時間:2019年07月23日 分類:科學技術論文 次數:
[摘要]本文以某轉體橋工程為例,就橋梁轉體原理、轉體設備構成、施工的關鍵技術進行了詳細的闡述與分析,希望能夠為同類工程提供參考。
[關鍵詞]轉體橋;轉體原理;轉體設備;關鍵技術
1工程概況
某市政公路轉體橋與既有鐵路鐵路斜交,交點處既有鐵路下行線里程為K322+889,主跨處橋梁中心線與鐵路中心線的交角為71.6°。橋位處既有鐵路上、下行線兩股道,股道間距4m,電氣化鐵路。立交橋主橋為2×52mT構轉體法施工;轉體角度為71.6°,轉體重量為11127t。
2轉體原理及轉體設備構成
2.1轉體的基本原理
轉體的主要原理為箱梁的重量通過墩柱傳遞到球鉸,上球鉸通過球鉸間的四氟乙烯板傳遞給下球鉸和承臺。箱梁主體施工完畢后,脫空撐腳會將梁體的重量轉移到下球鉸,然后進行稱重和配重。啟動連續作用千斤頂牽引埋設在上轉盤的牽引索,克服上下球鉸之間及撐腳與下滑道之間的動摩擦力矩,使橋體轉動到位[1]。
2.2轉體設備的組成與布置
2.2.1牽引動力系統
本工程轉體系統由2套ZLD300型連續頂推千斤頂、2臺YTB液壓泵站和1臺LSDKC-8主控臺通過高壓油管和電纜線連接分別組成兩套轉體動力系統。每套連續頂推千斤頂公稱牽引力3000kN,額定油壓31.5MPa,由前后2臺千斤頂串聯組成,每臺千斤頂(前、后頂)前端均配有夾持裝置。
每兩套連續頂推千斤頂分別水平、平行、對稱的布置于轉盤兩側的反力墩上,千斤頂的中心線必須與上轉盤外圓(鋼絞線纏繞的地方)相切,中心線高度與上轉盤預埋鋼絞線的中心線水平,同時要求兩臺千斤頂到上轉盤的距離相等,且距牽引索脫離轉向索鞍的切點距離大于5m。
千斤頂用高強螺栓固定于反力架上,反力架通過電焊或高強螺栓與反力墩固定(可根據現場情況用不同的安裝固定),反力墩與反力架必須承受200t拉力的作用。主控臺應放置于視線開闊、能清楚觀察現場整體情況的位置。
2.2.2牽引索
每個轉體上轉盤埋設有2組牽引索,每組由22根強度等級為1860MPa的鋼絞線組成。預埋的牽引索經清潔各根鋼絞線表面的銹跡、油污后,逐根順次沿著既定索道排列纏繞后,穿過ZLD300型連續頂推千斤頂。先逐根對鋼絞線預緊,預緊力10kN,再用牽引千斤頂在2MPa油壓下對該束鋼絞線整體預緊,使同一束牽引索各鋼絞線持力基本一致。牽引索的固定端以平鋪的形式設置于上轉盤的預埋齒塊中。
2.3轉體結構的索引力、安全系數及轉體時間的計算
(1)牽引力、安全系數計算[2]。轉體總重量W=111270kN;μ為球鉸磨擦系數,μ靜=0.1,μ動=0.05;R為球鉸平面半徑,R=1.85m;D為轉盤直徑,D=8.5m。轉體牽引力:T=2/3×(R×W×μ)/D,計算得出T靜=1614.5kN,T動=807.3kN。千斤頂動力儲備系數2×3000/1614.5=2.46;鋼絞線的安全系數:2×22×1395×9.8/1614.5=5.21。(2)轉體時間計算。根據設計圖紙的要求,轉體速度為0.02rad/min(約為1.15°/min),旋轉71.6°,耗時62.3min。
3轉體施工技術要點介紹
3.1試轉
試轉階段需要對轉體進行全面的檢測,要保證轉盤以及平衡配重等環節都正常時,對轉體進行小范圍的試轉,這樣才能有效確定牽引設備以及轉體系統能否安全運行,各項運行參數是否處于合理的范圍內,要確保梁體不會侵入到鐵路限界內部,試轉角度為2°。試轉環節共耗時1min45s。
在試轉階段,對于轉體結構的平穩性要進行詳細的檢查,對于關鍵受力部分是否產生裂縫的情況要及時進行了解。若是存在異常情況,必須要及時停止試轉操作,查明原因后,采取相對應的解決措施進行整改,之后才能進行后續的試轉工作。試轉階段的各項參數是進行轉體控制工作的主要依據,根據各項參數的結果進行計算,與理論值相比較,若是存在偏差,要及時進行調整。
