【摘 要】 對常用的鐵路架橋機DJ168架設(shè)有防落梁擋塊的鐵路T梁存在問題的探討并提出解決的對策,根據(jù)阜六鐵路潁河特大橋阜陽臺-73#墩工程實例闡述了有防落梁擋塊的架設(shè)方案,為使用DJ168架橋機架設(shè)類似的橋梁提供借鑒和參考。
【關(guān)鍵詞】 DJ168架橋機 防落梁擋塊
1 引言
現(xiàn)階段我國鐵路發(fā)展迅猛,并且 “以橋代路”線路設(shè)計成為主導(dǎo),長橋及群橋集中的情況較多,特別是聯(lián)絡(luò)線及既有增建Ⅱ線越來越多采用了T梁設(shè)計,隨著建設(shè)標準的提高,近年來出現(xiàn)了有防落梁擋塊的鐵路橋墩,且在鋪架開始之前防落梁擋塊就已施工完畢。因有防落梁擋塊的存在,對常用的鐵路架橋機如DJ168如何安全快速的完成架設(shè)任務(wù)帶來了難題,如何利用DJ168架橋機架設(shè)有防落梁擋塊鐵路橋T梁是工程技術(shù)人員相互探討的一個重要課題。
2 防落梁擋塊對架橋機的影響
2.1 防落梁擋塊簡介
在遭受地震時,為避免落梁災(zāi)難事故的發(fā)生,在橋梁構(gòu)造措施中,通常設(shè)置防落梁擋塊,設(shè)置于上部結(jié)構(gòu)和下部結(jié)構(gòu)之間,當防落梁擋塊不發(fā)揮作用時,上部結(jié)構(gòu)可自由振動,當發(fā)揮作用時,上部結(jié)構(gòu)振動受到約束。鐵路橋梁雙線橋及單線橋的防落梁擋塊均位于相鄰支承墊石之間,其中雙線橋防落梁擋塊布置示意圖如下所示:
2.2 防落梁擋塊對常用架橋機架設(shè)的影響
2.2.1 對TJ165架橋機架設(shè)的影響
TJ165架橋機屬單臂簡支型,能實現(xiàn)單線橋全幅機械橫移梁片一次落梁就位,雙線橋的其他兩片T梁需采用架橋機落梁及墩頂人工移梁相結(jié)合的方法實現(xiàn),因有防落梁擋塊的存在,在雙線橋上墩頂人工移梁無法完成,但對單線橋梁該機0#柱為折疊式結(jié)構(gòu),且過孔方式為軌道上自力走行,防落梁擋塊的存在對TJ165架橋機沒有影響。
2.2.2 對DJ168架橋機架設(shè)的影響
DJ168架橋機在無防落梁擋塊的橋墩上能實現(xiàn)全幅機械橫移梁片,達到一次落梁到位的功能。該機的過孔方式為步履式,過孔前需把架橋機從架梁狀態(tài)整體降低1000mm到低位過孔狀態(tài),占立于前方墩臺的0#柱及1#柱為導(dǎo)套式結(jié)構(gòu),低位過孔狀態(tài)1#柱的油缸行程只有500 mm,這對無防落梁擋塊梁的架設(shè)沒有任何影響,但防落梁擋塊的存在使得架橋機在正常低位過孔工況中不易實現(xiàn),需要同時在滿足低位過孔及架橋機安全操作規(guī)程兩個條件的前提下,顯然,架橋機過孔是最難的工況,只要保證架橋機順利過孔,其他工況即可迎刃而解。
2.3 解決DJ168架橋機架設(shè)有防落梁擋塊鐵路橋T梁的意義
TJ165架橋機運輸方式只能是整機大解體長途運輸方式,按超級超限貨物運輸進行辦理,裝載加固及運輸手續(xù)比較復(fù)雜,辦理時間較長,為實現(xiàn)架橋施工需要需鋪設(shè)架橋機組自力走行及運梁車運行的軌道線路,需在現(xiàn)場設(shè)置軌排基地,配套工程多,且為保證運梁車的行車安全,對鋪設(shè)的工程線路要進行養(yǎng)護。DJ168架橋機采用公路運輸,不受鐵路運輸?shù)南拗?,可實現(xiàn)全幅機械橫移梁片,達到一次落梁到位,無需人工移梁,配套輪胎式運梁車可不用鋪設(shè)軌道線路,待橋梁全部架設(shè)完畢后采用機械鋪軌,特別是雙線橋梁,DJ168架橋機無需人工移梁,具有TJ165鐵路架橋機無法比擬的優(yōu)勢。因此如何解決DJ168架橋機在有防落梁擋塊的橋墩上的過孔問題使該機的應(yīng)用范圍得到進一步擴大具有非常重大的意義。
3 DJ168架橋機架設(shè)有防落梁擋塊鐵路橋T梁方案的確定
擬采用的方案有:整機前移、架橋機1#柱的橫移裝置墊高、鑿除防落梁混凝土擋塊。
3.1 整機前移
