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宽幅节段拼装箱梁双架桥机同步拼装技术研究

发布时间:2021-12-14 16:45所属平台:学报论文发表咨询网浏览:

[摘要]随着我国工业水平的不断发展,桥梁施工过程中的节段拼装技术日趋成熟并得到广泛应用。然而,目前对双台架桥机同步架设施工技术尚无应用实例。以南昌洪都大道快速路改造工程为依托,首先系统介绍了预制拼装梁桥多架桥机同步施工技术。其次,在墩顶横梁及架桥机关

  [摘要]随着我国工业水平的不断发展,桥梁施工过程中的节段拼装技术日趋成熟并得到广泛应用。然而,目前对双台架桥机同步架设施工技术尚无应用实例。以南昌洪都大道快速路改造工程为依托,首先系统介绍了预制拼装梁桥多架桥机同步施工技术。其次,在墩顶横梁及架桥机关键区域布置应变计,通过现场试验方式考察了节段拼装施工过程中梁体及架桥机中的内力变化规律。最后,借助试验数据分析,得出一些有用的结论。

  [关键词]节段预制;箱梁;架桥机;同步拼装;施工技术

道路桥梁

  引言随着节段预制拼装技术在我国的发展,目前架桥机拼装施工已在实际工程中得以广泛应用。对于架桥机逐跨施工技术,国内学者也进行了相关研究。许俊1]分析了节段拼装架桥机逐跨拼装时,在过孔作业中产生的水平力对架桥机主支承倾覆稳定性及墩身变形的影响,并提出相应的控制方法。刘泽阳等[2]以芜湖长江公路节段拼装箱梁架设工程为例,通过对上行式节段拼装架桥机纵移过跨墩顶块稳定性分析、讨论和研究,提出减小架桥机过孔水平推力对支腿及墩顶块稳定性影响的方法。刘彧[3]以新建呼准铁路黄河特大桥项目为背景,分析了节段预制拼装简支箱梁拼装施工技术,并提出相应的提高施工质量的有效措施。

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  梅秀道等[4]分析预制节段逐跨拼装架设施工悬挂系统的受力特点,针对施工过程提出的问题给出解决措施。马少军等[5]结合四丰立交匝道工程中的预应力箱形节段预制拼装箱梁的施工和架桥机使用,探索了逐跨拼装施工工艺,对关键技术进行了总结,并就可能出现的一些问题进行了分析。富华[6]首先总结了逐跨拼装预制节段预应力的施工方法,重点对节段预制中的温度弯曲效应、预制宽箱梁节段的吊装与运输动力、节段预制箱梁体系有限元的分析与测试、箱梁空间振动特征数据进行分析。

  余为[7]以上海市沪闵高架二期工程主线高架桥为背景,采用预制节段逐跨拼装施工技术,介绍了宽节段(主线桥宽达25m)预制箱梁利用专用架桥机(800)逐跨拼装施工技术,并从安全和质量角度分析了预应力张拉对架桥机和梁体的影响。

  童焱介绍了左、右小幅错位桥施工时,以单台架桥机采用循环错位、分幅转换的施工方法,解决了架桥机空载转速问题,实现左、右小幅错位桥同步架设。综上所述,目前对节段预制拼装箱梁的逐跨施工都集中在单台架桥机行走研究上,目前对台架桥机同步行走逐孔架设的施工技术研究尚无实例。本文结合南昌市洪都大道快速化改造工程,对台架桥机同步并行架设技术进行研究,旨在为后续工程施工和类似工程提供借鉴,以提高施工质量和缩短工期。

  1工程概况

  1.1工程简介

  洪都大道快速化改造工程北起英雄大桥,南接九州高架,与阳明路、南京路、北京路和解放路等城市主干道相交,全长约7.8km,其中主线高架长7.6km。标准跨径连续箱梁主要为三跨一联,局部为两跨一联,其中桥面标准宽度(25m)箱梁采用双箱双室断面,桥面变宽度箱梁(2546.5m)采用四箱四室或三箱三室断面。

  主线标准等宽桥为分离式双箱单室横断面,横桥向个箱室,单个箱宽12.1m,两个箱之间现浇缝宽0.6m;预制节段箱梁为等高度,高2.2m,为了缩短工期,同时考虑到单台架桥机分幅施工时会因偏心荷载对墩顶横梁造成影响,因此标准跨采用台架桥机同步逐跨拼装施工。

  2架桥机逐孔节段拼装施工技术

  2.1架桥机构造及性能

  拼装施工过程中采用LG75型节段拼装架桥机,如图所示,是根据洪都大道快速化改造工程节段梁架设专门研制,属双臂简支型,导梁能上下升降、前后伸缩、左右摇摆,可架设直桥、斜桥及曲线桥节段梁片,主梁采用桁架结构,抗风能力强,自重小,对柔性墩柱影响小。架桥机主要由主桁架、 号柱、纵移机构、前后横联、小行车、整体落梁行车、吊梁扁担、液压系统等组成。

