搜索
滑移技术在跨既有线钢箱梁施工中的应用.摘要：作者在张家界天门山索道防护桥工程项目中，采用滑移施工技术解决了既有线上跨多股道接触网钢箱梁安装的技术难题。本文结合工程实例，介绍了滑移施工技术在跨既有线钢箱梁施工中的技术特点、施工工艺情况，可为跨既有线同类工程施工组织提供参考。Abstract：IntheprojectofZhangjiajieTianmenshanmountaincablewayprotectivebridgeengineering,slidingconstructiontechniqueisadoptedtosolvetheproblemofinstallationonsteelbeamwhichisinsidetherailwayacross–lanescatenary。Accordingtoprojectexamples,thispaperintroducesthetechnicalfeaturesandconstructionprocessofslidingconstructiontechniqueusedintheacross-lanessteelboxgirderconstruction.Theintroductionpresentedabovecanprovidereferenceforsimilaracross-lineconsructionorganizations。关键词：滑移技术既有线钢箱梁防电棚顶升1.前言跨既有线钢箱梁安装施工普遍存在施工空间狭小、施工安全压力大及既有线施工封锁时间短的特点，特别是在电化接触网的约束下无法采用常规的大型吊车或架桥机进行钢箱梁吊装就位。采用滑移技术施工，利用防电棚作为滑移安装过渡性施工平台，在防电棚上设置滑移装置，将钢箱梁分段滑移到位后再进行拼装，有效地解决了上述难题。2.工程概况张家界天门山索道防护桥工程位于张家界新客站站台南端，与焦柳线交角为77°，防护桥跨越八股道。防护桥梁体采用连续钢箱梁，全长71m（11.3+27.47+20.93+11.3）,桥宽10.5m。整体桥梁由两榀箱梁组成，其中钢箱梁采用等高单箱双室断面，梁高为1m，每榀箱梁每米重约2.1t。防护桥的桥面距上部索道缆车最小2.1米，最大7.2米，桥底部装饰桁架距电化接触网承力索约1米，施工过程中在钢箱梁下部设置防电棚作支撑及焊接平台。3.施工方案的确定3.1工程特点及难点3.1.1，按原设计方案钢箱梁分四节用60T轮式汽车起重机进行吊装，每节长度在20米左右，受桥位附近电气化柱（135#、136#、137#、138#、133#、134#共6根）影响，吊车臂将无法旋转，需对电气化柱进行迁改。同时采用单机旋转法进行吊装时，必须对电化接触网进行拨网才能保证梁体通过接触网之间的空隙安装就位，迁改及拨网的施工成本过高。3.1.2由于防护桥桥址位于焦柳线繁忙干线上，防护桥上部有索道缆车，下部有电化接触网，通过对铁路运行图查询，每天中只有0:00-2:00这两个小时施工天窗以供吊装，作业时间非常有限，如何合理安排封锁点内各施工工序并确保既有线施工安全是本工程的重点和难点。3.2施工方案的确定结合现场实际情况和钢箱梁的结构形式，经方案比选确定，钢箱梁安装采用滑移技术进行施工。钢箱梁在工厂分段加工制作并预拼，编号分类打包运至现场，利用封锁点在钢箱梁下部搭设防电棚作为过渡性施工平台后，在防电棚上设置滑移设施，将钢箱梁分节从防电棚的一端采用吊车吊上滑移台车，利用牵引设备牵引台车将钢箱梁滑移至设计位置后顶升焊接连接形成连续梁整体，最后钢箱梁施工完毕后再对防电棚进行拆除。