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新沂市郯新路上跨隴海鐵路立交橋上跨徐海公路和隴海鐵路新沂站西咽喉7 股線路,本橋孔跨布置為:3×30 m+48 m+4×33 m+48 m+3×33 m+4×30 m,其中跨鐵路和公路采用48 m 箱梁。33 m 每跨由 6 片預(yù)制箱梁組成,48 m 跨由 7 片預(yù)制箱梁組成,其中48 m 邊梁重221.5 t,梁高2.5 m,頂寬1.9 m;中梁重208.2 t,梁高2.5 m,頂寬1.3 m。橋面寬度為17.5 m,全長537 m。
由于48 m箱梁與33 m箱梁寬度不一樣,造成48 m跨由7片箱梁組成,而與之相鄰的33 m 橋跨由6 片箱梁組成,并且33 m 跨的邊梁懸臂為817 mm,若架橋機(jī)將48 m 跨邊梁橫移到位,架橋機(jī)中托走行外輪將走出梁邊600 mm,經(jīng)過檢算并咨詢架橋機(jī)廠家,架橋機(jī)在架設(shè)220 多噸48 m 邊梁的情況下,架橋機(jī)中托走行輪在橫移軌道上外輪可以懸空800 mm。由于33 m 跨的邊梁懸臂為817 mm,再加上須外移出梁邊800 mm 才能將48 m 跨邊梁架設(shè)到位,架橋機(jī)外輪一共懸空1617 mm,架橋機(jī)橫移軌道不能滿足受力要求,所以架橋機(jī)無法一次性將48 m跨邊梁架設(shè)到位,需要對(duì)架橋機(jī)橫移軌道采取支撐加固措施。
經(jīng)過與施工、監(jiān)理、設(shè)計(jì)等單位相關(guān)人員專題研討,確定三種方案來解決上述問題:
(1)采用鋼管組合支架對(duì)架橋機(jī)中托走行軌進(jìn)行支撐加固;
(2)利用軍用八三式鋼支墩搭設(shè)支架對(duì)架橋機(jī)中托走行軌進(jìn)行支撐加固;
(3)改變架梁順序,將最后架設(shè)外邊梁改為先架外邊梁,最后架設(shè)次邊梁,即先在次邊梁及外邊梁位置上鋪設(shè)滑道(通長鋼板上鋪設(shè)四氟乙烯滑塊及木板)架橋機(jī)將外邊梁落在次邊梁位置,封鎖點(diǎn)內(nèi)利用人工橫移的方法將外邊梁架設(shè)到位,最后架設(shè)次邊梁的方法。
由于搭設(shè)支點(diǎn)高度為16 m,綜合考慮鋼管支點(diǎn)的剛度及穩(wěn)定,通過計(jì)算須采用直徑為300 mm 壁厚為10 mm 的9根無縫鋼管組合作為一處支點(diǎn),兩處支點(diǎn)鋼管重約25 t,共需費(fèi)用約為60萬元,距離接觸網(wǎng)回流線距離最近處不足2 m,而且由于高度較高,鋼管支架基礎(chǔ)固定比較困難,存在較大風(fēng)險(xiǎn)且施工難度大(圖1)。
從搭設(shè)支點(diǎn)高度、剛度及穩(wěn)定綜合考慮,通過計(jì)算須搭設(shè)4×4 八三式支架作為支點(diǎn),需要2 組鋼支墩桿件,重約100 t,租賃、運(yùn)輸、搭拆費(fèi)用約為50 萬元,而且組拼、拆除工作較繁瑣,需要時(shí)間約為10天左右(圖2)。
圖1 鋼管支架示意圖
圖2 八三軍用支架示意圖
通過設(shè)計(jì)單位檢算,可以改變架梁順序,蓋梁能滿足受力要求,并且梁底與蓋梁之間距離能夠安裝液壓油鎬,滿足鋪設(shè)橫移滑道條件,可以進(jìn)行點(diǎn)內(nèi)人工橫移落梁方案的實(shí)施,且費(fèi)用僅約5萬元,具體情況分析如下:
(1)采用落梁油鎬技術(shù)參數(shù):噸位100 t,油頂高度220 mm,頂程200 mm,外邊梁落到橡膠支座上后梁底與蓋梁之間距離為240 mm:支撐墊石190 mm+橡膠支座50 mm=240 mm,外邊梁自重220 t,每端采用2臺(tái)油鎬,滿足起、落梁條件;
(2)橫移螺旋鎬技術(shù)參數(shù):噸位50 t,高度700 mm,頂程400 mm,外邊梁落在次邊梁位置后與3#箱梁之間距離為2 700 mm,外邊梁需要橫移距離為1 400 mm,為了減少倒鎬時(shí)間,可以利用兩臺(tái)50 t螺旋鎬同時(shí)進(jìn)行對(duì)頂,并且再備用兩臺(tái)螺旋鎬,省掉回鎬環(huán)節(jié),節(jié)省移梁時(shí)間,頂鎬與后背梁之間利用枕木及鋼板填實(shí)。頂力計(jì)算:邊梁自重221.5 t×四氟乙烯與鋼板間摩阻系數(shù)0.06=13.3 t,利用已架好的三片梁作為后背,利用一臺(tái)50 t螺旋鎬滿足橫移要求(圖3)。
