京沪大吨位箱梁现浇方案

1京沪大吨位箱梁的现浇方案京沪高速铁路全线长1320km，设计时速为350km/h。京沪高速铁路桥梁施工的特点是点多面广，数量多，工期短，且地质情况复杂，不适合架桥机施工及满堂支架现浇施工的桥梁数量不少。本方案介绍了利用造桥机进行京沪大吨位箱梁现浇造桥的施工技术。1．国内外高速铁路的造桥技术及其设备简介1.1连续梁的主要施工方法（1）逐跨施工法包括逐跨现浇和逐跨节段拼装，可制简支梁也可制连续梁。所用设备主要是落地式支架、移动式造桥机。造桥原理是，由所采用的设备在桥位构建一个临时施工平台，在其上支立模板或直接摆放梁段，设备本身承担单跨梁的全部自重载荷。落地式支架适用于桥墩较矮、桥下地面平坦土层较硬或较易硬化情况。移动式造桥机施工不受桥下交通的干扰和特殊地形、地质的限制，可一次制成连续梁，可节省大型桥梁研制厂和进出道路，可与路基同时开工，具有广阔的应用前景。缺点是施工速度较慢。（2）先简支后连续施工法该施工方法主要用于连续梁的施工。原理是，先用架桥机预架等跨长的梁段成简支状态。然后，再张拉串联梁段，将体系转化成连续梁结构体系。用该法施工连续梁，必须首先具备架桥机架梁的一切条件，比如等跨长梁段的预制、储运以及架设等，同时张拉及体系转换工艺复杂、不易掌握。（3）平衡悬臂施工法包括悬灌施工和悬拼施工。原理是，从一个桥墩的两侧对称地向两端现浇梁段或拼装梁段，并用钢索线将其与以成梁固结，靠以成梁体自身平衡造梁。2所用的设备是挂蓝和悬臂吊机，挂蓝和悬臂吊机仅承担一节梁体的重量。该法适用于高墩、大跨连续桥和连续刚构的施工，施工速度较慢。（4）顶推施工法包括现浇式顶推和节段拼装式顶推施工。其施工原理也是利用预应力钢筋混凝土的特性，从一座桥的一端将制成的PC梁悬臂顶推安装就位。所用设备主要是顶推台座和千斤顶等，设备简单，但施工速度较慢，梁体易开裂。2.国内外典型造桥机简介2.1采用逐跨施工的造桥机（1）现浇下导梁式滑动模板支架系统MSS造桥机结构特点：双下导梁承重，上部立模板。施工方法及适用梁型：现浇制简支梁、连续梁。DZ系列造桥机结构特点：三根下导梁分置两幅桥梁的中间和两侧，上部立模板。施工方法及适用梁型：现浇制简支梁、连续梁。（2）现浇上导梁式滑动模板支架系统MSS造桥机结构特点：单导梁上置，主梁下方悬吊模板。施工方法及适用梁型：现浇制简支梁、连续梁。DZ系列造桥机结构特点：单导梁上置，主梁下方悬吊模板。施工方法及适用梁型：现浇制简支梁、连续梁。（3）节段拼装侧下导梁式NRS研制拼装造桥机3结构特点：双导梁侧置，悬臂支撑PC梁翼缘。施工方法及适用梁型：胶接拼装制简支梁、连续梁。ZQJ系列造桥机结构特点：造桥机外包制梁，下托承重。施工方法及适用梁型：湿接拼装简支梁。（4）节段拼装上导梁式NRS研制拼装系统结构特点：双导梁上置，主梁下方悬吊梁段。施工方法及适用梁型：胶接拼装制简支梁、连续梁。DP系列架桥机结构特点：单导梁上置，主梁下方悬吊梁段。施工方法及适用梁型：胶接拼装制简支梁。（5）用平衡悬臂施工的造桥机Nicola的拼装系统结构特点：导梁上置，仅承担一节梁重。施工方法及适用梁型：胶接拼装制简支梁。湘江铁路特大桥施工造桥机结构特点：导梁上置，仅承担一节梁重。施工方法及适用梁型：胶接拼装制连续梁。3.京沪高速箱梁的现浇造桥方案简介经比选，我们认定选用由铁道建筑研究设计院研制开发的ZQG40/1000造桥机可以满足京沪高速大吨位箱梁的现浇造桥要求。该造桥机配置摸板系统时，可用于现浇制梁；配置龙门吊和运梁车时，也可用于节段拼装制梁。京沪高速ZQG40/1000造桥机造桥方案：4现浇制梁时，利用墩旁托架及门形吊架支撑造桥机的两根主梁，模板及施工荷载由主梁承担，主梁加上导梁其总长度大于两倍跨径，支撑在各墩之间移动，模板系统与主梁联为一体，过墩时模板系统与主梁在桥轴线处分开，使其可顺利通过墩身。