【摘要】 介绍衡酃路跨京广铁路衡阳站系杆拱桥拖拉施工工艺、施工方法、拼装场设计、临时墩施工、拖拉牵引系统、跑道、系杆拱桥拖拉安全措施。
【关键词】 公路桥 系杆拱桥 拖拉法 施工
1.工程概况
2.拖拉施工方案
由于场地受限,施工完成东侧引桥(74#-80#)作为拱肋及横撑拼装场地;根据铁路限界要求,在跨铁路区域左右幅各设置12个临时墩;同步搭设好铁路防护系统,在临时支墩上安装纵桁梁,随后在纵桁梁上安装跑道、台车及万能杆件支架。万能杆件在拱肋节点位置搭设支承架,在东主墩位置采用吊车吊装Ⅱ~Ⅵ拱肋节段于支承架上,吊装一节拱肋、安装一节连接横撑,刚构体系向西滑移一节,直至Ⅱ~Ⅵ拱肋及横撑安装完毕,将拱肋、横撑及支承架刚性固结成一拖拉滑移整体,采用节点支承整体拖拉滑移法施工,并安装第Ⅰ节、Ⅶ节拱肋及横撑,待第Ⅰ节、Ⅶ节拱肋安装完成后,将Ⅱ~Ⅵ节整体三维调整与Ⅰ、Ⅶ节对接,对接完成后压注拱肋管内混凝土并拆除支架及钢桁梁等。
3.施工工艺及方法
3.1.拖拉施工临时设施
3.1.1.拼装场布置
临时墩由人工挖孔桩、万能杆件立柱、工字钢分配梁、滚筒组成(图1)。
万能杆件立柱与基础连接采用高强螺栓连接,预埋件锚栓与挖孔桩钢筋笼主筋焊接,锚栓与钢筋笼主筋单面焊接长度不小20cm。
图1、拖拉跑道立柱断面图
在每组立柱顶放置4个倒置滚轮,滚轮底座与立柱牢固固定,桁架底倒放钢轨,钢轨与桁架固定并通长布置。采用卷扬机纵拖,卷扬机安放在后端,每侧布置一台30t拉力设备,通过导向轮拖移桁架前移(图2、图3)。
3.1.3.拖拉装置
⑴拖拉跑道
图4、跑道平面图
⑵拖拉牵引系统
①滚动台车
选用YWZ-200型滚动台车,共布置48个台车,可提供支撑力为:200t×48=9600t>1400t(满足要求)
② 穿心千斤顶
采用RCH-302型穿心千斤顶进行拖拉,在轨道上布置4套穿心千斤顶,每套可提供30t拖拉力,总共可提供拖拉力为30t×4=120t>1400t×1%=14t(满足要求)。
③动力系统
动力系统均采用PLC控制系统。PLC控制系统原理:通过传感器控制监测顶升过程的安全状况,由传感器将收集信息返馈给PLC系统,再由PLC系统控制结构位移及顶力,从而实现桥梁安全可靠顶升及移动。
3.2.拖拉
(1)拖拉方式
为了兼顾工期及施工安全要求,拖拉时采用PLC同步控制系统,通过在滑移轨道上设置反力架,利用穿心千斤顶,对拱肋先分段拼装、逐段拖拉,待Ⅱ~Ⅵ节拱肋整体拼装好后再整体拖拉就位。
(2)拖拉
①试拖拉
当第Ⅱ节段拱肋吊装到位,并与支架进行可靠的连接后,先对其进行试拖拉,对同步系统进行调试,消除临时结构间的一些缝隙及沉降,确保拖拉同步性及复核拖拉力实际值与理论值是否一致。否则需要现场分析、并解决对应问题。
②拖拉
当试拖拉一切正常后,即可进行正式拖拉。正式拖拉每一标准行程为40cm,每一行程后回油并收紧螺母,准备下一行程拖拉。如此循环,直至拖拉至能安装第二段支架为止。将第一段滑移台车临时锁定后,拼装第二段支架,并吊装第Ⅲ节拱肋,之后将第Ⅱ、Ⅲ节拱肋同步往前拖移,至能安装第三段支架,如此循环至第Ⅵ节拱肋安装到位,在将Ⅱ~Ⅵ节拱肋整体拖拉至设计位置。 图5、第Ⅱ节拱肋安装到位示意图 图6、第Ⅲ节拱肋安装到位示意图
③纠偏、就位
