桥隧连接条件下架梁施工技术

发表时间:2021/5/7   来源:《工程管理前沿》2021年7卷3期   作者:马 季
[导读] 受隧道净空限制,TJ165型架桥机在桥隧连接段架梁作业施工难度较大
        马 季
        中铁一局集团新运工程有限公司 陕西 咸阳 712000
        摘 要:受隧道净空限制,TJ165型架桥机在桥隧连接段架梁作业施工难度较大,一般在有碴线路采用降低道碴厚度,无碴道床一般采用加大隧道断面变更或汽车吊架梁方案,本文根据现场实践采用降低架桥机工作状态及轨排结构高度,以实现低净空隧道结构下的桥梁架设,解决了隧道内架梁净空不足的难题。本文以格库铁路新疆段PJS标6处桥隧相连段的隧道内架梁(无碴道床隧道)为实例,对施工中主要施工工艺进行论述,为类似工程提供参考。
        关键词:铁路架梁;桥隧相连段;隧道内无碴道床;施工技术
        1 工程概况
        新建格尔木至库尔勒铁路新疆段正线717.29公里,设计行车速度120公里/小时,单线设计,位于新疆巴州境内。受地理因素影响,格库铁路新疆段桥隧相连地段的隧道内桥梁架设工点有8处,其中6处为无砟道床隧道,2处为有砟道床隧道。本方案适用于TJ165架桥机走行部位部分或全部在单线隧道内架设2101型桥梁。
        为了保证桥隧相连段桥梁架设施工安全及进度,项目部组织专业技术人员对无砟道床隧道桥隧相连在隧道内桥梁架设工点进行调查,其中七面峰4#隧道进口处的七面峰5号大桥3#墩高度为30米,库端桥台锥坡高差大,现场不具备汽车吊立设的施工条件。项目部对架梁方案多次开会讨论,决定调整以往汽车吊架梁方案,减少安全风险同时成本投入,为此项目部决定采用钢制轨排以降低轨排结构高度,同时降低架桥机工作状态,以实现低净空隧道结构下的桥梁架设,解决了隧道内架梁净空不足的难题,以保证了格库铁路新疆段桥梁架设的施工进度和施工安全。
        2 施工步骤
        2.1施工设备及机具
        主要由架桥机主机(一号车)、机动平车(二号车)设备及钢制轨排等小机具组成。
        2.2工艺说明
        该工艺主要降低架桥机工作状态及轨排结构高度,以实现低净空隧道结构下的桥梁架设,解决了隧道内架梁净空不足的难题。
        3 工艺流程


图1桥隧相连地段桥梁架设施工工艺流程
        4 施工作业要点
        4.1施工图审核
        根据计划铺架施工方向核对全线施工图纸,对全线存在的桥隧相连进行统计:数量、长度(桥台前胸墙至隧道洞口的距离)、隧道类型、第一孔桥隧相连的桥梁类型等。
        如在审核中发现桥隧相连地段的隧道为无砟轨道,优先确认其无砟终点与桥台前胸墙距离,当铺架方向无砟终点至桥台前胸墙小于100m时,需及时与甲方联系调整无砟终点位置,防止无砟轨道制作后再凿除其无砟轨道。
        4.2施工调查
        现场核实隧道净空高度、桥台前胸墙至隧道口距离、隧道为无砟轨道则需调查无砟轨道道床施工情况、丈量无砟轨道终点至桥台距离、确定倒装龙门架组装位置、施工便道情况等。
        4.3轨排制作
        为满足隧道为无砟轨道的顺坡要求,便于自行运梁平车与架桥机顺利倒装桥梁,需在铺架前在场内制作拼接长度为75m的木枕轨排(为便于现场铺架尽量采用12.5m的钢轨制作枕木轨排)。
        4.3.1钢板轨排加工:为达到节约材料的目的,钢板选用桥梁伸缩缝处挡砟钢板对切,其规格为2.25m长×0.32m宽×0.01m厚,待全线桥隧相连桥梁架设完成后,将钢板焊接为4.5m长度;在钢板上确认螺栓孔眼位置进行打眼,将螺旋道钉从圆台处切断(将焊接部分,保留圆台),将切割的螺旋道钉根据轨距尺寸与钢板焊接;根据轨距及扣板安装情况在挡板座位置焊接4道规格为0.2m长×0.01m宽×0.01m高的钢板条作为扣板的挡板座使用(制作成型的钢板轨排见图2)。
        4.3.2钢板轨排组装:吊装12.5m钢轨并安装扣件,紧固螺栓,其扭力不小于80KN·M。

