高架斜拉桥跨越铁路转体施工技术_杨振江

铁 道 建 筑RailwayEngineering

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文章编号:1003-1995(2004)11-0003-03

高架斜拉桥跨越铁路转体施工技术

杨振江,巩天才

(中铁六局集团北京铁建公司,北京 100036)

摘要:介绍高架转体斜拉桥跨越铁路施工技术,其中包括转体动力计算、转体施工方法、转体施工控制措施等。

关键词:斜拉桥 跨越铁路 转体 技术中图分类号:U4451465 文献标识码:B

转盘,共计转体混凝土5920m,总质量13800t。梁体

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1 工程概况

石景山南站高架桥位于北京西南五环快速路上,其主桥上跨石景山南站编组站的咽喉区;本桥为45m+65m+95m+40m四跨连续独塔单索面预应力混凝土斜拉桥,全长245m。全桥共设斜拉索4组,采用塔、梁、墩固结体系。主梁采用单箱双室大悬臂预应力混凝土箱梁结构,单侧桥面净宽12125m;索塔高度与中跨的比例为013,主梁主跨的高跨比为1P38。全桥位于平曲线半径为1900m、竖曲线半径为16000m的曲线上,线型比较复杂。本桥主墩采用混凝土双薄壁墩,转体完成后与承台固结,形成塔梁墩固结的斜拉桥体系。主墩基础承台厚4m,承台下为钻孔灌注桩基础。

本工程重点和难点为主跨斜拉桥施工及跨越铁路时的转体要点施工,在此介绍斜拉体系转体的施工方法,该桥桥型布置见图1。

斜拉索为12根OVMPES(FD)7-451低应力新型索体的双层PE热挤聚乙烯拉索(1670MPa高强低松弛镀锌钢丝),每根拉索张拉力为10000kN,全桥拉索对称布置,以塔柱为对称中心,每边3组,每组拉索力为2@10000kN,斜拉索总重为1090kN。

3主墩承台钻孔桩基础施工完成后,承台开挖前,首先在铁路线一侧进行支护桩施工,对既有正线进行围护,然后对其余三边自然放坡并进行承台基坑开挖及浇筑。主墩承台主体长1512m,为放置转体施工牵引索反力座,承台在顺桥向两对角长和宽各增加4m、414m,并与承台共同受力。主塔、墩施工时,脚手架靠铁路一侧采用防护板配防护网封闭,防止杂物坠落,影响行车,造成损害。主箱梁施工时首先根据现浇梁尺寸在石景山南站编组站南侧进行现场测量放样,放线原则是现浇梁的两端尽可能少占铁路用地,尽量

减少对编组站行车的干扰;主箱梁平行于铁路线路方向,其中心轴线与公路中心线的交角为49b。放样位置确定后对该范围内的地下通讯电缆、信号电缆和供电线路等进行勘察,并联系其所属部门,办理施工手续。在承台和主墩塔施工完毕并达到设计和公路桥涵施工技术规范要求后进行转体箱梁施工。待主塔柱施工和主梁在支架上现浇完毕并达到设计强度90%以上时,即开始进行斜拉索对称挂设、张拉,并按规范和设计要求进行调索,达到转体施工条件。

施工安全要求的。实践证明,长寿长江特大桥6墩高

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2 转体施工技术

211 转体工程概述

石景山南站高架转体斜拉桥的转体部分包括16617m长的主梁(其中2墩至3墩间主梁长8010m,3墩至4墩间主梁长8617m)、39m高的倒Y形塔柱、10m高的双薄壁墩和4m高(长宽均为12m)的上

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5 结语

通过对施工过程中不同阶段双壁吊箱钢围堰受力变化的分析计算和最不利条件下(江水水位)时的施工安全复核,说明双壁吊箱钢围堰承台施工是能够满足

桩承台从封底混凝土灌注到承台灌注和墩身施工都十分顺利,工程质量优良。

修回日期:2004-08-06

(责任审编 白敏华)

4 铁 道 建 筑November,2004

图1 桥型布置图(单位:m)

212 转体工程施工

由于转体工程难度大、程序复杂、作业机械多,所以转体施工必须建立统一的指挥机构,并配备通信联络工具,转体施工中听从统一指挥,发现问题或隐患及时报告,并随时处理。

21211 转体动力计算

已知转体重量N=138000kN(斜拉索等重量可忽略不计),球铰与四氟板、撑脚与滑道的静摩擦系数Lj=011,动摩擦系数Ld=0105,上转盘直径D1=11m,球铰直径D2=318m,滑道直径D3=10m,后倾偏心值G=0110m,由此转动动力计算如下:

球铰与四氟板间的静摩擦力为:T1=D2NLjP(3D1)=15kN,撑脚与滑道间的静摩擦力为:T2=2NnLjPD1=251kN,由静摩擦力引起的牵引动力为:Tj=T1+T2=1840kN,

动摩擦引起的牵引动力为:Td=TjP2=920kN。转体施工的转体动力由2台QCDL-2000型千斤顶(额定功率为2000kW)提供,则动力系数为:G=TdP2000=0146,转体起动时由2台YCD-1200型辅助千斤顶克服静、动摩擦力的差值,辅助千斤顶对称布置于滑道上。

21212 转体前准备工作

(1)安装QDCL-2000型液压同步自动牵引系统,形成水平旋转力偶,通过牵引索缠绕在直径11m上转盘上的19-7<5钢绞线,构成转动体系,同时安装限位装置。在滑道上对称安装辅助YCD-1200型千斤顶,在反力座上设置辅助转动体系。j

