铁路客专900t预制箱梁移运架施工工法

'铁路客专900t预制箱梁移运架施工工法中铁七局集团有限公司王春明毛锁明张东晓房会彬张文格工法编号：EJGF50-20081.前言为了满足列车高速运行对桥梁上部梁体的平整度、整体性及刚度新标准的要求,铁路客运专线桥梁设计中采用了大吨位整体箱梁。促使铁路桥梁运架设备、施工方法必须与之相适应，大吨位箱梁的运输、架设施工是需要解决的技术难题。中铁七局承建的武广客运专线武汉天兴洲长江大桥北岸引桥客运专线，设计时速350km/h，32m双线预应力混凝土简支箱梁重900t。在总结以往桥梁架设施工经验的基础上，结合施工场地实际，依据“桥位制梁、横向移梁，门吊吊装、运输架设”的原则,解决了桥梁的运输、架设问题：预制梁场设于桥头一侧，箱梁在制梁台座上完成预制，满足设计强度且施加阶段预应力后，用轮轨式液压横移台车将箱梁从制梁台座横移至存梁台座。完成压浆封锚等后续工作后，采用两台500t跨线门吊吊装箱梁至轮胎式运梁车上，运梁车沿已架梁体运输箱梁至架桥机处，使用HZQ900型铁路架桥机架梁。2007年7月28日，科技成果“HZQ900型铁路架桥机的研制与应用”通过了河南省科学技术厅的技术鉴定。在对箱梁运输、架设施工中的关键技术和施工工艺进行整理后形成了本工法。2.工法特点和一般传统架梁相比本工法具有以下特点：2.0.1采用就地预制减少运距，可提高架设效率。2.0.2采用自制轮轨式液压横移台车将箱梁从制梁台座横移至存梁台座，完成压浆封锚等后续工作。2.0.3采用两台500t跨线门吊吊装梁体，四点起吊、三点平衡，梁体受力状态好。2.0.4架桥机在简支工况下架梁，简支过孔，整机纵向稳定性大，安全性高。2.0.5架梁、运梁工序分离，作业效率高；架桥机前支腿下部自由折叠，方便首、末跨梁体架设；辅支腿、前支腿等互相配合，可以满足架桥机变跨调整需要； 配备梁体横向微调功能，对位误差≤2mm。2.0.6轮胎式运梁车，运梁车沿已架梁体运输箱梁，不需铺设轨道减少工序，节约成本。3.适用范围适用于铁路客运专线32m、24m、20m双线预应力混凝土简支箱梁的横移和运输；直线及曲线半径≥2500m、纵坡≤20‰的32m、24m、20m等跨及变跨的双线预应力混凝土箱梁的运架施工。4.工艺原理4.0.1架桥机起升机构采用变频调速、PLC控制和设计横移装置及卷扬双制动，使各部运行机构同步、设备运行准确性和安全得到保证；设计四点起吊，三点平衡，满足国家规范、作业程序和安全施工要求；起升机构置于主梁尾端，降低了整机高度和吊梁小车的重量。4.0.2、运梁台车之驮梁小车与架桥机吊梁小车走行传动形式设计一致，实现了降低运行误差的作用，也实现了通过PLC控制系统二者统一操作，同步运行可靠。5.工艺流程及操作要点5.1工艺流程预先安装四个支座到梁体上，利用两台500T跨线门式起重机将预制梁由存梁台座垂直吊装至桥面上的运梁车上，运梁车上的支梁车驮梁前行运梁至架桥机后端，当梁体吊装孔位于架桥机前吊梁天车正下方时，运梁车停止前行。架桥机前吊梁天车上的吊棒通过梁体吊点预留孔，将梁体吊起前行，后吊点前行至后吊梁天车时止。安装后吊点，后吊梁天车、前吊梁天车一起吊梁前行，移至待架位置。落梁至垫石两侧的支撑油井上。通过油表读数调整油井的压力大小，使四个支点处的油井受力相同。安装支座下锚螺栓，然后灌浆。