小半徑曲線箱梁架設(shè)安全質(zhì)量控制技術(shù).doc

描述：高速鐵路預應力混凝土簡支箱梁，因其體積大、質(zhì)量大，使得提、運、架梁施工難度較大、風險較高，尤其是在小半徑曲線上架梁更為突出。文章根據(jù)寧安城際鐵路青弋江特大橋箱梁架設(shè)施工實際，對小半徑曲線箱梁架設(shè)安全質(zhì).摘 要高速鐵路預應力混凝土簡支箱梁，因其體積大、質(zhì)量大，使得提、運、架梁施工難度較大、風險較高，尤其是在小半徑曲線上架梁更為突出。文章根據(jù)寧安城際鐵路青弋江特大橋箱梁架設(shè)施工實際，對小半徑曲線箱梁架設(shè)安全質(zhì)量控制技術(shù)、常見問題及解決方法進行了總結(jié)。1 工程概況新建南京至安慶鐵路東起江蘇省南京，經(jīng)安徽省馬鞍山、蕪湖、銅陵、池州等長江南岸沿江地帶，跨長江后終至安慶，線路全長257km，設(shè)計時速 200km/h以上。其中寧安鐵路青弋江特大橋地處安徽省蕪湖市境內(nèi)，線路里程為DK087+314DK090+443，預制架設(shè)混凝土簡支箱梁254 孔，其中小曲線半徑57孔。青弋江特大橋架梁施工有以下特點：一是最小曲線半徑僅為800m；二是架梁工期緊，技術(shù)含量高，質(zhì)量要求嚴格；三是箱梁架設(shè)多處跨越城市道路，環(huán)境復雜。2 施工難點2.1 施工難度大小半徑曲線架梁施工架橋機的布設(shè)及過孔行走線路要求高，難度大；箱梁的運輸、喂梁精度要求高，通過性差，架梁空間有限。架橋機的通過性、架設(shè)過程中的防傾覆及架設(shè)施工組織是架設(shè)施工的難點和關(guān)鍵點。2.2 安全風險大小半徑曲線上架梁施工，架橋機整體穩(wěn)定性差，架設(shè)過程中容易發(fā)生側(cè)翻或傾覆，安全風險較大，必須對架橋機最危險工況下的整體穩(wěn)定性進行檢算，并采取相應有效的技術(shù)保障措施。2.3 設(shè)備要求高通用900t架橋機一般適用于曲線半徑R2000m地段架設(shè)箱梁，小半徑曲線架梁對架橋機性能、凈空等要求較高。我們必須組織設(shè)計、制造、 安裝等單位共同研究，制定專項方案，委托有資質(zhì)廠家對架橋機進行改造，并取得地方質(zhì)監(jiān)部門的認可，確保改造后的架橋機能夠滿足在曲線半徑R=800m地段 架設(shè)箱梁要求。3 施工準備3.1 設(shè)備和作業(yè)人員資質(zhì)。箱梁架設(shè)的提運架設(shè)備均屬大型特種設(shè)備，必須通過國家安全監(jiān)督檢驗機構(gòu)的認證，在取得安全準用證后方可使用。作業(yè)人員必須嚴格按照作業(yè)項目及類別取得國家相關(guān)部門頒發(fā)的操作證。3.2 編制施工方案及組織演練。根據(jù)工程實際情況，編制架梁施工技術(shù)方案和施工安全專項方案，組織專家會審，并報上級主管部門審批、備案。通過電腦模擬架梁狀 態(tài)、計算出每一步驟所需時間，根據(jù)模擬結(jié)果現(xiàn)場劃線定出架橋機擺放位置及喂梁線路，并在正式架梁前，組織施工演練。3.3 橋梁復測和接收。架梁前，對成品箱梁進行檢查和交接。當墩臺的沉降變形達到設(shè)計要求時，對橋梁的中線，墩臺墊石標高，水平和外部尺寸等進行復測，復測結(jié)果滿足要求后進行施工。3.4 組織技術(shù)交底。對架梁施工隊進行詳細技術(shù)交底和施工安全交底，對作業(yè)人員進行安全教育培訓，確保架梁施工質(zhì)量和安全。