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客运专线箱梁运架装备评述

2014-05-12  |  点击:  |  栏目:现代职业教育论文中心

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客运专线箱梁运架装备评述

分离式运架设备通过隧道时的工况(1)低位运梁车运梁通过隧道状况(运梁车高2000mm时)。箱梁边缘距离隧道内衬只有89mm,如果不切除部分箱梁翼缘板或降低仰拱高度,也无法通过隧道运输箱梁,普通运梁车更不能通过。(2)隧道仰拱二次填充低位运梁车通过250km/h隧道状况(运梁车高2000mm时),可以看出隧道仰拱分两次施工(隧道填充预留50cm,预留部分在桥梁架设完成后进行二次填充),可以通过隧道运输箱梁。运架一体机通过隧道时的工况以TTYJ900双梁式为例,运架一体机通过隧道时的工况。通过使用CAD比对,现场核实,运架梁机吊运箱梁低位通过隧道,无需切预制梁除翼缘板而二次现场浇筑、分次回填隧道仰拱,隧道可按设计组织实施。分离式架桥机特殊工况架设箱梁(1)架设隧道进口箱梁工况(以过孔用导梁式架桥机为例),此时架桥机悬臂梁折叠,需要隧道进口至桥台胸墙至少有15m距离。(2)架设隧道出口箱梁工况(以过孔用导梁式架桥机为例),此时架桥机位于低位托运状态,无法在隧道内起升架桥机,需要隧道出口至桥台胸墙有45m以上距离才能将架桥机起升至架梁状态。运架一体机隧道口零距离架设箱梁工况经使用CAD比对,现场核实,架桥机在架梁状态下最高913cm,宽度与运梁状态相同,两侧剩余28cm。运架一体机进隧道口零距离架梁,此时导梁正常位,运架梁机中位,砼箱梁在隧道外,但运架梁机前部卷扬机部位已进入隧道,需要更换比原有的连接座低12cm的临时连接座。此状态下,运架梁机最高处高度918cm,隧道断面高度942cm;箱梁未进隧道,无影响,满足架梁条件。运架一体机出隧道口零距离架梁,此时导梁低位,运架梁机中位偏下20cm。需要事先将过渡导梁与下导梁之间连接,临时后支腿安装于下导梁尾端。此状态下,运架梁机最高处高度901cm,隧道断面高度942cm;箱梁在隧道内,梁底距隧道仰拱顶面183cm,箱梁翼缘板距二衬各28cm,满足架梁条件。通过以上分析,现施工时辅以必要的辅助设备,运架一体机满足隧道口零距离架梁。