当浆体强度达到设计要求时，拆除油井，支座开始受力，完成梁体架设。然后在梁面上铺钢轨，架桥机“O”型支腿前移，下导梁过孔，架机本身过孔。架桥机过孔完成后，开始下一孔梁的循环架设。工艺流程见图5.1-1。 图5.1-1工艺流程图5.2操作要点5.2.1移梁台车横移梁900t预制箱梁在制梁台座完成预制后，在箱梁两端铺设P50钢轨，4台自制250t液压移梁台车沿轨道对称布置在梁底腹板设计位置，每端设两台。提前安装板式橡胶支座至存梁台座上，检查所有移梁台车，连接所有油顶和油泵之间的管路后，移梁台车开始横移梁。移梁过程中要保证四台移梁台车行进同步，横移到存梁台座后，精确对准支座位置，两端交替落梁。5.2.2门吊提梁运梁车行至存梁台座处制动，尽量和存梁台座横向对正。调整为垫箱承力，两台DQ500型跨线门吊起重天车横移至存梁台座正上方，放下吊具。吊点顺桥向对称设置在距梁端75cm和175cm处，横桥向对称设置在距梁中心线184cm处。操作人员将吊杆穿进箱梁的吊装孔并锚固，指挥人员指挥，8个吊点同步起吊 。起吊至梁底面高过运梁车不小于50cm时，起重天车横移至运梁车正上方，对位落梁、锚固。图5.2.2-1DQ500型跨线门吊天车提梁图5.2.2-2DQ500型跨线门吊天车提梁横移图5.2.2-3DQ500型跨线门吊天车提梁横移到位落梁5.2.3运梁车运梁箱梁吊装至运梁车上，运梁车通过自身重量检测合格后，按预先在已架梁面涂制好的白油漆参照线导航前进，避免轮架偏离已架箱梁腹板位置。保持匀速运行，坡道地段速度控制在3.4km/h范围内。运梁车距架桥机20～30cm时缓慢停车，得到允许命令后向架桥机喂梁。5.2.4架桥机架梁运梁车喂梁之前，架桥机前支腿通过墩顶预埋的精轧螺纹钢锚固在桥墩上，使架桥机具有足够的稳定性。 运梁车调整为支撑油缸受力状态。通过数据接口将运梁车后驮梁小车与架桥机前吊梁小车联机，前吊梁小车吊起梁体前端前行，保持前吊梁小车吊梁、拖梁和运梁车上后驮梁小车同步前移梁体。运行到一定位置，架桥机后吊梁小车吊起箱梁后吊点，运梁车返回至预制梁场。图5.2.4-1运梁车运梁至架桥机尾部图5.2.4-2前吊梁小车吊起箱梁图5.2.4-3前吊梁小车吊起箱梁前移图5.2.4-4后吊梁小车吊起箱梁前后吊梁小车吊梁行至设计落梁位置上方，由吊梁小车实现前后对位，吊梁小车上的横移机构实现左右对位，横移调节量为左右各20cm；落梁至垫石顶面300mm，支座对位。置放4个测力千斤顶，各千斤顶支反力间误差应小于5%。将梁体（带支座）落放在墩台上经严格按架梁标高调平后的千斤顶上。察看千斤顶读数，读数接近平均值时在支座下盖板与墩顶垫石之间灌注无收缩灌浆料。静等不小于40分钟 ，浆体强度达到20MPa时，架桥机方可进行过孔作业。图5.2.4-5架桥机落梁5.2.5架桥机变跨架梁箱梁架设从32m跨变为24m跨时，先将架桥机向前移动8m，变换前支腿位置。前支腿安装完毕，顶升油缸使其受力，然后移动主梁的辅助支腿，再将架桥机向前移动，将下导梁移动到前方桥墩，完成24m预制箱梁的安装。5.2.6架桥机过孔在桥面铺设架桥机过孔临时轨道。临时轨道采用QU120起重轨铺设，轨道铺设要严格控制方向偏差和轨道的平顺性，注意轨道接头良好。临时轨道铺设检查完毕，前后吊梁小车向架桥机后支腿靠拢，减小辅助支腿的压力；后肢腿8个油缸顶升，解除架桥机后肢腿垫箱锚固，使其悬空，取出垫块，后肢腿下落，走行轮着力于钢轨上。