新建铁路客运专线站前桥梁新技术新工艺介绍

PAGEPAGE1新技术新工艺介绍一、工程概况新建铁路大同至西安铁路客运专线第11合同段晋陕黄河特大桥由山西省永济市跨越黄河进入陕西省合阳县，起讫里程为:DK701+923.61～DK711+892.79，桥梁全长9.969km,孔跨布置为（31-32m）简支箱梁+(54+2×90+54)m连续梁+(19-48m)节段拼装简支箱梁+(15-2×108m)单T刚构加劲钢桁组合结构+(63-48m)节段拼装简支箱梁+（8-2×48m）单T刚构+(48+80+48)m连续梁+(3-2×48m)单T刚构+(1-2×35m)单T刚构。桥梁共有桩基2950根，承台175个，墩台175个，连续梁及单T刚构均为箱形、变高度、变截面结构，48m简支箱梁为节段拼装梁，轨道采用CRTSⅠ型双块式无砟轨道，设计时速250km/h，总圬工方约110万方，工程总造价18.3亿。二、新工艺新技术应用情况1.主桥15联（2×108）m单T刚构加劲钢桁组合结构⑴设计背景晋陕黄河特大桥跨越黄河主河道，根据黄河水利委员会确定的主要控制指标要求，主河槽孔跨不小于100m，以保证河道行洪要求。⑵设计比选结合桥位处具体特点，为使结构经济合理，主河槽范围内桥式选择的总体思路为尽可能采用等跨结构或跨度差异较小的结构，可选用桥型主要有连续梁、连续刚构、钢桁梁、梁拱组合结构、索梁组合结构以及桥梁自身重量较轻的钢混组合结构等。若采用一般连续梁或连续刚构，考虑合理配跨要求，势必造成主跨跨度接近180m，由于桥址处于高地震区，地震力成为控制设计的主要因素，且工程造价会大幅度增加，已不尽合理。另外桥梁穿越晋陕黄河湿地景区，桥梁形式应充分考虑景观效果，在空旷的河道内，桥梁结构与周围环境比较相对较小，因此桥梁应突显轮廓美，主河槽范围内桥梁宜形成整体规模，考虑合理经济指标，桥梁跨度无需太大。基于上述分析，主桥桥型选择了单T刚构加劲钢桁组合结构、部分斜拉桥、连续梁边孔加拱组合结构、下承式连续钢桁梁4种桥型进行比较分析。⑶桥型选定综合考虑构造设计，加劲桁桁布置于靠边跨处，钢桁高9.35m，桥面以上8.75m，钢桁加劲长度60m,节间长度12m,主桁中心距11m。加劲钢桁由上弦杆、腹杆和横撑组成，上弦杆双线纵向平行设置，上弦杆与箱梁之间设置腹杆，将上弦杆与箱梁之间的平面空间分成若干个等腰三角形单元，上弦杆之间设置若干横向布置的横撑，相邻横撑之间对角设置倾斜的横撑，相邻倾斜的横撑的倾斜方向相反。本结构为国内首创，能有效降低结构自重，提高结构整体刚度，极大改善梁端转角，明显改善混凝土梁桥后期徐变变形值，提高乘坐舒适度。2.加劲钢桁与混凝土的连接设计加劲钢桁与混凝土的连接设计了一种新型开孔钢板连接键结构（PBL键），即在钢桁杆件与混凝土梁的连接处纵向两侧分别设置钢桁节点板，钢桁节点板上设置开孔，双侧开孔中设置贯穿钢筋，该钢筋位于孔位中心，同时在节点板外设置相应的梁体钢筋，然后灌注混凝土，将节点板与混凝土紧密连接，进而保证钢桁与梁体连接为有效整体。相比传统的栓钉剪力连接方式，PBL键极限承载力高，延性好，抗疲劳性能优。塑图面2临-赤1拌钢桁与主梁连觉接构造呜(少单位缠:授mm么)价3鼻.浑加劲钢桁下节裂点预埋拢钢桁每联俊由亚5帝个节间组成，献每联躺长叶60乳m攀；诚6讽对下节点超，刷5妻对上节点；主上桁下弦节点采黄用散装节点，咳节点板与箱梁债采羞用辉PB所L与剪力键及普通牌钢筋刚性固结期；下节点分别帜为贱E横0絮、屑E备1编、表E桑2梯、膊E符3上、蛛E课4帐、烫E抓5吸六种，依次安纵装厕于京27待#安、椒24寿#澡、塌21捆#洽、延18呀#抢、百15拖#逆、抄12商#晕块。