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高速铁路客运专线桥梁建设的运用

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摘要:随着高速铁路客运专线建设的不断加速,新材料、新工艺、新技术的不断涌现,要求建设者们不但要重视客运专线上桥梁结构的设计,还应加强对施工技术与组织的研究。尤其是对箱梁的施工,选择不同的施工方案会直接影响到工程的质量、进度和费用。因此,如何科学合理地对多个方案进行优选,选择最佳方案进行施工,以最少的投入获得最大产出,是整个建筑行业都非常关注的,也是一个有着理论价值和实践意义的研究课题。

关键词:满堂支架;移动模架;箱梁

满堂支架法是一种比较简单可靠的方法,一般适用于地基条件较好,跨越早地或浅水河流,且桥墩高度较低的简支箱梁。其弊端也是显而易见的,该方法地基处理局部不密实,局部受力不均,造成支架局部失稳跨塌,危险性大;满堂支架节点多,节点不紧固,支架搭设不规范,检查不到位,加固措施不到位,造成支架松动倾倒跨塌,危险性大;模板吊装不安全,支架横向宽度大,吊车臂伸长,易发生倾倒等一些列问题,因此需要引进一种更加先进、安全可靠、低成本的连续梁支架施工方案。移动模架施工工艺集模板、支撑系统、过孔功能于一体,与传统各类施工技术存在较大差别,是当今社会最先进的桥梁施工工艺之一。它作为一种新型高效的桥位现浇施工方法,以钢析架或钢箱梁为主要承重结构,自带模板体系,能够独立行走、过孔、就位,能够一次逐跨完成一联梁体混凝土浇筑,具有其它施工方法不具备的很多优势,适用于中小跨径的多跨简支梁和连续梁桥施工。现阶段该方法已经得到了国内外桥梁界的广泛关注,相关的研究越来越多,未来该施工方法将越来越改进和完善。

1移动模架系统的结构形式

移动模架系统由四个基本系统组成,分别是:模架支撑系统、主梁桁架系统、模板系统和液压走行系统,依据其PC梁在模架上的位置可分成上承式、中承式和下承式三种类型。移动模架示意图如图1所示。下面将简单介绍这三种移动模架类型。上承式移动模架即PC梁宽度不受限制,桥下净空的建造模式,该类型的典型代表是挪威NPR公司的Mss造桥机,其利用桥架或承台支承托架,主梁主要承担模架和施工负荷。中承式移动模架的支承主梁是中承式桁架,典型代表是铁道建筑研究院研制的ZQJ32/56型造桥机,该系统是用运梁台车、起吊车将分段预制的PC梁运至模架腹梁内进行拼接。中承式移动模架对PC梁和桥墩有制约性,其不能过宽,因此在实际应用中极少采用。下承式移动模架由主梁、模架、吊桥、支撑结构和走形结构等部分组成,其无需桥下净空,主梁支承在已建成的桥梁或墩顶上,即移动模架在地面拼接好,试压合格后,整体吊装,以郑州大方桥械公司的DZ42/1000为典型代表,上承式移动模架的改进更为先进,结构更加简单,更具实用性,因此目前应用较为广泛。

2移动模架施工的主要优势

该施工方法无需大型临时制梁场,如此不仅少占耕地,还减少了对地方道路的干扰,适用于丘陵地带和桥隧相连区域。不仅如此,移动模架施工还具有大型设备投入少/施工周期短/适应性强等优势,能够满足各种作业工况的需求,完成施工作业。移动模架施工的优势主要有:①工程投资少。②工人劳动强度低。③施工作业机械化水平高。④设备重复利用率高。⑤模高的调整和控制便利。⑥相关设备运行良好,梁体质量稳定。⑦梁体接缝少,质量稳定。⑧梁体线形较易控制,几乎不受地质条件影响。⑨实施标准化作业,重复性强,施工周期短,且不受自然天气影响,可确保施工进度和质量。

3应用案例

五里河特大桥除连续梁外,共有双线整孔简支箱梁孔。其中墩高在以上的有孔,墩高在勺的有孔,墩高在的有孔。从确保施工进度和质量的角度出发,经过相关部门的反复讨论决定采取下行式移动模架,其中墩身高度在米以下的孔位,采用非自移式,墩身高度在米以上的孔位采用自移式。要求施工所用设备必须符合相关规范标准,且能够良好运行。同时为了解决地形制约造成的该桥部分墩高难以满足移动模架自行要求的问题,增配了一套非标准支撑牛腿,如此一来上述问题得到了有效解决,确保了施工进度和质量。

3.1施工工艺

移动模架制梁主要有以下八个步骤:①移动模架现场拼装。②移动模架桥位预压。③调整模板、设置预拱度。④箱梁施工(包括安装箱梁支座;绑扎底、腹板钢筋,安装纵向预应力管道、布设预应力束;安装内模;绑扎顶板钢筋,安装横向预应力管道、布设预应力束若有;浇筑梁体硷;养护梁体硅;梁体硅达到设计要求的强度后,松开内模,进行预张拉等)。⑤移动模架过孔。⑥梁体硅达到设计要求的强度和弹性模量后,进行终张拉。⑦压浆封锚。⑧所有梁体施工完成后,移动模架解体。

3.2移动模架施工

4实施效果评价

对比满堂支架法跟移动模架法的施工各部件价格对比如表1。分析上表发现,采用满堂支架法比使用移动模架法成本要高230余万元,若考虑门洞搭设费用等,成本差额还会更高。形成巨大差别的主要项目是地基处理架管租赁和搭拆。经过五里河特大桥施工实践,我们认为移动模架法用于铁路客运专线技术成熟,工艺标准高,机械化程度高,且通用性强,对安全、质量和工期的保证程度均比较高,社会效益明显,值得在客运专线进一步推广。

5结论

通过移动模架法在五里河特大桥工程的具体实施,总结、提升了移动模架法施工工艺和关键技术,从技术经济的角度积累了一些定性和定量数据。从实施效果看,移动模架施工法具有工程投资少,工人劳动强度低,施工作业机械化水平高,设备重复利用率高,梁体线形较易控制,几乎不受地质条件影响,实施标准化作业,重复性强,施工周期短,且不受自然天气影响等优势,可确保施工进度和质量。因此,移动模架法在我国铁路客运专线的建设中具有良好的应用前景。

作者:周强 单位:中铁六局集团北京铁路建设有限公司

参考文献:

[1]杨正春.浅论移动模架[J].甘肃科技纵横,2010(01).

[2]冯燕,吴耀辉.铁路客运专线移动模架施工技术[J].起重运输机械,2009(03).

[3]许若.连续箱梁移动模架施工技术的质量控制探讨[J].黑龙江交通科技,2008(06).

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