利用辅助支腿和前支腿油缸，使前支腿离开墩面悬空，辅助支腿承力。开动辅助支腿和后支腿走行机构电动机，使架桥机前移至设计位置，即前支腿中心移至过墩中心线550mm时停止制动。利用前支腿油缸和辅助支腿油缸，调整前支腿高度，量好尺寸，前支腿微调螺旋调好支平主梁。导梁后端配重12t，前吊梁小车前移吊起导梁后端；辅助支腿反扣轮吊起导梁前端，使导梁前支腿离开墩顶面不小于200mm，前吊梁小车前移，保持导梁平稳安全前移。导梁移至前端探出不大于20m时，前悬臂辅助天车吊起导梁，同步前移至设计位置，架桥机过孔完毕。图5.2.6-1架桥机前移过孔 图5.2.6-2架桥机导梁过孔图5.2.6-3架桥机过孔完毕前吊梁小车行至前支腿附近停止，解除前吊梁小车悬吊，辅助小车继续拖动导梁前移到位，支平、调整、放稳导梁，导梁后支腿进行锚固；拆除架桥机过孔用临时轨道；全面检查，架桥机准备架设下一孔梁。5.2.7末孔箱梁架设架桥机主梁前支腿下方折起，架桥机向前纵移，在支腿下方做好支撑，然后将下导梁支腿拆除，移走下导梁，放至最后一片箱梁，完成全部箱梁架设。6.材料与设备武汉天兴洲长江大桥北岸引桥客运专线运架设备有HZQ900型架桥机、KSC900型运梁车和两台DQ500型龙门吊。主要设备表表6.0.1-1工作项目设备名称数量型号主要技术参数备注架梁架桥机1HZQ900额定起重能力：900t；梁体起落速度：0.5m/min；梁体起落高度：7m；梁体横向微调距离：±200mm；吊梁纵移速度：0-3m/min（重载）0-5m/min（空载）；移位速度：0-3m/min，架设曲线桥最小曲率半径：Rmin≥2500m；适应纵坡≤20‰；整机装机容量：300kW。下导梁式 运梁运梁车1KSC900运梁车自重：243t；额定载重量：900t：总宽度：7.05m；最小转弯半径：内侧26.5m，外侧39m；平坦道路空载行驶速度0-14km/h，负载为900t；最大爬坡能力5.12%轮胎式提梁吊装龙门吊2DQ500额定起吊能力：500t；净跨度：30.0m；净起升高度：30.0m；适应纵坡：±15‰；整机装机容量：230kW；整机重量：378t单台横移梁移梁小车4250t整车尺寸：2800*1660*1106mm；额定顶升重量250t；行车速度：重载065m/s，空载6.5m/s。；每台车设8个轮子，轮踏面直径460mm。最大轮压31.25t。单台7.质量控制7.0.1建立健全客运专线箱梁架设质量领导小组，实行质量责任制，严格制定落实质量奖惩措施。7.0.2每道工序认真落实“三件”制，即班组、施工员、质检工程师检查制度，机具设备各部位检查合格后方可开始梁体运输及架设作业。7.0.3加强对设备的维护和保养，每次操作前严格检查机械各部位运转情况，发现问题及时上报及时解决。7.0.4培养专业化架梁队伍，提高箱梁架设水平。7.0.5提梁、架梁时，必须保证各吊点同步起吊，满足“四点受力、三点平衡”的设计要求。7.0.6门机提梁落梁前，应事先在梁底板上划线，保证位置准确。7.0.7运梁车运行速度应保持均匀，严禁突然加速或急刹车，坡道地段行驶严格控制速度。7.0.8架桥机落梁时应使用横向微调装置，实现横向精确对位，确保箱梁的对位误差不超过允许范围。7.0.9千斤顶落梁时要保证四支点受力均匀，各千斤顶支反力间误差符合要求。