当浇注第一跨梁时，其主梁支撑于两墩旁托架上，当施工以后标准梁跨时，其前支点支于墩旁托架上，后支点则利用门形吊架悬吊于已浇梁段悬臂端上。拼装制梁时，其制梁原理与现浇制梁原理相同，但拼装制梁时，用龙门吊安装梁段，不需要模板系统。ZQG40/1000造桥机现浇造桥示意图如下：3.1ZQG40/1000造桥机简介该造桥机配置模板系统时，可用于现浇制梁；配置龙门吊和运梁车时，可用于节段拼装制梁。分别介绍如下：现浇制梁时当造桥机用于现浇制梁时，系统由如下几个部分组成：主梁、前后导梁、主梁间横向连接系、推进台车、墩旁托架、模板系统、门形吊架以及平台爬梯、配重等。节段拼装制梁时当造桥机用于节段拼装制梁时，系统由如下几个部分组成：主梁、前后导梁、主梁间横向连接系、推进台车、墩旁托架、移动式龙门吊、门形吊架运梁车以及平台爬梯、配重等。3.2ZQG40/1000造桥机的结构组成（1）主梁一套造桥机由两根主梁组成，单根主梁由8节短钢箱梁组成，节与节之间用高强螺栓及钢板相连。主梁高2.5m,宽2.1m,长61.36m,自重128t/根,最大5变形挠度1/800跨长。（2）前后导梁前后导梁分别位于主梁的前端和后端，其作用是辅助主梁上墩。一组主梁有两组导梁，单组长17m，主梁+两组导梁的总长度为95.36m，大于两孔跨长80m，满足纵向过墩需要。导梁采用直角三角形断面的钢珩梁，单组自重为8t。（3）主梁横向连接系在两主梁内侧，每隔4米距离设有一道横梁，共有13道横梁。横梁两端分别与主梁以铰销相连。横梁在桥梁中心线处分为左右两段，制梁时以高强拉杆联为一体；纵移过墩时，解开连接拉杆，此时半个横梁与主梁呈悬臂联结状态。在横梁与横梁之间，沿线路方向分布4根纵梁。纵梁上设置螺旋千斤顶，用于设置预拱度和张拉梁时主梁的卸载。（4）门形吊架门形吊架的作用是：在造桥机制梁时，将主梁后支点支撑在以成梁的悬臂端。当然，主梁后支点也可以同前支点一样支撑在墩旁托架上，但这样做的缺点是待制梁的预拱度不易控制，优点是造桥机的结构简单。门形吊架系统包括一根上横梁、两根吊杆、两个油压千斤顶、两套楔形垫快及两根左右夹紧丝杆。上横梁支撑在已成梁的悬臂端两侧腹板上，通过两根垂直吊杆将主梁吊起，油压千斤顶和楔形块可吊起或下放主梁。丝杆从主梁两侧伸出同时夹持住已成梁悬臂端的底部，防止主梁左右扭摆。（5）推进台车推进台车是造桥机横移和纵移的关键部分。它安装在墩旁托架的顶面上。推进台车底部与墩旁托架的顶面之间设有不锈钢板和四氟板组成一个滑动副，在油缸的作用下，推进台车可横向移动。油缸固定在墩旁托架和推进6台车之间。推进台车上部设均衡式支撑滚轮，用于造桥机过墩时支撑主梁及导梁。为保证左右两主梁在分开后，各自成独立状态时的横向稳定，支撑滚轮两侧设反滚轮扣住主梁下缘。造桥机制梁时，主梁的前端通过楔形垫块支撑在墩旁托架上，后端通过楔形块支撑在门形吊架上。制完一跨梁后，需先下放主梁，使其前后两端均落在推进台车的支撑滚轮上。其次，解开横梁连接拉杆，将主梁分左右两个独立的部分。再次，由横移油缸推动推进台车向两侧外移，带动主梁、导梁外移。最后，启动纵移油缸将主梁和导梁向前推移，实现造桥机的纵向过墩。（6）墩旁托架墩旁托架安装在墩身周围，共3套，是整个造桥机的支撑，负责将造桥机传来的力传递到承台或墩身。每套墩旁托架，由上下两个井形框架、井形框架间的撑杆、垂直钢立柱及若干个水平拉杆组成。工作状态时，上下两个井形框架四周外包墩身，下井形框架支撑在垂直钢立柱顶端，立柱下端支撑在成台上。水平拉杆的作用是将钢立柱与墩身抱紧。钢立柱为节段拼装式，每个节段的长度约为500mm。墩旁托架的安装采用逐段爬升式，用千斤顶逐节顶升。