  架桥机主要技术参数为:小行车额定起重量85t,吊梁起升速度~1.5m/min,吊梁纵移速度~10m/min,过孔速度2.7m/min,适宜跨度≤35m,架设曲线半径≥350m,行车横移量±250mm,整机挂梁重650t,整机重350,适应纵坡±6%,适应横坡±4%,起升高度0m,工作级别A3,整机功率80kW,操作方式为手动遥控,副钩起重量10,采用桥下喂梁方式,整机外形尺寸为75.4m×8.2×11m。架设跨径为35,考虑架桥机的通用性能,架桥机预留架设跨度40,整机重约350t。

  2.2架桥机逐孔架梁工序

  节段拼装箱梁根据设计在梁场集中预制,然后运至现场采用架桥机吊装。梁段吊装就位后,梁段间通过桥梁专用环氧树脂胶接,然后张拉预应力筋、浇筑湿接缝等。

  1)喂梁试拼

  根据施工进度安排,拖车将预制梁场的各节段箱梁运至施工现场。运梁车驶入喂梁通道后,根据拼装位置,将运梁车精确驶入架桥机下方吊梁行车取梁位置,尤其是最后片梁,取梁空间有限,需精准倒车(该空间可作为唯一喂梁场地)。行车放下吊梁扁担,利用精轧螺纹钢将扁担和梁体连接锚固,松开梁片固定钢丝绳,起升行车吊具,利用其液压油缸和回转装置调整梁片空中姿态,将梁片喂入架桥机。多次作业后将所有梁片节段逐一提至所对应的挂梁装置上。

  2)胶拼及临时预应力张拉

  涂抹环氧树脂采取高低位挂梁,涂抹号梁时,高位提升号梁,使其与相邻的号梁形成高低位,施工人员站在号梁面进行涂抹施工,涂抹完成后提升号梁进行拼接,再依次进行下一梁段的涂抹施工。涂抹环氧树脂前,将节段梁表面清理干净,确保接合面无灰尘、灰浆、油污及水渍等污染。

  环氧树脂采取机械拌合,采用专用刷子将胶体均匀涂抹至结合面,涂胶厚度2mm,≤3mm。涂抹环氧树脂时,要求在保证一定挤出率的同时,又要确保离预应力筋管道一定距离,以免挤出的环氧树脂影响预应力筋管道,因此采取在节段梁端面孔道处设置密封圈。在每个节段拼装完成后,适时通孔。涂胶时间控制在50min之内,并在2h内进行临时预应力张拉拼接。

  3试验方案设置

  施工时由于左、右幅不能同时起吊梁体,因此会产生偏心荷载,使墩顶横梁处于偏心受力状态,同时,架桥机施工时吊索及架桥机施工过程中的变形均会对梁体的拼装精度产生影响,为了探究施工过程中墩顶横梁、架桥机和吊索在吊梁及预应力张拉过程中应变的变化情况,选93194号墩的梁体进行试验研究,本跨梁体标准长度为,纵向共分10个节段,左、右幅共计个节段。拟针对施工时墩顶横梁、架桥机及吊索的受力变化情况进行测试,以探究同步拼装施工时墩顶横梁、架桥机及吊索应变的变化规律。

  4试验过程及结果

  为使左、右幅箱梁保持平衡状态,箱梁逐跨拼装时采用双幅架桥机同步架设施工。逐跨拼装施工过程中,左、右幅箱梁吊装箱梁节段数量差异≤个节段。

  5结语

  1)双架桥机同步拼装施工的整体方案可行。由监测结果可知,墩顶处的应变未出现较大波动,表明双机同步施工时左右对称吊装可行,不会出现偏心荷载引起横梁处的应力发生急剧变化情况。

  2)随着节段依次起吊,墩顶横梁处的应变也逐渐增大,横梁上表面及横梁高度方向中间位置处均表现为压应力。随着张拉进行,梁体上表面则表现为拉应力,而横梁高度方向中间位置的主应力仍为压应力,表明梁体吊装节段墩顶横梁上表面处于受压状态,预应力张拉时,墩顶横梁表面由受压状态变为受拉状态,说明预应力张拉使得梁体产生预应力拱。

  3)梁体吊装时,架桥机竖向和横向变形逐渐增大。随着张拉进行,架桥机的竖向变形减小,而横向变形反向增大,同时,吊索也出现较明显回缩,这表明吊装时架桥机产生向下挠度,吊索也产生竖向伸长,而张拉预应力时,梁体产生预应力拱,使得架桥机的挠度减小,吊索出现较明显回缩,但架桥机水平方向却出现受压状况。

  4)监测结果表明,吊装时架桥机及吊索产生的竖向变形和张拉时梁体产生的预应力拱对梁体的线形和标高均有一定影响,后续施工时应充分考虑以上两方面影响,从而确保梁体施工精度。

  参考文献:

  [1]许俊.水平力在节段拼装架桥机过孔作业中的影响分析及控制[J].科技创新与应用,2014(15):204.

  [2]刘泽阳罗平.TP55节段拼装架桥机纵移过跨墩顶块稳定性分析与控制[J].中国水运下半月),2019,19(4):187188.

  [3]刘彧节段预制拼装简支箱梁拼装施工技术分析[J].建材与装饰,2018(2):244247.

  [4]梅秀道,李亚民,李志.预制节段逐跨拼装架设施工吊挂系统受力分析[J].桥梁建设,2013,43(1):42-46.

  作者:吕林,金启钊,李青杠,查小林,周满

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