4.滑移施工关键技术介绍4.1滑移单元和滑移平台设计4.1.1滑移单元根据工程设计的结构特点和结构滑移方式合理的将钢箱梁划分为若干个滑移单元。划分钢箱梁滑移单元的原则主要有：（1）钢箱梁纵向分解应避开支座弯矩最大位置，且顶、底板应错开；（2）牵引设备有足够的牵引能力。4.1.2滑移平台设计滑移平台设计采用防电棚作为滑移安装过渡性施工平台，需考虑结构自重、风荷载和施工荷载的影响。防电棚设计的原则主要有：（1）在满足铁路限界的前提下，在股道中或站台上布置临时桥墩，尽可能缩小防电棚跨度；（2）防电棚梁底、柱边等距电化设备带电物体的最小距离应满足电气化有关规定；（3）防电棚纵、横梁及立柱采用螺栓联接，以便钢箱梁就位后拆除。4.2防电棚设计与安装4.2.1防电棚设计防电棚沿桥梁方向布置，拟设置防电棚防护长度为76.4m，宽度为12.5m，防电棚设9排钢筋混凝土条形基础，采用C20钢筋砼。每个基础预埋8个Φ30的锚栓用于钢立柱连接；每排立柱间设[14a槽钢剪刀撑以加强稳定性，立柱顶部分别采用H500×250×8×11和HN350×175×7×11型钢拼装成纵横梁闭合。结构主体结构采用型钢利用M20×80高强螺栓拼装而成，结构上部铺设绝缘防电隔离层（结构组成为20mm厚夹板、绝缘板）（防电棚简图见下）。防电棚垂直线路方向示意图防电棚平行线路方向示意图4.2.2防电棚安装4.2.2.1防电棚立柱吊装防电棚设置9排立柱，每排5根。每根立柱由两根H350*175*7*11型钢组合而成，立柱吊装采用单机旋转法吊装，钢柱的绑扎采用一点绑扎，防电棚立柱吊点设在钢立柱顶端。需跨越承力索吊装的立柱，将立柱起吊高出承力索0.5m后旋转就位于构件安装位置进行安装。不需跨越承力索吊装的钢柱，将立柱直接起吊就位于构件安装位置进行安装。4.2.2.2防电棚纵横钢梁吊装防电棚钢梁安装与立柱安装相对应，从三站台向一站台方向逐次进行。型钢横梁单根长12.5m，重约0.62t；纵梁最长跨为12m，重约1.0t；纵梁及横梁采用50t汽车吊采用单机旋转法吊装，钢梁绑扎采用两点对称绑扎。在两端各栓一根控制缆绳，以牵引就位和防止吊装时碰撞接触网及防电棚立柱。4.3滑移方式选择钢箱梁单元滑移时为减小移动时的阻力，采用“滚动”方式。滚动机构主要采用单个或1组车轮、滚棒、滚轴等作为活动装置，其摩擦系数约为0.01～0.02，但考虑到其他因素的影响，如现场环境条件（滑移频率较低，工期较长导致接触面性质发生改变）和滑移过程中牵引力方向等，实际工程中摩擦系数取0.1～0.2。4.4滑移轨道设置滑移轨道的选用形式根据现场条件确定。轨道形式多样，对于小跨度采用扁钢、圆钢和角钢；对于中等跨度可以选用槽钢、工字钢；大跨度则采用钢轨。对轨道下结构的加固是布置滑移轨道工序中的重要组成部分，将滑移过程中产生的支承反力以移动荷载形式作用于轨道上，对支撑轨道的结构构件运用影响线原理进行结构最不利内力的检算。结构的加固方式采用在防电棚立柱间架设辅助桁架，在滑移特重结构时（如本工程）可以借鉴铁路铺装形式采用铺设枕木来分散集中荷载。4.5滑移设施安装4.5.1滑移装置首先在防电棚夹板上铺设3mm厚的钢板，然后在3mm防护钢板上焊接枕木，枕木由［16及［14叠放而成，枕木间距0.5m。为保证滑移轨道的平直首先在枕木上焊接4根H500×250×8×12型钢，再将4根P24轨焊接于H型钢上作为两榀钢梁滑移的轨道。在钢轨底部每2m处加焊一条防扒杆，以保证钢轨在牵引过程中不会变形。每组轨道上设置滑移台车（见下图）。