每个节段尘均安装两个，象大小里程对称浑布置。熔图染3翅-大1秀钢桁下节点布蓝置图面徐下节族板浅E它0节、舌E韵5租构件高为肥1560mm竭，榨E基1奉、烘E裤2般、繁E趋3没、净E驶4圾构件高均为璃1500mm角，节点埋入箱桂梁深为唯650mm抹，节点板左右表两板间净间距匀均为缺752mm碍。（已考虑安惰装腹杆加工时劣宽均执行正公复差载即巨+刃1.5mm旱）。抗图豪3颗-标2妄：蜻E守0京、针E众5邮节点三维图许捆有蕉许图鹿3晴-程3驰：剩E旺1坝—误E魂4蜘节点三维图座加劲钢桁下节傲点在主梁悬臂恋阶段预埋，预孩埋过程受预应清力施加、施工说荷载变化、箱勉梁徐变、温度信等因数影响，危三向坐标控制零难度大，并且贵，下节点预埋离位置偏差，将华影响后期桥面隶以上杆件安装垮。倍为保证其预埋倒精度，本项目叙采用了羞一种悬臂现浇刊梁段上加劲钢皱桁下节点定位葬模具，特点是势在已浇筑梁段体上锚固所述挑先梁，处在所述烧挑梁设置竖向棍及横向精调装委置，在所述精百调装置上穿精判轧螺纹钢，利途用调整精轧螺庙纹钢拧入的多兽少来调整钢桁堂下节点的竖向垦及水平位置。及本模具填使悬臂浇筑梁溜段上，无法通缠过固定平台进匙行加劲钢桁下升节点进行精确乱定位的情况下霜，通过加劲钢彩桁下节点定位瞒模具使得加劲姿钢桁下节点得惰到准确定位。戒加劲钢桁下节券点定位模具包梅含知竖向精调装置守和塌横向精调装置垫，俘对加劲钢桁下谷节点进行精确对调整，且脱离则了挂篮平台不堤稳定的工作环跑境。舱同时，根据预勤埋过程中数据舱的变化，可适粘时进行三向坐我标调整，从而您，解决了超闸长颜T播构悬臂浇筑中异下弦节点精确追定位难题，实窄现了兄钢院-恭混结合。建图匙3杨-钻4浴：差仍加劲钢桁下节旱点定位模具墨图宪〈炎图中标号误：猾1晃挑梁高（另I40惠b衔工字钢）社；层2民竖向精调螺栓腐（门φ顽2掩5雁精轧螺纹钢）户；旗3允横向精调螺栓震（晶φ裂2昨5直精轧螺纹钢）疑；探4体纵向精调螺栓著（决φ胸2承5饲精轧螺纹钢）栋；填5宾压梁型钢弦（码I1望4量工字钢双拼）锐；补6煎锚固筋盛（百φ寺2肯5周精轧螺纹钢）香；初7湾竖向限位型钢肉（鸦I1浆4学工字钢双拼）变；末8薯纵向限位型钢会（杰I1艰4新工字钢双拼）目；倾9爆螺母终（杜φ闲2炒5巴螺帽）篮〉躬。捷4.蒸自主研制婆170矿0饥吨下承式节段截拼装架桥机和悦墩旁垂直提升雁设备⑴设计概况靠48m经节段拼装简支晨梁共纱计黑8邻2磁孔，每孔分欺11丧个节段，端部挺2臭个节段，每节肤3.2m凉，其余每个节拘段长度为狠3.9m纷。梁高范4.628m布，底板宽页5.50m洗，顶板宽解12.0m御，节段拼装采蹲用湿接缝法，钉湿接缝宽肺0.8m膊；单孔节段预胖制梁取C50乌混凝土方量为危535.6塞m3栏，湿接缝混凝茄土地95.72m冶3美，单孔自重割16用38渠0KN架。⑵研制背景鞋48炭m靠节段拼装架桥么机设计及安装总：晋陕黄河特绸大桥墩高均大谊于建45吸m懂，且节段梁两魄端均与连续梁轮相接，节段拼絮装架桥机须类在猛45应m仪高墩顶悬空拼酒装，如何安全劝高效完成桥机睁自身拼装，将那是桥机设计必安须考虑的关键酿因素。察提升站的设计矿：节段拼装简赠支箱梁两侧均禁为大跨径连续绘梁，桥梁上跨陡国家湿地森林北公园，地面运扬输不具备条件连，只有在墩旁波设计垂直提升冻站，将节段梁温体提升至已架威设桥面上运输愉。⑶关键技术畅架桥机是节段时拼装施工中最绍核心的部分，露它的工作性能录直接决定了节争段拼装施工安误全和功效。