图2  制作好的钢板轨排
        4.4铺设钢板轨排
        自桥台前胸墙至该隧道内共计60m范围不进行道砟的预铺,该段直接在隧道基层铺设钢板轨排(为便于后续铺架施工,可提前安排人员将道砟装至编织袋,并放置在在该隧道出口段100m范围两侧,待桥梁架设完成,回收钢板轨排后铺设碴带)。已铺设的钢板轨排见图3。设置40m作为预铺道砟与不预铺道砟的过渡段(无砟轨道过渡长度相同)。无砟轨道与有砟轨道过渡采用道砟过渡,其过渡长度为40m,其无砟终点处道砟厚度按有砟枕木高度考虑道砟摊铺厚度,并在顺接范围内道砟顺坡至隧道底部,确保其后60m的钢板轨排直接铺设在隧道基层。

图3 已铺设的钢板轨排
        4.5桥梁整备及架桥机对位
        4.5.1桥梁整备
        进行桥隧相连处第一孔桥梁整备时,桥梁支座放至需架设桥梁端格挡上或平板车上,并采用铁丝或其他材料将支座固定牢靠,桥面不上道砟,其桥面备砟采用袋子装至平板车上。在到达工地后将支座倒装至架桥机,由架桥机吊轨钳将其根据固定方向及坡度方向吊装至墩台垫石上,由桥台人员在落梁后直接将支座与桥梁连接就位,桥梁就位后将袋装道砟摊铺至桥面(如道砟不易装运时,也可使用木条替代道砟过渡)。
        4.5.2架桥机准备工作
        架桥机对位完成后,立即做好各项防溜工作,在提升架桥机大臂时较正常状态需降低2个提升定位孔(较正常工作状态底26cm),由此架桥机高度由正常工作状态的7.36m变为7.1m,其桥隧相连工作状态尺寸为64m×4.8m×7.1m(组立零号柱见图4),自隧道底至架桥机顶部高度为7.3m(机臂提升后与隧道间隔情况见图5)。在架设前将架桥机大臂的防护绳拆除,并更改1、2号柱上的滚筒位置及大小,防止因滚筒造成架桥机蹭伤隧道衬砌,如架桥机大臂尾部设置的线缆架存在影响时,更改该线缆架,确保架桥机与隧道衬砌存在一定的缝隙。
 