滑移装置图滑移轨道的铺设误差必须符合下面规定：（1）同条轨道轨顶高差≤1mm；（2）轨道接头处中心线偏差≤3mm；（3）轨道安装中心线与箱梁安装轴线保持一致。4.5.2牵引装置牵引装置采用手链葫芦，利用夹轨钳固定于轨道末端。牵引速度应≤1.0m/min。如滑移时速度过大可通过设置减速滑轮车组进行调整。牵引力按滚动摩擦进行计算。本工程最大构件重量约为170kN，，长×宽×高为8.385m×4.3m×1m，摩擦系数为0.2，则设备牵引力F为：滑移台车P24轨枕木(槽16与槽14叠放）3mm钢板20mm厚夹板、绝缘板H型钢500*250纵梁H500*250F≥f=0.2×m×g=0.2×17×10=34kN式中：f-摩擦力m-重量（kN）g-重力加速度根据现场实际情况，牵引设备选用10T手链葫芦（水平拉力为45KN）。4.6钢箱梁吊装滑移4.6.1钢箱梁加工制作根据桥梁结构特点，结合现场安装条件将钢箱梁横向分解为左悬臂梁、右悬臂梁、组合钢箱主梁三部份组成，将每榀钢箱梁纵向分解为10节，在工厂加工成榀后完成预拼装整体运输至现场进行吊装。钢箱梁纵向分解应避开支座弯矩最大位置，且顶、底板应错开。4.6.2钢箱梁吊装滑移钢箱梁吊装采用50T吊车由一站台面起吊至一站台面防电棚上，第1节钢梁从一站台吊至防电棚上滑移起始位置台车上，运用10T手链葫芦向前平拉到位，然后将第2节钢梁吊至滑移起始位置，按同样方法滑移至第1节钢梁的尾部进行焊接。其余各节钢梁依此法依次进行吊装、滑移（见下图）。钢箱梁滑移图4.6.3滑移注意要点（1）为保证钢箱梁在台车上准备就位准确，在台车底部两边各加焊一块槽钢，槽钢焊接在箱梁外边5mm处，以控制钢箱梁在台车上的就位。（2）为防止钢箱梁牵引时发生偏移，拟在下滑道支墩上，钢箱梁腹板的两侧安装滚轮限位器。滚轮为定制滚轮，并与槽钢固定，每个限位器由4个滚轮组成，并与钢箱梁之间留有3cm～5cm的间隙，以便利于顶推和纠偏。钢梁横向位移调整主要采用手动螺旋千斤顶进行。（3）滑移用钢轨必须先校直后再进行安装。（4）在钢轨底部每2米处加焊一条防扒杆，以保证钢轨在牵引过程中不会变形。4.7钢箱梁顶升及落梁4.7.1钢箱梁顶升HN350×175型钢三站台10T拉链葫芦夹轨钳临时固结分段钢箱梁②桥梁墩柱HN350×175型钢走行轨P24H型钢500×250枕木五股道正线六股道预留线三股道每节钢箱梁滑移至设计位置后，在箱梁每端采用2台液压千斤顶，将箱梁均匀顶起,边顶边垫保险墩（枕木纵横交错叠放成枕木垛），顶升高度为箱梁底平支座顶面，钢箱梁暂时支承在保险墩上。钢箱梁前后段焊接时，用2台液压千斤顶严格控制梁底标高，用手动螺旋千斤顶进行横向位移调整。4.7.2钢箱梁落梁钢箱梁全部焊接完毕及桥梁钢管柱砼强度到达80%后，进行钢箱梁的落梁。落梁时在每个临时支墩上分别布置2台150吨千斤顶。落梁前先将箱梁均匀顶起,边落边撤保险墩，直至全梁支承在永久支座上。5、结语在张家界天门山索道防护桥工程中，采用滑移技术解决了在既有车站内吊装设备无法直接将钢箱梁整孔吊装就位安装难题；解决了大型机械设备在线路间进行吊装作业受既有线施工封锁时间短，周期长的难题；充分利用防电棚作施工过渡性设施，并在其上设置特种高压绝缘材料避免触电及坠物到既有线上，解决了跨既有线接触网上方施工安全保障的难题；降低对既有线吊装作业设备的技术规格要求，减少了工程成本。实践证明，采用滑移技术在跨既有线钢箱梁施工中既保证了工程质量和施工工期，又有效保障了施工安全及铁路既有线的正常运营，对跨既有线同类工程有非常好的推广前景。