1#柱正常支立時,防落梁擋塊將侵入1#柱200mm,若將整機前移250mm,使防落梁擋塊與1#柱最大外形尺寸處有50mm間隙,根據(jù)DJ168架橋機結(jié)構(gòu)特點,0#柱和1#柱的結(jié)構(gòu)尺寸為990mm,擋塊與1#柱間隙50mm,擋塊與0#柱外頭空間共需1040mm,擋塊邊緣距橋墩邊緣為1120mm,空間位置滿足要求,采用此方案可滿足架橋機0#、1#柱及橫移導(dǎo)軌支立問題,但需解決架橋機低位過孔問題。整機前移方案中架橋機過孔又可分為高位過孔、轉(zhuǎn)換1#柱油缸銷及1#柱兩次到位3種施工方法。高位過孔法就是把架橋機整機下落500mm,整機重心高度比低位過孔工序高500mm,過孔工序中2#柱走行在超過低位過孔狀態(tài)下高度穩(wěn)定性差,采用該法施工存在較大的安全風險;轉(zhuǎn)換1#柱油缸銷需要搭設(shè)枕木垛來支墊以轉(zhuǎn)換油缸銷,用該法施工工期長且操作人員為轉(zhuǎn)換油缸銷需在高處作業(yè);1#柱兩次到位法也就是正常工況低位過孔過程中,2#柱到位支墊好后,整機已處于穩(wěn)定狀態(tài),1#柱先走行到前方墩臺支撐墊石支墊好后,把整機頂升,在0#柱的輔助作用下,收1#柱使1#柱收縮行程能跨越防落梁擋塊既而走行到指定位置。上述3種施工方法經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟比選,并結(jié)合施工操作性、安全性及工期要求,選用1#柱兩次到位法做為整機前移方案的施工方法。
3.2 架橋機1#柱的橫移軌道裝置墊高
在架橋機1#柱的橫移軌道裝置下設(shè)置鋼支墩,使得架橋機1#柱的橫移軌道裝置直接站在防落梁混凝土擋塊和鋼支墩上,實現(xiàn)架橋機1#柱和0#柱的縱向站位與沒有防落梁混凝土擋塊時一樣,過孔完畢后為保證架梁工況下機臂的水平,1#柱油缸插銷位置下降3個孔眼。
3.3 鑿除防落梁混凝土擋塊
鑿除防落梁混凝土擋塊,使DJ168 架橋機能在原來的位置站位,過孔架梁工況與正常工況一至,待架好梁后再重新澆注防落梁混凝土擋塊。
3.4 方案的比選
采用整機前移方案的1#柱兩次到位法只在1#位到位前增加一個工序即可在低位過孔工況下解決過孔問題,無需增加其他輔助機具材料;架橋機1#柱的橫移軌道裝置墊高方案需另外加工鋼支墩,鋼支墩橋跨之間轉(zhuǎn)移需另外的輔助設(shè)備予以完成,也需解決架橋機低位過孔的問題,且增加了架橋工序的步驟,影響架橋施工進度,且支墊高度大,穩(wěn)定性不好;鑿除防落梁混凝土擋塊方案是可使架橋機在正常工況下過孔,但鑿除混凝土及重新澆注混凝土工作量大,特別是擋塊主筋切除后如何進行恢復(fù)又將帶來新的技術(shù)難題,經(jīng)濟上不可取。綜上所述,采用整機前移方案的1#柱兩次到位法做為DJ168架橋機架設(shè)有防落梁擋塊鐵路橋T梁的施工方案。
4 DJ168架橋機采用整機前移方案的1#柱兩次到位法架設(shè)有防落梁擋塊鐵路橋T梁的實例
4.1 工程概況
阜六鐵路潁河特大橋中心里程為DK10+073.32,全橋長5540.16m,阜陽臺-73#墩為雙線橋墩,預(yù)留二線,74#墩-六安臺為單線橋墩。其中阜陽臺-73#墩設(shè)計有防落梁擋塊且已施工完畢,防落梁擋塊位于相鄰支承墊石之間,其中左右兩個擋塊長(順橋向)*寬(橫橋向)*高(厚度)為460*1200*1150mm;中間擋塊橫橋向?qū)挾雀鶕?jù)線間距設(shè)計為1800-4000mm。
4.2 有防落梁擋塊時DJ168架橋機過孔工序
DJ168架橋機出廠時沒有考慮到有防落梁擋塊梁的架設(shè),無防落梁擋塊架橋機過孔1#柱可一次到位,而阜六鐵路潁河特大橋阜陽臺-73#墩設(shè)計有防落梁擋塊,防落梁擋塊高出支撐墊石為735 mm,該橋坡度為5.9‰(上坡),因坡度引起的高度差為192 mm,為使1#柱跨過防落梁擋塊,需使在低位過孔時1#柱收縮最少927 mm,采用1#柱兩次到位法過孔可在低位狀態(tài)下安全快速完成過孔,其他工況與正常架梁工況完全一致。
(1)前、后吊梁小車分別與前后曲梁穿銷軸聯(lián)接,解除曲梁與機臂銷軸聯(lián)接,將整機降低1000 mm落到低位, 1#柱和橋面用剛性支撐放于橋面用木楔打緊,再用2個5噸鏈條葫蘆和鋼絲繩將1#柱和已架梁片兩側(cè)連接拉緊保護。
(2)收3#柱,前后行車驅(qū)動機臂前移14m.
