單線鐵路長大橋梁鐵路架橋機(jī)架梁橋上T梁換裝施工技術(shù)

趙明

中鐵十四局集團(tuán)第五工程有限公司 山東 濟(jì)寧 272117

1 工程概況

新建日照疏港鐵路為單線鐵路，共計(jì)527孔T梁架設(shè)施工任務(wù)，其中，跨疏港大道特大橋橋梁全長為5437.8m，孔跨布置為160單線孔預(yù)應(yīng)力混凝土簡支T梁橋。

根據(jù)施組安排該橋采用PJ165鐵路架橋機(jī)架梁，鐵路平板車運(yùn)梁和倒裝龍門倒裝的架梁施工方案，在架梁施工中為減少梁體倒裝運(yùn)距，提高運(yùn)架梁施工效率[1]，應(yīng)用了倒裝架橋機(jī)倒裝龍門專用底座在橋面上組立倒裝架橋機(jī)倒裝龍門，有效保證了架梁工期節(jié)點(diǎn)。

2 橋上換裝施工方案

2.1 橋上倒裝龍門安裝工藝流程

施工準(zhǔn)備→線路拆除→專用底座安裝→專用底座固定及定位→線路恢復(fù)→補(bǔ)砟整道→支立架橋機(jī)倒裝龍門→驗(yàn)收及試吊。

2.2 施工準(zhǔn)備

2.2.1 安裝前提前對現(xiàn)場進(jìn)行調(diào)查，確定安裝位置，要求盡量安裝在坡度不大于3‰的直線地段，倒裝龍門跨度29.6m，架橋機(jī)倒裝龍門兩端分別設(shè)立在兩孔梁上，兩個(gè)支立點(diǎn)盡量靠近梁端支座位置。

2.2.2 支立倒裝龍門的兩孔梁提前完成橫向預(yù)應(yīng)力鋼棒穿設(shè)和濕接縫混凝土澆筑施工，使兩片梁形成一個(gè)整體，為保證人員高空作業(yè)安全，橋面系鋼橫梁、護(hù)欄、電纜槽和人行道蓋板提前安裝完成。

2.2.3 提前平整橋下吊車作業(yè)平臺(tái)，使其滿足現(xiàn)場吊車支立吊裝條件。

2.2.4 提前加工倒裝龍門專用底，并檢查加工及焊接質(zhì)量，底座詳細(xì)結(jié)構(gòu)如圖1所示。

圖1 倒裝架橋機(jī)倒裝龍門底座

2.3 線路拆除

架橋機(jī)倒裝龍門專用底座安裝在鋼軌下，安裝前提前對工程線進(jìn)行封鎖，根據(jù)確定好的位置將安裝位置的線路鋼軌或軌排臨時(shí)拆除，再將裝底梁處的道碴清除，并將部分軌枕移位。

2.4 專用底座安裝

架橋機(jī)倒裝龍門專用底盤為拼裝式結(jié)構(gòu)，可用架橋機(jī)主機(jī)或吊車進(jìn)行吊裝。

在橋下不具備支立吊車條件時(shí)采用架橋機(jī)主機(jī)進(jìn)行專用底盤吊裝（如圖2所示）具體步驟[2]如下：

圖2 利用架橋機(jī)主機(jī)安裝底座

2.4.1 先在橋頭將專用底座的底梁和連接桿吊裝到架橋機(jī)的主機(jī)上。

2.4.2 主機(jī)行駛到安裝專用底盤的位置。

2.4.3 將底梁和連接桿按前后架橋機(jī)倒裝龍門的位置卸在軌道兩側(cè)。

2.4.4 拆除前架橋機(jī)倒裝龍門位置鋼軌，并吊放在主機(jī)上，再將兩個(gè)底梁吊裝就位，安裝連接桿，鋼軌復(fù)位。

2.4.5 拆除后架橋機(jī)倒裝龍門位置鋼軌，并吊放在主上再將兩個(gè)底梁吊裝就位，安裝連接桿，鋼軌復(fù)位。

在橋下具備吊車支立條件時(shí)，可采用吊車進(jìn)行專用底座吊裝，具體步驟如下：

2.4.5.1 拆除前后架橋機(jī)倒裝龍門位置鋼軌。

2.4.5.2 將前后專用底座的底梁吊裝就位，安裝連接桿。

2.4.5.3 鋼軌吊裝復(fù)位。

2.5 專用底座定位及固定

專用底座聯(lián)好后，用手動(dòng)葫蘆人工調(diào)整定位，專用底盤中心應(yīng)與軌道中心重合，左右偏差不大于50mm。安裝時(shí)注意調(diào)整底盤平整度，底盤左右高差不得大于20mm，底盤下方T梁腹板受力位置采用硬雜木或橡膠墊進(jìn)行支墊，底座安裝相對位置根據(jù)倒裝架橋機(jī)倒裝龍門具體尺寸確定。每個(gè)架橋機(jī)倒裝龍門2個(gè)專用底座間采用槽鋼加工的連接桿進(jìn)行連接，枕木頭兩側(cè)每側(cè)2道，增加底座的整體性能。

2.6 線路恢復(fù)