圖3 人工橫移梁示意圖
(3)蓋梁與接觸網(wǎng)回流線之間最小距離為2 m,滿足搭設(shè)0.8 m寬作業(yè)平臺(tái)要求(與接觸網(wǎng)回流線不停電安全作業(yè)距離為不小于1 m)。
(4)由于48 m 箱梁比33 m 箱梁高 0.6 m,所以48 m 跨蓋梁比兩端33 m 跨的蓋梁低0.6 m,并且兩側(cè)有0.5 m 高的防落擋墻,而且箱梁高為2 400 mm,底寬為1 700 mm的矩形,即箱梁在橫移過程中不易傾斜,縱橫向都是安全的。
(5)時(shí)間分析:架橋機(jī)吊裝箱梁過軌15 min,橫移落梁及橫移準(zhǔn)備5 min,第一次橫移800 m15 min,第二次橫移準(zhǔn)備及橫移600 mm15 min,橫移到位落梁5 min,共計(jì)用時(shí)55 min,滿足70 min 封鎖要求,為防止封鎖天窗內(nèi)完不成移落梁作業(yè),提報(bào)計(jì)劃時(shí)多要一個(gè)備用封鎖計(jì)劃。
經(jīng)過論證,最后決定采用第三種人工橫移落梁的方案。
在箱梁架設(shè)前先進(jìn)行滑道安裝,步驟如下:
(1)在鐵路跨8#、9#墩搭設(shè)鋼管支架作為橫移落梁作業(yè)平臺(tái),作業(yè)平臺(tái)距離接觸網(wǎng)回流線距離為1 200 mm,并且圍欄與梁底平齊,全部用密目網(wǎng)封閉,確保工料具不能侵入限界。
(2)在8#、9#墩次邊梁與邊梁的墊石之間距離為800 mm,墊石高192 mm,在墊石之間采用20 mm 厚鋼板墊9 層,10 mm 鋼板墊1 層,邊梁墊石間距離為500 mm,同樣采用20 mm 厚鋼板墊9 層,10 mm 鋼板墊1 層保持同一標(biāo)高。邊梁與次邊梁墊石高差為50 mm,在邊梁墊石頂面鋪設(shè)20 mm 鋼板2 層,10 mm 鋼板1 層,以保證在同一標(biāo)高,在其上鋪設(shè)3 000 mm×200 mm×20 mm通長鋼板。
(3)在通長鋼板上鋪設(shè)四氟乙烯滑塊厚20 mm 及木板厚20 mm,并安裝橫移及落梁輔助裝置(尺寸見圖4、圖5)。
圖4 橫移梁滑道等布設(shè)側(cè)面示意圖
圖5 橫移梁滑道等布設(shè)正面示意圖
(4)在支撐墊石上的滑道共厚60 mm,梁底距離蓋梁頂距離為250 mm,即利用220 mm 高的液壓油頂只需將梁底頂起后滑道撤出,將50 mm高橡膠支座安裝進(jìn)去,梁體下落10 mm即能到位。
在鐵路封鎖點(diǎn)內(nèi)利用架橋機(jī)將邊梁架設(shè)至次邊梁位置,使梁體坐落于四氟乙烯滑塊上的木板上。
此次橫移梁的距離為1 400 mm,采用“兩點(diǎn)橫移,分級(jí)調(diào)壓,集中指揮”的方法進(jìn)行橫移施工。橫移過程中操作員隨時(shí)量取橫移進(jìn)度,由指揮員統(tǒng)一協(xié)調(diào)兩端橫移進(jìn)度。過程中需跟蹤觀測箱梁平面位置,發(fā)現(xiàn)偏差時(shí)及時(shí)調(diào)整。測量頻率:每橫移約50 mm 左右測量一次,直至箱梁橫移至設(shè)計(jì)位置。
橫移施工時(shí),主要采取以下措施確保施工同步:一是橫移滑道安裝時(shí)要求相互平行,滑道頂面要求水平;二是在橫移過程中,兩端千斤頂起頂動(dòng)作要求保持一致,施工時(shí)在橫移滑道上標(biāo)注刻度線并勤測量,以免梁體平面傾斜導(dǎo)致發(fā)生縱向位移;三是在梁端設(shè)置縱向限位裝置,以阻止梁體發(fā)生較大的縱向位移。
在箱梁橫移到位后,在梁體兩端各安裝兩臺(tái)50 t液壓油鎬,利用油鎬先將梁體頂起,將滑道及橫移梁工具、材料全部清理干凈,并安裝好支座及限位鋼板后進(jìn)行落梁。
落梁施工時(shí)采用兩端交替落梁的方式,即一端下落到位后再落另一端。采用液壓油鎬落梁時(shí)要聽從指揮,兩個(gè)操作人員要同步進(jìn)行控制落鎬閥,直至梁體坐落于橡膠支座上。
新沂郯新路上跨立交橋在架設(shè)鐵路跨兩片48 m 的外邊梁時(shí),采用封鎖點(diǎn)內(nèi)人工橫移及落梁的技術(shù),安全正點(diǎn)地完成了架設(shè)任務(wù),省去了橫移軌道的支撐加固工作,也避免了搭設(shè)支點(diǎn)的安全風(fēng)險(xiǎn),既保證了架梁的安全也節(jié)省了成本,安全及經(jīng)濟(jì)效益顯著,對(duì)于以后的類似架梁施工有一定的借鑒作用。