3.2正式轉體
3.2.1梁體轉動過程分析
3.2.2箱梁位置的控制
轉體階段,根據轉臺上的轉角刻度標識以及兩面軸線雙控,以此來防止欠轉或超轉的情況發生。詳細觀察轉臺標識的刻度,距離合攏位置126cm時,開始向控制臺報告監測數據,每移動10cm報告1次。要根據設計橋梁的軸線,在一側邊直段上觀察,確保軸線的位置,以此來進行箱梁位置的控制工作。
3.2.3定位
梁體中線若是到達設計位置,需要用千斤頂進行梁體姿態的調整工作,這樣才能保證梁體能夠精確就位。同時也要在撐腳與滑道鋼板之間采用鐵楔進行固定,以防梁體會在外力的作用下擺動,保證整個結構的穩定性。轉體施工結束之后,需要上報鐵路運輸部門接觸封閉,開通線路,恢復鐵路的正常運行。
3.3封固上下轉盤
梁體轉體調整就位之后,需要進行上下轉盤的封固施工,要將上下轉盤預留鋼筋進行焊接,外側支模澆筑混凝土,再與上轉盤接口處預埋壓漿管。封固混凝土凝固之后,需要用灌漿法填補混凝土收縮時所產生的空隙,以此來保證上下盤間的混凝土密實性。
3.4轉體過程保證措施
3.4.1轉體出現T構兩端不平衡的情況,超出設定的范圍
在施工前,進行配重的過程中,工作人員要充分考慮重心的狀況,將實際重心與理論重心進行對比,偏差的范圍為5~15cm。根據實際的監控量測結果,進行理論推算之后,需要采取加沙袋配重的方式進行T構兩端重量的調整工作,要將實際的中心以及理論重心的偏差值控制在5~15cm內。
3.4.2首次不能正常啟動
根據相關的驗算結果表明,正常情況下,兩側連續張拉千斤頂可以滿足轉體的正常啟動,若是因為其他因素的影響,使得首次啟動ZLD牽引系統的2臺千斤頂加載過程中處于無法正常啟動的狀態,可以借助安裝到位的4臺主推系統千斤頂進行均勻加力,使得結構能夠處于正常轉動的狀態。若是牽引系統以及主推系統加載過程中,轉體仍舊處于不能正常轉動的狀態,要詳細檢查撐角與換道接觸處是否存在雜物。若是發現被雜物卡住的情況,工作人員要對其進行及時清理,并涂抹潤滑油。
3.4.3設備運轉不正常
(1)備用4臺50t的輔助千斤頂。(2)設備提前進行檢修、試轉,試轉工作結束之后能夠解決所發現的問題。
3.4.4中途停下后的再次啟動
若是出現特殊情況,不得不在中途停止,再次進行啟動的情況,按照首次不能啟動的情況進行處理。
3.4.5在轉體出現擦腳
在轉體之前,工作人員要認真的進行相關準備工作的檢查,對于發現的問題,要提前進行處理。特殊情況下,需要采取拆除局部滑道鋼板的方式來解決轉體擦腳問題。
3.4.6轉體突然加速
在轉體時,若是轉速觀察人員發現轉速突然增加,要立即通知指揮長,停止轉體。這時,若是滑道出現局部下坡,可以適當降低牽引力,緩慢移動使其能夠通過下坡段。
3.4.7防超轉
為了能夠有效保證轉體精確到位,不會出現超轉的情況,要設置限位裝置。該裝置主要采用150型鋼焊接于鋼板上,要在轉體到達頂位時頂住撐腳。因為相鄰2個撐腳的走形板間的夾角為17°,對此就需要保證轉體到位17°時才可以進行焊接。為了保證有足夠的焊接空間,需要在距轉體到位15°角進行焊接。
4結束語
立交橋轉體實際耗時50min,經第三方監測單位現場監測,轉體中的靜摩擦系數和動摩擦系數均小于設計值,轉體平穩,達到了預期效果。
[參考文獻]
[1]王潔.市政高架轉體橋轉體系統關鍵施工技術[J].建筑機械,2018(11):94-98.
[2]邱志軍,陳才.大跨徑一墩雙T不平衡配重連續梁的轉體施工[J].筑路機械與施工機械化,2018,35(05):80-8
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