4 改造后架橋機技術(shù)特點4.1 架橋機結(jié)構(gòu)組成架橋機主要由前后2臺起重天車、主縱梁2根及橫聯(lián)、前支腿、后支腿、后支腿臺車及頂升裝置、輔助支腿、懸臂梁、下導梁、輔助天車、軌道、電氣控制系統(tǒng)、液壓系統(tǒng)和動力系統(tǒng)等組成。4.2 加大下導梁橫移量小曲線預制混凝土箱梁橋?qū)嶋H為折線橋，架橋機是通過下導梁簡支過孔的，下導梁橫移需要在前移到位后進行，保證下導梁占位準確是實現(xiàn)小曲線落梁 到位的第一步。經(jīng)計算在曲線半徑R=800m架設(shè)箱梁時，下導梁的橫移量為1.34m，而改造后的TLJ型900t架橋機下導梁的橫移量可達 到1.4m，滿足要求。4.3 加大后支腿凈空寬度曲線喂梁時架橋機后支腿內(nèi)凈空寬度要求加大，改造后的TLJ型900t架橋機采用閉式“”型結(jié)構(gòu)，內(nèi)凈空寬度為14.1m，架設(shè)32m普通簡支箱梁寬度為12.2m，滿足梁體通過空間。4.4 調(diào)整后支腿臺車差速在R=800m曲線上，架橋機過孔兩后支腿臺車運行距離差為253mm。當采用1檔（1.5m/min）運行時，頻率差為0.3hz，當采用 2檔（3m/min）運行時，頻率差為0.6hz，后支腿臺車運行距離差可達到400mm，可通過預先設(shè)置變頻器，調(diào)整后支腿臺車差速。4.5 增大過孔角度架橋機過孔時，輔支腿臺車調(diào)整角度起到方向盤作用，行走在下導梁上，下導梁與橋梁設(shè)置錨固裝置，以確保架橋機過孔安全。架橋機后支腿偏離線路 中心線的距離和角度應按曲線半徑分別計算確定，當R=800m時，架橋機過孔需要調(diào)整2，而改造后的900t架橋機能夠調(diào)整3.7，滿足要求。4.6 下導梁采取加固措施由于曲線半徑小，過孔時水平力較大，為保證加橋機整體穩(wěn)定，在墩身混凝土澆筑時預先埋設(shè)精軋螺紋鋼，架梁時下導梁和預埋螺紋鋼連接，增加架橋機的穩(wěn)定性。架梁結(jié)束后精軋螺紋鋼露出混凝土部分做防銹處理。4.7 架橋機整體穩(wěn)定性檢算4.7.1 橫向穩(wěn)定性計算橫向穩(wěn)定性最危險工況為非工作狀態(tài)整機抗風橫向穩(wěn)定性。經(jīng)分析，以通過前支腿支點與架橋機縱軸線平行的直線為基準線進行橫向穩(wěn)定性計算是偏于安全的。非工作狀態(tài)風壓按800N/m2計算穩(wěn)定力矩：W1=7223 kNm傾覆力矩：W2=2831 kNm穩(wěn)定系數(shù)：K=W1/ W2=7223/2831=2.551.5（穩(wěn)定）4.7.2 縱向穩(wěn)定性計算期刊論文縱向穩(wěn)定性最危險工況為以下2種情況：架梁機未吊梁時前的縱向穩(wěn)定性 荷載有垂直荷載（機臂、前支腿、后支腿含走行機構(gòu)、輔助支腿、吊梁天車含動滑輪組及吊具、導梁天車、導梁吊機）及水平風荷載。縱向穩(wěn)定性計算穩(wěn)定力矩：W1=25410 kNm傾覆力矩：W2=13908 kNm穩(wěn)定系數(shù)K=W1/W2=25410/13908=1.831.5（穩(wěn)定）架梁機過孔到位（架梁機前支腿支立前）的縱向穩(wěn)定性荷載有垂直荷載（主梁、后支腿、前支腿）、水平風荷載和外荷載。外荷載：架梁機前支腿處于20m架設(shè)位置，后支腿和輔助支腿呈過孔走行狀態(tài)，經(jīng)計算，輔助支腿支反力為160t，此力作用于導梁機主梁上?？v向穩(wěn)定性計算穩(wěn)定力矩：W=35976 kNm傾覆力矩：W2=23680 kNm穩(wěn)定系數(shù)K=W/W2=35976/23680=1.531.5（穩(wěn)定）5 小曲線架梁質(zhì)量控制要點5.1 安全質(zhì)量控制措施箱梁架設(shè)主要有裝梁、運梁、喂梁、落梁、支座錨固、架橋機過孔等6個關(guān)鍵工序。