(2)环形滑道清理干净,检查滑道与撑脚间间隙,

撑脚与滑道间涂抹黄油四氟粉。

(3)设置牵引系统的液压泵站、主控台,连接好油路;设置辅助转动体系油泵,并与千斤顶油路接通。(4)安装好主牵引系统的各束牵引索,要求各束钢绞线平直、不缠绕、扭结,然后用200kN千斤顶把各根钢绞线单根预紧,预紧力为20kN。

(5)检查各关键部位,包括塔梁固结点、上转盘、塔柱锚固区、球铰等部位。

(6)2墩和临时墩上限位装置设置好。清除转体范围内的障碍物,上下球铰面间的杂物,包括铁路接触网等必要的拆迁或改造。

(7)作业天气要求风力小于3级,无雨。

(8)上述作业达到设计要求后,在正式转体施工前应进行梁体的试转,梁体试转过程是,启动QDCL-2000型自动牵引泵站,缓慢进油加压,当辅助转动系统油表读数开始下降时,记下液压泵站油表读数,并连续运转20~30s,确认梁体有移动后停止(在试转过程中,梁体要始终在铁路限界之外)。21213 转体实施

转体施工集中向铁路部门要点一次,一次要点共120min,转体施工计划见表1。

(1)本工程的总平转角度为49b,转体角速度C[1bPmin,则主梁端部水平转体线速度v[115mPmin,转体在120min的时间内完成。梁体转到位并稳定后即可消点通车(梁体的永久固定作业不占用要点时间)。(2)在铁路要点施工前,按试转前工序做好准备,辅助千斤顶油泵接好,施加顶力1000kN,清理干净滑道上的杂物。进入要点时段,准备启动自动液压泵站,

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2004年第11期高架斜拉桥跨越铁路转体施工技术 5

缓缓进油,同时辅助千斤顶卸载转体,迅速拆除辅助转动体系千斤顶和反力梁,并清理好滑道。

表1 转体施工计划表

序号1

转体过程梁体起动

时间Pmin20

备 注

QDCL-2000型千斤顶和YCD-1200型千斤顶共同作业梁体匀速转动,角速度C[1bPmin

距设计位置015m处开始千斤顶临时固定梁体

根据设计要求,转体结构重心在顺桥轴线上要求偏向边跨侧,距中心转轴0117m,使整个转体结构在转动过程中由球铰及其后两钢撑脚三点受力,形成三点支

承,以确保转体结构的稳定。21216 转体施工控制措施

(1)转体动力系统采用QDCL-2000型千斤顶、ZLDB泵站、牵引索和主控台组成,采用流量均衡技术和同步控制技术对上转盘两侧转体力偶进行均衡控制,确保转体系统的稳定运转。

(2)转体动力系统应具有自动控制和手动控制两种功能,当主梁端部即将到达设计位置前100cm时,采用微动操作,并与测量人员密切配合,获取微动操作时最大弧长转体数据。

(3)在转体过程中,上部结构覆盖面范围内不得有影响转体正常进行的障碍物。提前获取转体当天气象信息,避免可能出现的大风对转体工作的危害,并采取有效防范措施。要求进行必要的施工监测,确保转体结构的安全。

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正常转动梁体点动梁体临时固定

合计

801010120

(3)确认转体正常移动后,要同步张拉牵引索匀速平转,主梁端部水平线速度控制在115mPmin以内,平转过程中测量人员反复观测塔柱轴线偏位和梁端高程的变化。

(4)匀速转动,平转基本到位(距设计位置约1m处)后减速,降低平转速度,距设计位置015m处,采取点动操作,并与测量人员配合确认点动的梁端弧长。在距设计位置011m处停转并测量轴线。

(5)梁体临时定位。箱梁转动到位后,在2墩和4墩旁的临时墩上设置2台500kN千斤顶,精确地调整梁体端部标高,将箱梁顶紧,并与两边地锚用50kN倒链收紧,以防止在风力作用下箱梁位置变动。梁体稳定并达到开通线路要求后可请求开通线路。21214 梁体合龙

(1)在3墩承台上安装调整姿态千斤顶,进行塔梁姿态的调整。

(2)安装2墩顶支座和临时墩支座,压浆填充支座垫石。

(3)安装合龙段支架、模板及钢筋,施工合龙段。同时安装3墩处转体固结模板,浇筑混凝土,将转体与承台固结。21215 防倾保险体系

根据设计构造特点,转体的全部重量由球铰承担,但转体结构受外界条件或施工影响容易出现倾斜,因此,必须设置内环保险腿和用于调整倾斜的千斤顶。在上转盘上布设环形撑脚作为内环保险腿,与下滑道间预留3~5mm间隙,在转体荷载的作用下,沿滑道转动时留有间隙,便于确定荷载状态和转体姿态的调整。

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3 铁路既有线安全防护措施

由于该高架桥跨越石景山南站编组站咽喉区,桥下通过的客车、货车密度大,为确保铁路运输安全,必须采取可靠的防护措施。在跨越既有线路转体施工时,涉及的部门单位较多,为了确保施工的顺利进行,各部门单位间要相互密切配合,在转体施工前向铁路部门办理铁路要点手续。

另外,转体桥梁覆盖了编号为137-106、139-108和141-110的三组接触网支柱,现接触网支柱高出轨顶约1515m,而设计的梁底到轨顶的净空为918m,所以转体施工前需要将这几组接触网支柱的高度降低。

4 结语

石景山南站高架转体斜拉桥于2003年8月6日实施转体施工并成功,随着大桥的合龙,北京市五环路也全线贯通。在斜拉桥实际转体过程中,由于施工前准备充足,施工方法、安全保护措施得力,转体施工顺利。

修回日期:2004-08-08

(责任审编 白敏华)