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京秦立交大桥钢箱梁的安装施工

2020-10-11 来源:尚车旅游网
维普资讯 http://www.cqvip.com 科技信息 。建筑与工程o SCIENCE&TECHNOLOGYINFORMATION 2008年第11期 京秦立交大桥钢箱梁的安装施工 门光誉陈炳章 (宁夏路桥工程股份有限公司 宁夏 银川 750001) 一、设计概述 河北省沿海高速公路K24+028京秦铁路分离式立交桥全长 925m,主桥全长144米,跨越京秦双线电气化铁路,设计斜交角度为 52。,交叉处铁路里程桩号为TK259+500。主桥下部结构基础采用钻孔 灌注群桩基础,中间固结墩采用钢板柱,柱内采用C30微膨胀砼,钢箱 梁与钢板柱固结。主桥上部结构采用44+60+44m钢一砼组合梁。主桥 主梁截面由预制开口钢箱梁和现浇预应力混凝土桥面板通过剪力钉 连接,钢箱梁宽3.5m,结构中线处梁高1.8m,桥面板厚0.3m,主梁结构 中线处全高2.1m;半幅桥横向布置2个钢箱,中距7m,桥面板宽 13.5m。每个预制钢梁共分5个制作段,分别为(A段一26.15+B段一 26.15+C段一30.0m+D段一32.85+E段一32.85)米,其中C(3o.0m)段钢梁 跨越京秦电气化铁路,全桥共20个钢梁制作段。每片钢箱梁规格及安 装质量见表一。 龙门吊立柱采用万能杆件,取2mX2m的拼装结构进行验算,铁路 表1 钢箱梁规格及安装质量 两侧共计4个立柱.每个立柱受力: 序号 规格 单位 型号 数量 重量(吨/段) 备注 F={G1+G2+G3+G4+G5+q1x(6X28m)}/4=65.0T, 1 26.15m 段 A 4 58.7 每个支腿受力:f_-F/4=65.0T/4=16.25T=162.5KN 查万能杆件手册,2拼支腿(2 100X100X12)允许受力ff1= 2 26.15m 段 B 4 65.1 493KN,所以采用此结构形式万能杆件支墩受力满足要求。 3 30.0m 段 C 4 68.8 跨京秦铁路 ②地基承载力验算:P=Fxk/(6.5X6.5)=23.1KN<[P]=150KN,满足要 4 32.85m 段 D 4 79.1 求。 f2)龙门吊主梁 5 32.85m 段 E 4 72.1 龙门吊主梁采用HD200加强型贝雷梁桁架进行拼装,贝雷梁跨 度为28米。每侧主梁用叁排单层贝雷梁桁架栓接形成,顶部每隔 每段钢梁由专业厂家进行制作,然后在接口处搭设临支架安装钢 50em顺桥向铺一根方木(200*200mm),上面铺横梁走行轨道。轨道铺 粱,采用高强螺栓连接,形成纯钢断面的5孔连续梁,再铺设预制混凝 设时应严格控制内外两侧主梁上轨道的轨距及平整度,确保龙门吊的 土模板或木模板,安装体内、体外预应力钢束,浇注混凝土桥面板,达 顺利安装及行走,贝雷梁桁架与立柱焊接连接。 到设计强度后,张拉预应力钢柬并压浆,拆除临时支架,将体系转换成 ( 钢梁重量:G1=68.8T 3孔连续梁,再安装二期恒载(桥面铺装、防撞护栏等),即可成桥。 ②走行天车:G2=10.0T 二、钢箱梁的安装 ③龙门吊横梁:G3=500kg/mX(39mX4)l=78T 本桥主桥跨越的是京秦双向电气化铁路,京秦铁路为我国铁路主 方木:G4=7T 动脉,连接北京至东三省,客运及货运十分繁忙。初步拟定安装时间为 ⑤钢轨:G5=43kg/mX22mX4)=3.8T 6月1 13至12 13,由于本桥位于我国著名的避暑胜地北戴河至北京 ⑥每侧贝雷粱自重:ql=1650kg/m 之间,暑期铁路运输更加的繁忙,对跨越铁路作业的安全要求的也更 贝雷梁承受动荷载:G=(G1+G2+G3)Xk=219.5T(取安全系数k= 为严格,不允许出现任何的安全问题。铁路部门每次封闭铁路给点施 1.4)。 