7.0.10支座灌浆应从支座中心部位向四周注浆，保证支座底板处浆体饱满。7.0.11架桥机过孔临时轨道铺设平顺性，接头良好。8.安全措施 8.0.1建力健全安全管理体系，设置以项目经理为第一安全责任人的安全组织机构，设置现场专门指挥人员及安全管理人员。8.0.2制定和落实安全岗位责任制，明确奖罚措施，综合和解码安全目标，细化人员分工，强化安全教育，使安全达到受控状态。8.0.3设备使用前应严格按照通过技术监督部门审查认证的产品使用说明书和操作手册进行安装、调试、使用，对操作人员要进行强化技术培训。8.0.4制定切实可行的箱梁架设应急预案，并适时演练。8.0.5定期对机具设备进行全面安全大检查，杜绝机械安全隐患。8.0.6吊梁、运梁、架梁过程中设立专人监护，发现异常情况及时停止作业，待情况查明并采取措施后方可进行继续进行。8.0.7配备必要的联络工具，保证所有操作过程相互配合，动作同步、协调、一致。8.0.8配备必要的高空作业防护用品。9.环境措施9.0.1加强设备检查维修，防止漏泄油事故发生。9.0.2支座灌浆时在墩顶周边抹砂浆带挡水，避免任意流淌，污染施工环境和墩身表面。9.0.3设备清洗应注意污水的收集和沉淀后排放，防止混有油污的污水流入河道，污染水源。9.0.4擦拭设备的油抹布应隔离存放，严禁随处丢弃，污染土体。9.0.5严格检查设备电路情况，杜绝电缆漏电引起的火灾事故污染大气环境。10.效益分析武汉天兴洲长江大桥北岸引桥箱梁架设，实现了移梁吊装、运输、架设设备配套、流水线施工。以往客运专线箱梁架设技术在国内尚不成熟，国内有关单位自主研发的JQ600型、DF450型、SPF450型、JZ-24型等各式重型架桥机，将架桥机架设梁重由以往的130t提高到600t，取得了成功。2006年10月28日成功架设第一片箱梁，中央电视台CCTV、新闻频道、晚间新闻、湖北卫视、武汉电视台、人民日报、新华社、经济日报、人民铁道、长江日报、武汉晨报、楚天都市报等18家新闻媒体对此进行了报道。此次中国铁路建设史上首条时速350km/h客运专线43孔900t 预制箱梁的架设完成，不但为中国铁路建设史上有深远历史意义的标志性工程顺利完工奠定了基础，而且标志着国内架设梁重已经由600t提高到900t，开创了高速铁路桥梁施工的新纪元，也充分展示了企业的良好形象，扩大了企业的影响力，为公司在中国高速铁路建设市场争得一席之地奠定了良好的基础，有较大的经济和社会效益。11.应用实例由中铁七局集团有限公司承建的武汉天兴洲长江大桥，是规划中的京广客运专线大动脉中段，是目前世界上最大的公铁两用桥。桥梁位于长江二桥下游9.5公里处，总长11公里，设计为铁路4线、公路双向6车道。武汉天兴洲长江大桥北岸引桥，全长1765.1米，设计为时速350km/h的有碴轨道客运专线桥，上部结构设计为双线预应力简支箱梁43片，其中24米箱梁2片，32米箱梁41片，32米箱梁单片重量达900吨。2006年11月份架设第一孔箱梁，2007年4月43片箱梁全部架设完成。工期、安全质量都得到了保障，并取得良好的社会效益。在郑西客运专线ZXZQ01标，采用此工法自2007年6月20日至2008年7月28日完成了32m、24m共303片双线整孔箱梁的架设任务，正常情况达到了2片/每日的架设平均速度，运距较近时达到了日架4片的最高架设施工纪录。'