       图4 零号柱组立               图5 桥隧相连工况与隧道关系
        根据32m桥梁及24m桥梁外观结构尺寸,重新制作架桥机吊梁钢丝绳,重新制作后的吊梁钢丝绳长度应满足吊梁时:湿接缝位置的吊钩紧靠湿接缝钢筋,靠挡砟墙处的吊钩按吊钩盒内滑轮中心紧靠桥梁翼缘制作钢丝绳。
        4.5.3桥台准备
        为防止桥梁不能横移到位,需提前制作墩台滑移梁设备,其包含:钢轨,鱼尾板,铁垫板,40cm高铁盒,滑梁板,10T道链,润滑剂,钢丝绳等。以上材料准备后装至架桥机,以便在架设桥隧相连桥梁不能横移到位时,滑移桥梁。
        4.6立龙门架倒装梁片
        机车推送桥梁、桥面轨节及龙门架车列到达工地后,在提前调查的龙门架组立位置组立龙门架,利用龙门架将桥梁吊起,落放到自行运梁平车上,并将前后两端支撑安装牢固,检查确认加固合格后方可运行。
        4.7自行运梁平车与架桥机对位
        自行运梁平车载梁运行速度一般不大于7km/h,与架桥机对位时速度不大于3km/h,距离架桥机10m处一度停车确认自行运梁平车制动系统工作正常后,再启动自行运梁平车缓慢推进。
        当桥隧相连工点的隧道大于3km且为长大坡道时,需由机车顶送自行运梁平车对位,其自行运梁平车需增加加固点,并将载梁平车增加钢丝绳加固,防止在运输过程中滑动,并在距离架桥机200m位置将自行运梁平车与机车分离,由自行运梁平车自行对位。当隧道为无砟轨道时,距离无砟轨道终点10m位置一度停车,在有砟与无砟过渡段运行时速度不得大于3km/h。
        4.8喂梁、捆梁、吊梁
        架桥机喂梁、捆梁和吊梁等作业主要包括以下过程:顶起桥梁前端,并落到架桥机前拖梁台车上,在跨装状态下拖梁前行;待进到一定位置后,再顶起桥梁后端,并落到架桥机后拖梁台车上继续前行(32m梁为一号吊梁小车捆梁、吊梁,全梁在半支半吊状态下前进,待桥梁后端前行到位后,再顶起后端,并落到拖梁台车上再继续前进);桥梁前端进到架桥机吊梁小车位置时,捆梁、吊梁,全梁在半支半吊状态下前进(32m桥梁捆梁见图5.2.8捆梁作业);待桥梁后端到达二号吊梁小车位置时再捆梁、吊梁,在悬吊状态下前进对位。

图5.6 捆梁作业
        4.9出梁、落梁、移梁、就位
        第一片桥梁落至最低位置时进行纵向对位,纵向对位完成后进行横移,横移到位后由两端台长进行桥梁微调就位。在第二片桥梁架设前,需重新立零号柱,零号柱向需架设梁片方向移动至合适位置。出梁后,梁走行至合适位置(接近第一片梁面时)后进行纵向对位,对位完成进行桥梁横移,待两片梁相距已足够落梁时下落就位(桥梁架设见图5.7)。

图5.7 桥隧相连工况桥梁架设
        4.10横隔板焊接及桥梁初张拉
        4.10.1横隔板焊接
        整孔桥梁就位后,预铺道砟或摆放木条以备铺轨;按设计图纸对桥梁前、中、后三个格挡进行横隔板焊接,横隔板焊接应饱满、无夹渣、气泡等焊接病害,焊后刮除焊渣检查焊接质量,如焊接不合格,则需重新焊接。
        4.10.2初张拉
        焊接时同步安装前、中、后三个格挡的钢绞线,前、后两端每个孔需安装4根钢绞线,中部安装3根钢绞线,并戴紧锚具、预张拉。
        4.11回收木枕轨排、铺设工具轨排
        桥梁架设完成后回收木枕轨排,并采用倒装龙门架倒装至平板车拉至铺架基地维修,以便下次使用。木枕轨排回收后,利用堆放在隧道两侧人行道上的道砟铺设砟带,以便铺设工具轨排。
        6 结束语
        格库铁路新疆段,采用降低架桥机工作状态及轨排结构高度,实现了低净空隧道结构下的桥梁架设,从而解决了隧道内架梁净空不足的难题。不但从施工安全角度,同时减少汽车吊架梁在困难地段场地费用投入较大问题。格库铁路桥隧相连段架梁施工,提出了较为可行过渡施工方法,为类似铁路工程项目提供借鉴。
参考文献
[1]Q/CR9213-2017.铁路架桥机架梁技术规程
[2]TB/10415-2003.铁路桥涵工程施工质量验收标准
[3]Q/CR9652-2017.客货共线铁路桥涵工程施工技术规程
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