小曲線架梁安全質(zhì)量控制措施主要有：架梁作業(yè)應嚴格按照施工技術(shù)方案和施工安全專項方案，并執(zhí)行TB10213鐵路架橋機架梁規(guī)程。箱梁提運架過程采用 “四點受力三點平衡” 安全質(zhì)量控制措施，即提升時以端頭兩個吊點的鋼絲繩采取串聯(lián)式，使吊具的兩吊點相平衡，另端兩吊點采用獨立卷揚機。從而實現(xiàn)四點吊梁、三點受力的作用，避免了附加扭矩的產(chǎn)生。提梁前檢查卷揚機鋼絲繩是否垂直，避免在起吊時碰撞支座，安排專人對卷揚機、制動器等重要部位進行監(jiān)護。裝梁時各支點對位要準確，縱向偏差為20mm，橫向偏差為10mm，如位置偏差超標，須重新對位。運梁前應對運梁車的剎車和緊急限位開關(guān)進行檢查，啟動起步緩慢平穩(wěn)，嚴禁突然加速或急剎車。重載運行速度控制在35km/h，曲線、坡道地段應嚴格控制在3km/h以內(nèi)。5.2 測量質(zhì)量控制架梁前必須對箱梁的外觀尺寸進行驗收，梁體長、寬、高標準為（20mm）、（-10mm，10mm）、（-5mm，10mm），對不符合規(guī)范必須在梁場進行處理。梁架前必須對墊石高程、錨栓孔深度、位置、墩臺跨度等進行驗收，對不符合驗收標準的進行處理。墊石高程標準（0，-10mm），如果不符合 標準，箱梁架設(shè)后會造成灌漿層不足或超標（灌漿層為20mm-30mm）。墊石高度一般允許最低值為320mm，墊石高度不足會導致千斤頂不能正常支立。錨栓孔深度要求400mm，錨栓孔位置偏移10mm，如條件不達標將會造成箱梁無法正常就位。6 常見的質(zhì)量問題及解決辦法6.1 箱梁梁長、梁高超標6.1.1 產(chǎn)生后果梁長超標將會使箱梁架設(shè)后梁體伸縮縫超標；梁高超標將直接導致梁面錯臺及梁面標高超標。6.1.2 解決方法梁長超標：一是制梁時嚴格控制梁長在允許誤差范圍內(nèi)；二是對梁長進行統(tǒng)計，并匹配計算，再通過架設(shè)過程中調(diào)整支座縱向允許偏差來使全線梁縫均勻分布。梁高超標：對不符合要求的梁高進行打磨處理。然后對箱梁梁高、墊石標高進行匹配計算，算出理論錯臺量，再通過調(diào)整砂漿層厚度來控制錯臺量。6.2 墊石高度不足；錨栓孔深度不夠。6.2.1 產(chǎn)生后果墊石高度主要是由于墩身高度控制的，一般允許最低高度為320mm，若墊石高度不足會導致千斤頂不能正常支立。h允許=470（千斤頂高度）+60（千斤頂頂出高度）+20（橡膠墊）-210（支座高度）-20（砂漿層厚度）=320mm孔深一般控制在400mm，孔深不夠或偏移將導致無法落梁就位。6.2.2 解決辦法墊石高度要提前檢查，高度不足的，要對墩帽進行提前鑿除處理。對于錨栓孔深度不夠或錨栓孔偏移的情況，要提前處理。6.3 箱梁架設(shè)后梁縫不合格、產(chǎn)生錯臺6.3.1 產(chǎn)生后果梁梁縫不合格、錯臺會影響下步施工，可能對后期運營產(chǎn)生影響（運營過程中由于熱脹冷縮導致箱梁不能自由活動）。6.3.2 解決辦法箱梁架設(shè)后梁縫不合格、產(chǎn)生錯臺主要是因為前期墊石交接，箱梁交接時產(chǎn)生的，要嚴格履行架梁前驗收交接工作。6.4 砂漿層厚度不合格及砂漿層出現(xiàn)裂紋6.4.1 產(chǎn)生后果砂漿層是連接墩臺與箱梁的最主要結(jié)構(gòu)，砂漿層厚度不合格以及砂漿層裂紋會影響砂漿層的承重。6.4.2 解決辦法砂漿層出現(xiàn)裂紋主要原因是由于