底盤安裝定位完成后將鋼軌安裝復(fù)位，并上緊扣件及夾板。

2.7 補(bǔ)砟整道

一般情況下，鐵路架橋機(jī)架梁時(shí)梁上砟帶道碴較少，因此在安裝專用底盤的位置要補(bǔ)碴整道，調(diào)整線路高低、軌向等，并對線路進(jìn)行搗固使底盤與道床為一個(gè)整體，保證底盤穩(wěn)定性。

2.8 支立倒裝架橋機(jī)倒裝龍門

機(jī)車平板運(yùn)送倒裝架橋機(jī)倒裝龍門至橋上安裝位置，吊裝至安裝好的底座上，架橋機(jī)倒裝龍門中心與線路中心一致，誤差不大于10mm；架橋機(jī)倒裝龍門與底座應(yīng)接觸良好，不得出現(xiàn)“3條腿”現(xiàn)象[3]。

2.9 驗(yàn)收及試吊

2.9.1 安裝完成后對架橋機(jī)倒裝龍門平整度，架橋機(jī)倒裝龍門與底座接觸情況，底盤中心、架橋機(jī)倒裝龍門中心、線路中心偏差情況，線路整道情況，是否存在三角坑、死彎、反超高等病害進(jìn)行檢查驗(yàn)收。

2.9.2 安裝完成第一次吊梁時(shí)，先進(jìn)行試吊，將梁片提升50mm后停留10分鐘，期間檢查各處無異常后方可繼續(xù)提升梁。

3 底座受力計(jì)算

3.1 設(shè)計(jì)信息

鋼材等級(jí)：Q235

梁跨度（m）：0.500

梁截面：普通熱軋工字鋼：I25a

板件寬厚比等級(jí)：S3

梁平面外 計(jì)算長度：1.000

強(qiáng)度計(jì)算凈截面系數(shù)：1.000

構(gòu)件所屬結(jié)構(gòu)類別：鋼框架

設(shè)計(jì)內(nèi)力是否地震作用組合：否

梁上荷載作用方式：無荷載作用

設(shè)計(jì)內(nèi)力：

繞X軸彎矩設(shè)計(jì)值 Mx（kN.m）：20.000

繞Y軸彎矩設(shè)計(jì)值 My（kN.m）：5.000

剪力設(shè)計(jì)值V（kN）：40.000

3.2 截面特性計(jì)算

A=4.8541e-003；Xc=5.8000e-002；Yc=1.2500e-001；

Ix =5.0200e-005；Iy =2.8000e-006；

ix =1.0200e-001；iy =2.4000e-002；

W1x=4.0200e-004；W2x=4.0200e-004；

W1y=4.8300e-005；W2y=4.8300e-005；

3.3 驗(yàn)算結(jié)果

3.3.1 梁構(gòu)件強(qiáng)度驗(yàn)算結(jié)果。

截面塑性發(fā)展系數(shù)：γx=1.050

截面塑性發(fā)展系數(shù)：γy=1.200

梁構(gòu)件強(qiáng)度計(jì)算最大應(yīng)力（N/mm2）：133.649 ＜ f=215.000

梁構(gòu)件強(qiáng)度驗(yàn)算滿足。

3.3.2 梁構(gòu)件整體穩(wěn)定驗(yàn)算結(jié)果。

平面外計(jì)算長度（m）：1.000

平面外長細(xì)比λy：42

受彎整體穩(wěn)定系數(shù)φb：0.936

梁構(gòu)件整體穩(wěn)定計(jì)算最大應(yīng)力（N/mm2）：

139.436 ＜ f=215.000

梁構(gòu)件整體穩(wěn)定驗(yàn)算滿足。

3.3.3 梁構(gòu)件抗剪驗(yàn)算結(jié)果。

計(jì)算點(diǎn)（形心點(diǎn)）以上對中和軸面積矩（m3）：

Sx =2.3070e-004

梁構(gòu)件計(jì)算最大剪應(yīng)力（N/mm2）：22.978 ＜ fv=125.000

梁構(gòu)件抗剪驗(yàn)算滿足。

3.3.4 梁構(gòu)件折算應(yīng)力驗(yàn)算結(jié)果。

計(jì)算點(diǎn)（翼緣與腹板交點(diǎn)）以上對中和軸面積矩（m3）：

Sx2 =0.0000e+000

梁構(gòu)件計(jì)算最大折算應(yīng)力（N/mm2）：

44.622 ＜ 1.1f=236.500梁構(gòu)件折算應(yīng)力驗(yàn)算滿足。

3.3.5 局部穩(wěn)定驗(yàn)算。

翼緣寬厚比B/T=3.51 ＜ 鋼結(jié)構(gòu)規(guī)范GB50017容許寬厚比[B/T]=13.0

腹板計(jì)算高厚比 H0/Tw=25.50 ＜ 鋼結(jié)構(gòu)規(guī)范GB50017容許高厚比[H0/Tw]=93.0梁構(gòu)件驗(yàn)算滿足。

4 結(jié)束語

在日照疏港鐵路跨疏港特大橋架梁施工中，采用了在簡支T梁上加裝架橋機(jī)倒裝龍門專用底座，再將架橋機(jī)倒裝龍門支立在專用底座上的方式，有效地解決了單線長大橋梁鐵路架橋機(jī)架梁橋上T梁倒裝困難的難題，不僅大大提高了架梁施工效率，而且有效保證了架梁施工安全，為類似施工提供了借鑒和參考。