目存前国内外节段缎拼装架桥机有搜下承式和上承锈式两种形式，治综合本桥桥高丛及悬空拼装等期特点，经过多蓬次论证和研究截，选择下承式斤架桥机。同时详配套设计了墩宽旁垂直提升站肠，用于节段箱委梁的提升。侨①芳节段拼装架桥吴机设计难点骂架桥机本身必锄须蹲在正45殖m识墩顶悬空拼装荐，必须尽最大峰限度降低桥机仁自身拼装高度域。剃为覆降低高度便于狗桥机凉拼装，选择下竖承式架桥机，肃整孔梁重及桥知机自重玉达仗260损0榴吨，托架支撑逐位置的选择，雾同时要解决拼适装完成之后的即体系转换。牧48熟m策节段拼装简支垄箱梁共妨计思1泳0努条湿接缝，完寸成每孔梁的周粒期和湿接缝施灿工进度关系较仇大，只有提高芝施工人员桥在主45宣m禁高空作业安全邪系数，方可保货证施工进度。献桥机过孔工况兄中需要提供安普全可靠的动力忍系统，需提高斗桥机过孔时的游机械化程度。胡若采用下承式纪架桥机递，在地面提升颗节段时，节段需横桥向宽度为称12m烧，无法通过桥仁机主桁之间的辟空隙，必须在锐起重天车上设路计切实可行的良自动旋转系统年。灭该地区风大且予刮风频率较高格，架桥机设计堵抗风等级要求坐高，六级及以摘下风力可以架搏梁，非工作状桥态荐时朵7煤级风无须采取悬防御措施。传②云节段拼装架桥预机的设计思路涌和原理完为解决桥机本鞋身拼装悬空拼堵装的难度，选葬择下承式架桥驳机，桥机拼装甘采用膺架式拼畏装方法。显在墩顶设计墩顾旁托架，架桥危机主桁与墩顶衡托架接触位置船设圆计诸800削t作油顶，节段拼忠装时，油顶将至梁体重量及桥烫机自重传至立绑柱墩顶承担，矩同时利营用味800辅t彼油顶在拼装完更成之后进行体别系转换。钱架桥机设随计期1驾0或道全自动液压摸翼式平台，既挑可支撑预制节相段，又作为湿舱接缝施工作业凯平台，另外可吵连接两侧主桁痒，确保桥机过筝孔时的整体稳唱定性。怠图网4-1约抄节段梁拼装完需成后效果姥架桥机过孔设定计了全液压自君动顶推系统，端利用纵移油顶沫顶推主桁，确支保过孔安全，宅缩短过孔时间哲。毒在起重天车上框设昨置另360罢°茄自动旋转系统垄，解决节段提鉴升通过主桁问种题。铲桥机设计抗风抹等级：六级及距以下风力可以今架梁，非工作两状态馆时板7协级风无须采取侵防御措施。感③待节段拼装架桥格机总体组成像晋陕黄河特大纵桥妈48m哄节段拼装架桥狂机主要由主结家构（包括主框服架、前导梁、决横联和后导梁晨）、主支承（支包括前、后支滥腿）、托架台论车倒运机构、扑液压翼式平台糠、起重系统（脉包括起重天车善、天车吊具及咽辅件）、湿接悼缝外模板、运勒梁车系统、液摔压系统、电气犁系统等组成。护该架桥机能够生进行抽48/32光米跨节段拼装述简支箱梁的施就工，全长堡108m布，总重甜810t咬，其中主框架扎总重约弃460t著，两幅主框架然中心距为口9.5m剑。前后导梁上都面各设置辅助膝支腿，主桁下术面设置四个相鞋同的墩旁托架樱，另外配置遗180t沸起重天车和运堆梁车各闷1叉台，具体构造笑见猴图庭4-鱼2混。绢图佣4-2窜护节段拼装架桥塑机总体构造图裂④乞节段拼装架桥挑机安装认总结国内其它况大型设备安装肾的成功经验和撕教训，参考国芒外同行优秀的睁施工方法，考浑虑施工时占用凤场地、施工周肺期、尤其是施好工安全等因素信，本工程安装贪采用中间搭建铸临时膺架的安钥装工艺和方法编。在两跨正中菌间搭建一个傍9.5枝×董2.4m式，高度为展4正5全m始的临时膺架。廉临时膺架搭设个完成后，拉好栋缆风绳。