墩旁托架的拆卸采用逐段下落式，同样用千斤顶完成下落。为使爬升和下落顺利和保护墩身表面，凡是墩旁托架与墩身接触处均贴有熟料板。上下井形框架及其之间的连接撑杆，均采用螺栓连接或销接。均可拆为重不超过500kg的单件，方便了井形框架的拆装。（7）模板系统外模由底模、腹板模及翼板模组成，与工厂制梁所使用的模板无太大区别。整套外模在底模处以桥梁纵向中心分为左右两部分。制梁时，左右两部分外模通过底模处横向拉杆对拉合拢。底模通过螺旋千斤顶坐落在两主梁间7的纵梁上，当造桥机过墩时，解开底模处连接后，左右两部分外模随各自所依附的主梁移动。内模采用目前国内在秦沈客运专线施工中开发成功的自动团身滑移内模。（8）移动龙门吊龙门吊跨混凝土梁走行在主梁外侧的悬臂轨道上，负责将运梁车上的梁段粗装就位。现浇制梁时，不需要该龙门吊，但根据情况可配一个轻型简易龙门吊。（9）运梁车运梁车的作用是通过已制梁的顶面将梁段从预制场运送给龙门吊。现浇制梁不需运梁车。运梁车初拟外购。运梁车的技术参数：运载能力：180t转向方式：独立转向轴线/悬挂：6/12爬坡能力：6%空载车速：0-12km/h重载车速：0-4km/h总功率：206kw液压系统：变量泵、变量马达、微机控制自重：44.3t平台尺寸：长：12.6m宽：可变幅（10）平台及爬梯造桥机设有非常舒适的工作平台及爬梯，可到达造桥机的任何地方。83.3ZQG40/1000造桥机的主要技术参数（1）适应范围不宜用架桥机架梁施工的地方。如：预制架梁施工时，桥梁运距较长，设置梁场又不经济的地方；需要路基与桥梁同时开工，无运梁通道或不易设运梁便道的地方等。需要现场制梁施工，但又不宜用满堂支架施工的地方。如：桥梁跨沟、河、渠以及公路、铁路等无法立落地式满堂支架的地方；地面为软弱土层，支架地基处理困难且投资费用高的地方等。（2）适用的桥跨结构该造桥机可用于跨度不大于40米（包括40米）的京沪高速铁路简支梁的施工；该造桥机可用于跨度不大于40米（包括40米）的京沪高速铁路连续梁的施工。（3）适用的桥梁断面：梁顶最大宽度13.1m，梁底最大宽度6.5m，最大梁高3m；（4）造桥机制简支梁时最大承重，单跨1000t；拼装时，最大节段重170t；（5）桥墩适宜高度：3m以上；（6）适应最小曲率半径：R=1500m；（7）线路最大纵坡：5%。（8）造桥机最大部件尺寸：满足公路、铁路运输的要求，最大重量15t；（9）最大挠度：L/650。3.4ZQG40/1000造桥机造桥操作工艺流程ZQG40/1000造桥机现浇、湿接及胶接拼制施工工艺流程分别如下：9（1）现浇施工艺流程图造桥机至梁跨位校正方向、标高安装下一跨辅助牛腿安装桥梁支座合拢底模外模就位绑扎底板、腹板钢筋、安装预应力钢束安设内模轨道绑扎顶板钢筋、安装预应力钢束浇筑梁体混凝土混凝土养护施加预应力主梁下落、外模横移移动造桥机到下一跨工作区检查验收现浇梁体10（2）湿接拼制施工艺流程图造桥机至梁跨位校正方向、标高安装下一跨辅助牛腿安装桥梁支座吊装梁段调整梁段绑扎接缝处钢筋、安装预应力钢束安设湿接头模板浇筑湿接头混凝土混凝土养护施加预应力主梁下落、外模横移移动造桥机到下一跨工作区检查验收现浇梁体运送梁段11（3）胶接拼制施工艺流程图按40m跨度梁估算，各种造桥施工的施工周期为：现浇制梁施工周期为8.5天/跨，其中浇筑及养护混凝土时间为3.5天；湿接缝节拼制梁施工周期为6天/跨，其中湿接缝浇筑及养护时间为2.5天；胶接缝节拼制梁施工周造桥机至梁跨位校正方向、标高安装下一跨辅助牛腿安装桥梁支座吊装梁段调整梁段施加临时预应力固定梁段施加全梁预应力主梁下落、外模横移移动造桥机到下一跨工作区检查验收现浇梁体运送梁段涂抹粘接剂12期为4.5天/跨。