相关参数进行修正。修正之后,对结构模型进行重新计算,将新的计算结果与实测结果进行比较。比较的主要内容包括混凝土浇筑前后的标高变化、预应力束张拉前后的标高变化以及梁底、梁顶的标高变化。为了保证梁体顺利合龙,而且达到无砟轨道铺设精度的要求,实现轨道线路高平顺性、平稳性,必须采用线性控制技术来完成。高速铁路施工采用的线性控制技术与以往普通桥梁的线性控制技术存在着巨大的差别,此技术必须用与之相配套的高精端技术构成的系统线性控制技术来实现。就拿京沪高铁线路的四标段的特性为例,本段连续梁的线性控制技术应该有以下几个联合技术:平面和高程控制;支架与挂篮挠度控制;梁体线性预测和监控;基础沉降变形观测;梁顶六面坡控制。这些控制方法都存在于线性控制技术大当中,必须进行综合运用,才能确保工程中连续梁的稳固程度不断提升。采用线性控制技术之后,一定要对连续梁的收缩、徐变的规律摸清楚,测定相关数值,用CRTSⅡ板梁面控制技术来辅助这些数值的相应调整,使连续梁变得更加坚固、平整。
五、CRTSⅡ板梁面控制技术
此项技术是箱梁浇筑的难点之一,梁宽度为12000毫米,梁面左右线轨道设置顶宽3100毫米,平台加高之后距离梁端1450毫米处铺设泡沫塑料板进行15毫米的加高,其他区域均加高平台高的65毫米。根据相应数据的确定,用整平机进行粗平,之后进行人工收面整平。两者必须都要进行,粗平与整平相辅相成,整平改造尤为重要,人力找平比机器找平更加准确。采用方钢依据梁体标准段断面设计图进行预埋高控制,用4米靠尺进行刮面检测,直到得到最终的凭证程度为止。
六、连续梁转体施工技术
桥梁正式转体前,应进行试转。目的是全面检查转体的指挥组织系统、牵引动力系统、防倾保险体系是否状态良好,检测整个系统的安全可靠性。同时由测量和转体监控人员对转体系统进行各项初始资料的采集,测试启动、正常转动、停转重新启动及点动状态的牵引力、转速等施工控制数据,建立转动角速度与梁端转动线速度的关系,以便在正式转体前发现、处理设备存在的问题及可能出现的不利情况,并为正式转体速度提供依据,保证转体的顺利进行。轴线偏差主要采用连续千斤顶点动控制来调整,根据试转结果,确定每次点动千斤顶行程,换算梁体端头行程。每点动操作一次,测量人员测报轴线走行现状数据一次,反复循环,直至转体轴线精确就位。若转体到位后发现有轻微横向倾斜或高程偏差,则采用千斤顶在上下转盘之间适当顶起,反复进行调整直至高程符合设计要求。
七、施工防护技术
棚洞防护是四标段工程的重要防护措施,尤其是在淮河特大桥跨桥蚌埠机务段有线采用一联(48+80+48)米的预应力混凝土连续梁,用挂篮法悬臂浇筑梁部,铁路棚洞设计净空满足既有线的安全限界,棚洞的基础采用钢筋混凝土,立柱为630毫米+8毫米钢管,横梁采用2-Ⅰ25n型工字钢,纵梁上铺设竹胶板、防水层、缓冲层等材料,人工开挖与混凝土搅拌配合完成棚洞基础技术,相应的防护工作在吊车、平板车的配合工作之下变得更加有条不紊,根据正确的数据进行加固防护,确保了整体工程的稳固性。
八、结束语
本文以资阳沱江多线特大桥新建成都至重庆铁路客运专线工程CYSG-2标段大跨连续梁的施工关键技术为例,总结了其中多个施工环节的技术要求,根据相关数据的计算与分析,确保连续梁的收缩、徐变情况能够符合要求,以供枣庄到蚌埠间的先导段联调联试获得成效,这样的设计模式也为后来整条线路的稳固程度的建立打好了基础。由此,将高速铁路大跨连续梁的关键技术进行了详细分析,希望能够给其他工程施工带来新的启示。
参考文献:
[1]龚科.不对称边跨预应力混凝土连续梁桥施工监控[J].城市道桥与防洪.2007(03)
[2]王卫锋,林俊锋,马文田.桥梁顶推施工导梁的优化分析[J].工程力学.2007(02)
[3]王丰,曹新建,孙亚刚.连续梁满堂支架分次浇筑施工方法研究[J].工程与建设.2007(01)
[4]鞠金虎,李善超,丁如珍.京杭运河特大桥主桥连续箱梁合龙关键施工技术[J].现代交通技术.2007(01)