采取扬主梁现场地面仗分组拼接，利射用履带吊吊装溉上桥，中间对促接的安装方法验；通过该工艺瓜完成整台架桥坝机的安装，相斧比过去国内传贝统的利用双塔丽架施工的吊装恐方法，具有场抵地占用小、施帜工周期短和安毕全性高等优点捷。岛图乌4-3筑差节段拼装架桥径机安装膺架图链⑤笼提升站设计及在安装神提升站园主要由览主结构，起升笔机构臭、获小车及电气系孩统等四部分组课成。象图测4-4态话墩旁垂直提升时站构造图翅a手、主结构由墩丽旁托架，桥架席，空间门架和籍拉杆组成起重启机主要承力结忧构。渣墩旁托架类似达于架桥机墩旁推托架，下部固而定于桥墩顶部垒，上部用于支冠撑起重机门架闷，从而成为整熟个起重机的受毙力基础。主要宏结构件由钢板勺拼焊成箱形结遥构，材质东为蕉Q辞345C密。用桥手架定—筋采用偏轨箱型劳双梁结构，桥代架的前后端均取用横梁连接，淘形成刚性水平巾框架。小车轨类道布置在其内简侧腹板上方，休桥架与拉杆的牢连接点及桥架桂与门架的连接煮点均设在两箱恭梁外侧腹板处裳。心门旧架砖—朱由左右两片门反框及中间连杆放组硬成跳H镇型门架，门框恶及中间连杆采烟用箱型结构，刘材圆料痒Q345很C唤，门架中部留棉有足够空间用凤于节段梁片的场通过。雷拉回杆钓—妈截面为箱型截域面双拉杆，与当前桥架的连接去点设在前桥架刷有效工作长度魔前致部词1/枯5牵处。b、起升机构族起升机构选择超两漂台弟JK1妻2坟卷扬机作为动浙力，每台功率僚为壶55k旁w炉，固定于桥架行后端，钢丝绳隔从起升卷扬机定卷筒出去，绕芦过小车上的定肾滑轮及吊具动狼滑轮返到小车乞定滑轮，最后砌固定于桥架前剑横梁上。兔起升机构由变势频电动机驱动和，经齿轮联轴仪器带动减速器练，减速器低速间轴带动绕有钢膨丝绳的卷筒，舞控制电动机正配、反转，就可帮实现吊钩的上衣升和下降。起逼升速度栋为羡0-3m/m效i捆n忠。杏c喂、性安全报警装置瘦电气系统设有胖总过流保护，怕各机构极限保晒护皂、庙超载保护、失跌压保护，过电缓压和欠电压以搂及过电流保护左由刃PL流C凤装置实现各自层控制坛，容断电保护。d、防风装置各提升站工作风哥压条按吸300N轧/染㎡设达计鄙,踪非工作状态计慈算风压辛为游1500N团/咐㎡，提升站上妹部小车设计有呈防风反钩，与兵门架连成一个糕整体，从而使勿整个提升站与盏桥墩锚接成一争个整体，有效衣地增加了防风猴安全性。悲5速.油节段拼装架桥犁机液压翼式支挂撑横梁准晋陕黄河特大榜桥贵48素m罪节段箱梁每孔僵分攻1尽1变个节段，其中些端部节慎段浆2深节，每节长郊度屡3.2岗m过，其余段长通度犁3.9甜m轻，桥面宽饱度竞12塌m望，梁小高辰4.628家m鸣。节段拼装采述用湿接法施工示，湿接缝芝宽养0.8遍m醉。适结合这一结构辰特点，造桥机鄙在设计上需针初对湿接缝设航置尺1瞒0排个支撑横梁，羊用以支杨承否1扶1俗个节段梁块，玻另外为湿接缝桐底模的安装、卫节段梁块平面掠及高程的调整梨提供一个可靠炮的工作平台。怒根据移动模架烘造桥机的特点霜，支撑横梁必淋须设置成左右倍两段，分别与境两侧主梁奇呈钟“怀L宪”命形相连接，并信在箱梁的中线红位置处左右两你段支撑横梁之葛间设置成螺栓壳连接，在拼装球施工和造桥机倦前移过孔时可核实现自由开合与，从而实现造槽桥机的移动。摇由于桥墩高度甲较高的原因，含墩身的结构采适用了薄壁空心脾墩形式，墩身体最小截面尺寸丹为睬6.0m×9累.0汉m稍，而梁面宽度音为存12.0窃m匠，造桥机前移扒过孔时支撑横友梁如何避开桥茧墩是一大难题火。对于采用水朽平开合结构形略式，由于桥墩亮宽度蛋为脖9的m杂，单侧需要外芝移饮4.6拴m向以上，这在设撒计和施工上难银度太大，可操却作性较差，安腰全风险非常大用。希支撑横