工的最长时间为60分钟,且给点施工的次数极其有限。基于以上因素 由于钢梁跨度为30米,贝雷梁跨度为28米,在吊装运行过程中, 的考虑,经与设计、铁路管理部门反复的研究、比选,最终确定采用高 最大只有一半动载荷作用在贝雷梁上,并且钢梁运行至跨中时受力最 空行走式门吊进行钢箱梁的安装施工。 大,则: 1.高空走行式龙门吊的构造 每侧贝雷梁承受动载荷:q2=(G/2)/2=54.9T 高空走行式龙门吊见附图所示。其由主梁、横梁、起吊天车、龙门 每侧贝雷梁承受均布载荷:q=ql+(G4+G5)/(2X28)=1842kg/m 吊立柱、立柱基础等组成。 f1)龙门吊立柱及基础施工 龙门吊立柱采用万能杆件拼装,铁路两侧立柱由于与铁路平行, 其立柱底面布置采用6mX6m截面,顶部采用6mX2m截面;其它立柱 底面布置采用6mX2m截面,顶部采用2mX2m截面,高均为14m,各龙 每侧贝雷梁受力示意图 门吊立柱纵向均应通过十字拉索相互连接.以保证其顺桥向的稳定 性,靠近铁路一侧的拉索入地锚栓,所有立桩底部均与基础预埋件进 HD2o0加强型叁排单层贝雷梁技术参数如下:I=3827337.08cm4, 行焊接连接。 W=34264.43cm3, 立柱基础采用C25混凝土,铁路两侧基础尺寸为: 容许弯 ̄[M1=6236.4KN.M,容许剪力『Q1=222.1KN。 6.5mX6.5mX1.0m,其它基础尺寸为:3.0mX3.0mX1.0m,基础底层铺间 M=(q2XL/4)+(qXL ̄8)=3843.0+1805.2=5648.2KN.M<[M],弯矩满 距为150*150mmqU0钢筋网。由于龙门吊的主梁为桁式结构.为确保 足要求。 其节点受力.在基础施工前要对龙门吊立柱基础的位置进行精确放 f={q2XL3/(48EI)}+{5qlA-/(384EI)}=0.031+0.018=0.049m=4.9cm<L/ 样。基础基坑开挖后要对基底进行夯实,严禁在回填土上进行基础施 400,挠度满足要求。 工。基础预埋件采用焊有U型勾(‘p20)的钢板。因龙门吊立柱所用器 f3)龙门吊横梁及走行天车 材为装配式器材,其安装精度要求较高,基础混凝土施工时要严格控 龙门吊横梁采用郑州大方公司生产的DF150一Ⅲ型架桥机横梁 制预埋件相对位置的准确度。 (跨度为50m时,可起吊150T)进行改装,净跨度为39m,纵向、横向走 ①龙门吊立柱受力验算: 行天车均采用DF150一Ⅲ型架桥机配套天车(大车纵移速度:2.5lrrd 112 维普资讯 http://www.cqvip.com 科技信息 。建筑与工程o SCIENCE&TECHNOLOGYINFORMATION 2008年第11期 min,大车横移速度:4.36m/min,小车提升速度:1.5m/min),纵移天车安 对正后安装普通螺栓并拧紧.普通螺栓数量不少于拼接板总孔眼数的 装在主梁走行轨道上.横梁与其两头的纵移天车平台焊接连接,四台 1/3。临时螺栓、冲钉施工完毕即可穿人高强螺栓。 纵移天车均由同一主控台控制,保证运行同步进行,提升小车安装在 横移天车平台上。用吊车将龙门吊横梁及走行天车安装就位在铁路线 界外的龙门吊主梁上,进行空载试车,然后进行重载试车。试车成功方 可进行吊装作业。 龙门吊横梁fDF150一Ⅲ型桁架)验算: ・ W=29600cm3,I=2850826em4;E=2.1xl05MPaIIo']=170MPa 每个横梁受力g=(G1+G2)Xk/4=21.63T,走行天车行至横梁正中 时受力最大,则: M1m =gL =2.106x106N・1TI。盯=Mlmax/=71.2 MPa< =170MPa, f=gL3/f48EI)=0.0447m=4.47cm<L/400=8.75em。所以:主梁满足要 求。 2.