第Ⅱ~Ⅵ节拱肋整体拖移到位后,通过测量队,测出相应各点数据,并计算出各点需调整的位移及方向。纠偏采用三维精调设备,三
图7、第Ⅱ~Ⅵ节拱肋拼装到位示意图图 8、第Ⅱ~Ⅵ节拱肋整体拖移到位示意图
维精调设备的参数及型号如下:
型号:SXTD-100-100-50-50
垂直顶升载荷:100吨;垂直顶升行程:100mm
侧向顶推油缸:15吨;水平调整距离:±50mm
纠偏时采用先调整标高就位再调整水平位置的原则,按照计算出来的数据,反算出各个顶升点需要平移的位移,再按比例进行平移,每次最大位移控制在5mm内,通过多次调整将其调整到设计位置。
④拆除各临时结构、拆除支架、拆除拖拉跑道、拆除防电网、拆除临时墩。
3.3施工控制
采用力与位移双控:其中以位移控制为主,压力控制为辅。
移拱肋阶段,拱肋姿态控制采用12点同步。其中以力控制为主,位移控制为辅,以称重后的各支点实际承载力为控制。位移控制采用绝对姿态控制,通过静力水准仪测量,误差超过5%后,则需要对其进行调整。
移拱肋牵引动力,采用4点同步控制系统。其中以位移控制为主,力控制为辅。位移同步精度控制在±2mm以内;力以超过计算控制力15%则停止拖拉,查找原因。
主拱安装三维精调,采用48点同步顶推,精度控制在±2mm以内。
4.拖拉安全措施
项目部委派专门的设备管理维修人员,每天对设备的安全稳定情况进行详细的排查并做好准确的纪录;有专门的千斤顶及油泵的操作人员,时刻观察着运行情况;有3~5名安全巡视人员,不间断的对顶推设备及临时设施进行检查。
对桁梁、墩进行顶推全过程的监控监测,将测试数据与提前设置的预警值相比较,及时判断梁、墩的安全情况。
在平移过程中,台车在钢桁梁位置不同而产生挠度不同,因此需要时刻监控桁梁挠度,及时补偿。
主要安全措施有以下十点:
⑴进场前,对施工人员进行相关安全教育和操作规程指导,特殊工种人员持有上岗证。
⑵既有线施工时,设专人驻站,使施工现场时刻与车站保持密切联系,必须按《铁路技术管理规程》设置施工安全防护,严禁各种施工用料和机具侵入限界。
⑶施工临时设施和机械设备仪器,必须经过第三方检算检验标定,定期进行自检校正,并做好记录。
⑷顶推施工过程中,有具备资质的第三方对相关临时设施、永久墩等进行全过程的监控监测,并出具报告。
⑸大雾及大雨天气和6级以上大风时,不进行一切平移钢梁相关的作业。
⑹高空作业时配挂好安全带,脚下应铺设必要数量的脚手板,并应铺设平稳,且不得有探头板。在线路上方采用封闭挂篮护网进行施工,杜绝高空坠物。
⑺夜间施工,需建立值班制度,保证照明条件,在作业区附近悬挂警示标志。
⑻重点部位设常规消防器材,易燃、易爆材料必须设专库储存,设立警示标志,并远离生活区。
⑼施工现场用电,须建立用电管理机构,明确机构与班组的职责。严禁乱拉乱接电源,严禁非电工拆除电器设备。
⑽所有施工人员服从指挥,做到有令则行,无令则止。
5.结束语
因跨大型电气化铁路站场,常规的缆索吊分段吊装方案无法实施;利用拖拉跑道将系杆拱桥拱肋及横撑整体拖拉至设计位置;优化跑道结构:在保证跑道功能性要求的前提下,通过优化结构,使其结构简单化,搭设极为方便。通过研制跑道走形装置,确定走形方法,拖拉速度得到提升。
衡州大道A标段跨衡阳火车站系杆拱桥对此项技术的成功应用,得到了公司、业主、监理单位的一致好评,在系杆拱桥拱肋及横撑安装施工中具有很好的推广应用价值,值得推广。