(3)支3#柱,用4個5噸鏈條葫蘆和鋼絲繩將3#柱雙向斜拉,收2#柱,后吊梁行車驅(qū)動2#柱前移19m, 2#柱到位支墊好后,解除3#柱斜拉。
(4)收3#柱,機臂前移18.7m, 0#柱到墩臺既定位置,頂升0#柱使機臂前端與1#柱處高差-50~150mm,調(diào)整0#柱垂直度≤5‰ 。
(5)支3#柱,用4個5噸鏈條葫蘆和鋼絲繩將3#柱雙向斜拉,收2#柱,后吊梁行車驅(qū)動2#柱前移13.7m,2#柱到位后穿曲梁與機臂固定銷,解除1#柱固定裝置。
(6)收1#柱,驅(qū)動1#柱前移到前方墩頂防落梁擋塊前支撐墊石上,將1#曲梁與機臂用螺栓鎖緊,解除3#柱斜拉,將1#柱、2#柱及0#柱同時頂升并適時轉(zhuǎn)換0#柱穿銷滿足0#柱與1#柱在同一高度上(見圖2)。
(7)頂升1#柱、2#柱及0#柱使2#柱穿銷位于第五個銷孔,保持機臂水平,穿2#柱及0#柱銷軸,收1#柱,將1#柱前移到指定位置,穿1#柱曲梁與機臂固定銷。收0#柱,頂升1#柱、2#柱到架梁位并穿銷固定,解除行車與機臂固定銷,行車后退到后方吊梁位置(見圖3)。
從以上過孔工序可以看出,1#柱兩次到位過孔法與傳統(tǒng)過孔法在前五個工序是相同的,所不同之處僅在于1#柱為跨越防落梁擋塊,需分兩步到位, 1#柱在前方墩臺支撐墊石上支墊好后,在1#柱頂升的輔助下,使0#柱、2#柱油缸頂升到足夠使1#柱油缸收縮的行程能跨越防落梁擋塊即可使1#柱前移到指定位置。
4.3 有防落梁擋塊時過孔控制要點
4.3.1 過孔狀態(tài)曲梁與吊梁小車銷接,應(yīng)先插好下一工序的銷軸才能拔掉上一工序作業(yè)的銷軸。
4.3.2 過孔時0#、1#、2#、3#柱位置應(yīng)派專人操作與監(jiān)護,支墊應(yīng)平實可靠,1#、2#柱伸縮時應(yīng)保持兩側(cè)平衡,均勻升降。
4.3.3 過孔工況保證機臂水平,嚴禁機臂傾斜作業(yè),可通過機臂調(diào)平裝置的觸摸屏觀測0#--1#柱、3#--1#柱顯示差值調(diào)整0#、3#柱高度。
4.3.4 1#柱、2#柱橫移軌道分別水平,三根軌道要平行,1#柱、2#柱橫移軌道用水平尺找平,軌道全長高差≤15毫米,且軌道兩端部高度不得低于中部高度。1#柱橫移軌道與2#柱橫移軌道間的平行度≤50毫米,2#柱兩根軌道間的平行度≤10毫米。
4.3.5 0#柱和1#柱支墊好后調(diào)整其垂直度,在過孔過程中柱體垂直度控制是關(guān)鍵點。
4.3.6 對橋面有橫坡的工況,應(yīng)調(diào)整軌道墊木高度,使橫移軌道保持水平。
4.3.7 在架梁完畢、過孔對位開始前,需將1#柱和橋面用剛性支撐放于橋面用木楔打緊,再用2個5噸鏈條葫蘆和鋼絲繩將1#柱和已架梁片兩側(cè)連接拉緊保護。
4.3.8 過孔過程中,每次走行2#柱前需將3#柱用4個5噸鏈條葫蘆和鋼絲繩雙向斜拉,只有2#柱到位后才可以解除。
4.4 采用整機前移方案的1#柱兩次到位法技術(shù)經(jīng)濟效果分析
因DJ168架橋機吊梁行車在機臂下方,整機重心高,在不鑿除防落梁擋塊的基礎(chǔ)上采用1#柱兩次到位法工序過孔比高位過孔安全性能高;若采用轉(zhuǎn)換1#柱油缸銷既轉(zhuǎn)換導(dǎo)套,需轉(zhuǎn)換兩次油缸銷,過程中需支墊,操作上不方便,而且費時,安全和經(jīng)濟上也不可??;采用1#柱兩次到位過孔法屬于低位過孔法,無需增加其他材料和設(shè)備,施工進度只比正常工況過孔法多十五分鐘,但該法技術(shù)上安全,經(jīng)濟上可行(見表1)。
5 結(jié)束語
利用DJ168架橋機,在過孔過程中通過1#柱分兩次到位的方法成功架設(shè)有防落梁擋塊的T形梁,擴大了該架橋機的架設(shè)使用范圍,這一成功實例,將為架設(shè)類似的橋梁提供了有價值的借鑒和參考。
參考文獻
[1] DJ168架橋機使用說明書