钢箱梁架设 f11前期准备工作 钢箱梁安装前期的准备工作主要有临时墩的准备、龙门吊的安装 及现场场地的准备。根据设计要求.钢箱梁铁路两侧临时支墩按设计 要求采用扩大承台基础共四排.每排两个承台4个墩(尺寸: 1240cmX400cmX150cm),。基础采用人工开挖,开挖时必须铁路监管 人员在场情况下进行。由于临时墩基础已侵人铁路坡角,开挖前在确 认下面无铁路电、光缆时,在靠近铁路两侧打人钢板桩防护后,方可施 工,并要最大限度减少开挖面对铁路路基的影响。 每个钢箱梁临时墩按设计要求采用‘p40钢管及型钢焊接组成方 形墩,形成稳定的空间结构。墩顶设横梁及顶板形成落梁平台,每个平 台上固定4个50T砂箱.作为以后拆除临时墩及支撑钢箱梁用。每个 临时墩与承台预埋螺栓栓接连接。临时墩须做接地装置。由于临时支 墩距铁路接触网距离很近。为防止施工过程中对电气化网线造成破 坏,发生触电、漏电、放电事故,在临时墩靠近铁路一侧,对接触网高度 处临时支墩上下2米范围安装由哈尔滨铁路绝缘材料厂生产的耐高 2.高强螺栓的施拧 图1 每道接口的全部接口板,先用普通螺栓固定,检查无误后,更换高 压缘板进行防护,耐压10万伏。 强螺栓。高强螺栓自由穿人,不能强行敲人,不能用气割扩孔,穿人方 龙门吊的准备工作主要是龙门吊的安装。在浇注完成龙门吊立柱 向全桥应一致,上下各一个平面垫圈,注意垫圈使用方向。栓接顺序为 基础、用万能杆件拼装完成龙门吊立柱后先用160吨吊车拼装好铁路 先底板、再腹板、最后上翼板。高强螺栓按一定顺序施拧,一个接头上 两侧贝雷主梁。跨铁路两片主梁分两次向铁路部门要点安装。横梁在 的高强度螺栓。应从螺栓群中部开始安装。初拧、复拧、终拧都由螺栓 铁路以外安装完成后进行龙门吊的空载试车及重载试车。在试车验收 群中央顺序向外拧紧,每拧一遍均应用油漆做上标记,防止漏拧。高强 合格后方可进行钢箱梁的安装作业。 度螺栓的紧固顺序从钢度大的部位向不受约束的自由端进行。同一节 f2)吊装顺序 点内从中间向四周,以使板间密贴。并在当天终拧完毕。安装高强螺栓 钢箱梁的吊装顺序为依次安装A、B、C、D、E段,其中A、B’D、E 时,摩擦面保持干燥、清洁,不在雨中作业。 段均在铁路限界以外,只有c段跨越铁路主线,需要点施工。在c段 高强螺栓的扭矩系数受气候和环境影响大。必须经常进行复检。 安装前先将跨铁路施工以外的A、B段钢箱梁安装好.然后待铁路要 根据扭矩系数复检结果.参照预拉力损失、温度与湿度对扭矩系数的 点计划批准后再进行c段(跨铁路段)钢箱梁架设。c段的吊装需向铁 影响,确定扭矩系数。按如下公式确定相应的施工扭矩TC和检查扭矩 路部门要点四次,每次60分钟,每次安装一片钢箱梁。为了保证跨铁 TCH。 路施工绝对安全。我们在喂梁区设置一段与跨铁路等跨度、等截面的 纵梁,作为试验段,吊起C段钢箱梁静停两个小时。对纵、横梁进行检 查,记录试验数据,发现问题及时解决。以保证跨铁路施工安全。在c 段安装完成后采用两台160吨汽车吊将D、E段安装完成。 f3)龙门吊的拆除 Tc=kxPc×D TCH=kxPchxD Tc一终拧扭矩(N.M) Tc一检查扭矩(N.M) K一扭矩系数 在将全部钢箱梁安装完成后.采用与搭设时相反的顺序拆除龙门 吊行走天车、横梁、主梁计龙门吊支墩。龙门吊主梁跨越铁路部分仍需 向铁路部门要点施工。拆除跨越铁路主梁的同时进行跨铁路箱间横梁 的焊接作业。 Pc一高强螺栓施工预拉力fKN) D一高强螺栓直径(mm) Pch一高强螺栓设计预拉力fKN1 本桥高强螺栓初拧采用电动冲击扭矩扳手.终拧采用PID一1P一 1500型定扭矩电动扳手,检查用手动AC280—760型校验扳手。在班前 三、高强螺栓的施工 高强螺栓施工设施拧班组和检验班组,高强螺栓施1:工艺流程如 班后对扳手进行标定,标定仪器采用Q7M—II型扭矩测量仪。 图1所示: 高强螺栓施拧和检查采用的扭矩扳手,在每班作业前,均进行校 1.临时连接螺栓、冲钉的施工 正.其扭矩误差分别为使用扭矩的±5%和±3%。本桥高强螺栓采用扭 钢箱梁吊装就位后,即对高强螺栓连接处的钢板面及拼接板面进 矩法施拧,分初拧和终拧两次拧紧。施拧前先检查拼装部位的冲钉和 行检查,发现油污、杂物及时的清理。使用冲钉固定拼接板,每组拼接 临时螺栓是否合格。螺栓穿人要注意方向,面板上从上往下穿人,其他 板冲钉不少于6条,冲钉直径较孔径小0.2—0.3mm.其长度大于钢板 各处螺栓穿人后螺母位于箱体外侧,螺栓头边的垫圈倒角侧朝向螺栓 厚度。冲钉按不少于总孔眼的50%均匀分布在拼接板上。检查螺栓孔, 头,螺母边的垫圈倒角朝向螺母。安装时,不允许强行(下转第138页) 113 维普资讯 http://www.cqvip.com 科技信息 0建筑与工程0 SCIENCE&TECHNOLOGYINFORMATION 2008年第11期 加固改造工程中新旧砼结构的结合问题的探讨 刘 莹刘昌超臧卫民 (山东建工集团 山东 济南250014) 【摘要】在加固改造的工程中,为提高原结构的承载力,进行加固补强处理,尤其在框架结构中,加大截面法来提高承载力是一种常用的 方法。但其中在新旧结构的结合共同作用上成为一个较难解决的问题,本文结合本人在施工中的经验对此问题进行了探讨 【关键词】高层建筑;加固改造;截面 【Abstract]The structure of frame--shear wall in【he tall building is consist of frames and shear walls and working together.But they have diiferent seismic behavior.So it is dificult to solve,This PaDer discusses the way to solve the mode seismic action of the sturcture.The discussion is mainly about the way to solve the stiffness of the structure. 【Key words]tall building;dynamic behavior;rigidity 一、前言 实的表面并进行凿毛或打成沟槽处理界面 随着社会经济的发展,在土木工程中,由于城市规划改造、建筑物 2.对旧混凝土界面要进行压力水冲洗,并且24小时润水处理,以 功能改变、设计标准提高、建筑物老化、建筑物灾害损伤、设计失误或 减少旧混凝土过度吸水.影响在新旧混凝土交接处新混凝土的强度增 施工不当等诸多原因,经常需要对建筑物进行补强和加固处理。其中 长。 加大截面法是一种常用的加固方法.在施工中经常遇到在已硬化的混 3.为增加新旧混凝土之间的粘结.在原混凝土表面再用掺有YJ一 凝土上或已凿除劣化、酥松部分露出坚实的混凝土基层上浇筑新混凝 302界面剂的水泥素浆进行拉毛处理后浇筑新混凝土。 土或砂浆的问题,象梁、板、柱的加大截面加固、水工结构中老的坝体 4.通过焊接使新旧结构的钢筋直接连接提高整体性。为了加强新 加高、剪力墙施工缝、后浇带施工、叠合梁的施工等等,涉及到新旧混 旧结构共同工作的整体性,可以通过新旧结构的钢筋进行机械连接或 凝土能否结合为整体共同工作.特别是构件中承受很大剪力和拉力部 焊接,剔除原结构部分混凝土露出原结构钢筋,使新钢筋与之焊接。在 位的加固。新旧混凝土的结合面是一个薄弱环节,其界面粘结强度一 使用加大截面法加固粱的施工中,将原梁侧面保护层剔除露出原箍筋 般都低于整浇混凝土的强度.极大地影响了结构的可靠性。此外还有 与新加箍筋焊接。 大量的混凝土结构物、构筑物因混凝土碳化、钢筋锈蚀、冻融循环而造 5.根据构件受力特点采用植入抗剪钢筋的方法来处理界面。为抵 成混凝土剥蚀破坏等的修补,这类不以承受荷载为主的表面、面层的 抗新旧混凝土接触面的剪应力,及提高新旧混凝土之间的粘结力.可 修补,主要是满足抗渗、抗碳化、抗冻融性、耐腐蚀性等要求以增强结 也根据受力情况,在原结构界面上,植入抗剪钢筋来抵抗剪应力。 构的耐久性,它们也要求与基层混凝土具有良好的粘结力,这是达到 6.采用微膨胀混凝土增加新旧混凝土之间的结合力。在新旧混凝 修补目的的必要条件。处于恶劣的自然环境下工程的修补由于修补材 土接茬处加强振捣。避免粗骨料集中到界面处,注意加强养护。 料粘结力过低而导致修补失败的例子很多.原因之一就是修补材料与 四、工程实例 基层混凝土之间的粘结力不足以抵抗各种因素在新旧混凝土结合面 普利海辰大厦地下室加固工程,位于济南市文化西路,千佛山脚 处产生的附加应力而导致修补失败。 下。由于基础施工完毕后,由于使用功能上发生较大设计变更,对基础 二、加固构件新旧结构共同作用受力分析 进行全面加固处理,加固建筑面积4600平方米。框架柱采用加大截面 框架结构中,采用加大截面法进行加固补强处理,新旧混凝土的 法进行加固,基础筏板局部采用加厚的方法进行加固,其中涉及大面 结合面处存在相互分离和相对滑动的两种趋势.主要受力为垂直于截 积的新旧混凝土结合问题。通过使用上述方法进行加固处理后,经鉴 面方向的拉力,和沿截面方向的的剪力。 定达到了设计要求,取得了很好的效果 要保证新旧混凝土之间良好的结合共同工作,就必须提高新旧混 凝土接触面的抗剪能力和合粘结能力。 作者简介:刘莹,男,1980年7月出生.本科学历,现从事施工技术管理专 三、主要处理方法 业。 1.首先要增加新旧混凝土的接触面积。清理原混凝土表面露出坚 [责任编辑:翟成梁] (上接第113页)穿入螺栓,对于螺栓不能自由出入的栓孔,应用栓孔 手拧至原位使两条线重合.测定读取此时的扭矩.该扭矩与检查扭矩 直径相同的铰刀或钻头进行修整或扩钻,严禁气割扩孔。初拧扭矩采 的偏差应在检查扭矩的±10%以内者为合格。如不合格者超过检查总 用终拧扭矩的50%,初拧完成后用敲击法逐个检查,检查合格后用油 数的20%.则应继续抽查.直至检查累计总数的80%合格率为止。对扭 漆标示。终拧时施加扭矩必须连续、平稳,螺栓垫圈不得与螺母一起转 矩低于下线值的螺栓应进行补拧。对超过上值的应更换螺栓。检查合 动,否则应更换高强螺栓连接副,按照操作程序重新拧紧。终拧完毕后 格后用油漆标记。 用其他颜色油漆标示。 四、施工体会 3.高强螺栓的施拧的质量检查 京秦立交大桥钢箱梁跨越运输及其繁忙的京秦双向电气化铁路, 高强螺栓的施拧质量检查分初拧检查和终拧检查.由专职的质量 安装施工时间紧迫,对跨现施工安全要求极高,施工中不能出现任何 检查人员负责。 的疏忽。在时间紧、任务重、安全责任大的情况下.全体建设者本着科 初拧检查:对初拧后的全部高强螺栓,用0.3Kg小锤敲击螺母一 学、严谨、务实的态度,科学合理的制定了安装方案、施工组织计划,并 侧,用手指紧按住螺母对边一侧有无松动,以防漏拧,如颤动较大者认 在现场施工中逐步严格落实.克服重重困难按时、安全、顺利的完成了 为不合格,予以再初拧,检查合格后划线标记。 钢箱梁的安装任务。在高强螺栓的施工中采取先进的工艺技术和严格 终拧检查:高强螺栓终拧检查在终拧1h以后、24h以内完成,并 有效的管理措施,有力的保障了钢箱梁的安装质量,为今后大型钢结 确保检查时与施拧时的气候条件一致。首先观察丝扣外露长度是否满 构的施工积累了宝贵的经验。 足1至4个螺距,再检查初拧后划线标记的螺栓、螺母相对位置是否 发生转动,以检查是否有漏拧。检查采用松扣、回扣法,先在检查扳手 [责任编辑:韩铭] 套筒和拼板接面上作一直线标记,然后将螺母退回3O。,再用检查扳 138 

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