设备选型配套组合及应用实例

隧道口零距离架梁工作原理是:(隧道进口、出口工作原理基本相同)导梁机的辅助支腿、连接盘、过渡小导梁已提前安装到位,运架梁机低位状态下吊梁进隧道实施架梁作业。应用实例2010—2011年间,中铁二十二局集团使用该套设备在湘桂铁路柳南段、南广铁路南黎段成功组织日架梁3孔,2010年9月2日日架梁突破4孔,2011年1月20日首次以低位吊运梁通过隧道,2011年8月5日国内首例隧道口零距离架梁成功实施。共架设900t箱梁565孔,其中通过隧道运箱梁247孔,隧道口零距离架梁12孔,施工期间共进行桥间转场54次。通过现场施工完成情况,证明该技术完全适应高铁箱梁架设,能够实现吊运梁通过隧道、完成首(末)孔架梁、桥间路基快速转场及隧道口零距离架梁等特殊工,其功效明显优于导梁式等类型的架桥机。预制部分翼板分离式运架设备运架梁通过分析,采用普通运梁车(高度3m左右),箱梁顶板宽度在9.5m以内时,可以通过隧道运输桥梁。其主要工艺为:每片梁在场内预制箱体及部分翼板,箱梁架设后对剩余部分的翼板进行现场浇筑施工,场内预制时顶板两侧各有0.5m预留钢筋,纵横向均施加预应力,该箱梁预制工艺复杂,施工精度要求高,在施工时还需考虑后期翼缘板浇筑施工的结合。由于现浇现场场地十分狭小,安全质量不易控制,也不能解决隧道口零距离架梁问题,故此工艺只在2009年以前在福厦、石太、武广等客专使用过,现在设计和建设单位一般不允许大量使用,除非只有少量的桥梁需要采用此工艺,也可以争得设计和建设单位同意后实施。扩大隧道断面或仰拱二次填充分离式运架设备运架梁目前用于客运专线的双线整体箱梁顶面最大宽度为12.2m,隧道最大宽度为12.8m,理论上讲通过扩大隧道断面或者调整托运箱梁的顶面高度使箱梁翼缘板尽量位于隧道最宽处均可以运输箱梁通过隧道,架桥机通过拆解部分杆件,低位运输时最大宽度约9m,也可通过隧道。此工艺在理论上可行,存在的障碍有2方面:一是扩大隧道断面会带来成本增加,需要设计变更和建设单位同意;二是仰拱分两次施工,会制约后续工程进度,一般很难得到建设单位同意。另外此工艺仍不能解决隧道口零距离架梁问题,因而此工艺使用上受到限制。南广线建设前期,部分隧道采取加大断面设计,施工单位使用分离式运架设备完成一定数量的箱梁架设,后来由于运架一体机的出现以及工程造价原因,铁道部不同意加大隧道断面设计方案,故以后实施的湘桂、沪昆、贵广等项目均要求使用运架一体机完成过隧道箱梁架设施工。但是隧道数量很少,又无隧道口架梁的情况下也可考虑此工艺,例如湘桂铁路某标段只有一座隧道,长度只有160m,且无隧道口架梁,施工单位通过设计变更,在不增加建设费用(增加的费用由施工单位自己承担)前提下,采用分离式运架设备完成了过隧道箱梁架设。其他(1)设计采用并置箱梁,可采用配套的运架设备施工。例如湘桂、贵广铁路部分标段采用秦皇岛天业通联重工股份有限制造的450t架桥机和运梁车进行架梁施工,架桥机可以在隧道口架梁,由于运输单片梁可以顺利通过隧道运输箱梁,很好解决了运输和隧道口架梁难题,缺点是每孔梁需要分片架设,施工效率低,并且架设后两片梁还需要横向连接和湿接缝施工,成本较高,另外预制梁成本也高于整体箱梁。(2)出隧道后第一孔梁采用现浇,为架桥机创造足够组装空间,可以使用分离式运架设备。这种情况需要隧道口施工条件较好,具备大型设备进出条件,遇到峡谷和深沟地段,现场浇筑桥梁和组装架桥机等十分困难,方案很难实施。

结论与建议

综上所述,对运架设备配套选型有几点想法,请各位同行、专家指正。(1)多山地区架梁优先使用运架一体设备,目前国内分离式设备总数已严重过剩,建议各施工单位在新购置箱梁架设设备时,运架一体设备要作为首选,因为运架一体设备不仅能满足多山地区过隧道架梁,在平原地区同样能满足架梁进度要求,中铁二十二局集团在湘桂线架梁期间,10km内运距每日可以完成3孔梁,15km运距可以完成2孔梁,20km可以完成1.5孔梁架设,而且桥间转场只需要8h,这方面还优于分离式运架设备。(2)要根据架梁现场桥梁和隧道分布情况,如隧道的数量和长度,有无隧道口零距离架梁,建设和设计单位要求,结合工期、质量和安全、工程成本、自由设备类型等要素综合分析,制定科学合理的架梁和设备选型配套方案,尽量利用已有的设备或适当对设备改造完成箱梁架设任务。(3)设计单位能否尽量考虑目前国内箱梁运架设备现状,依据设备情况设计箱梁施工方案。(4)建议设备研制单位紧密结合目前国内梁型和隧道断面尺寸情况,研制新的适合现场实际的运架设备。如目前国内采用的梁型主要有两种,即850t和720t重的整体双线箱梁,宽度均为12.2m(13.4m已不用),高铁建设初期,设备研制均按梁重900t,梁宽13.4m作为参数进行设计,这样架桥机外形尺寸和起吊能力明显偏大,建议能否根据普遍采用的标准箱梁研制新的架梁设备,尤其是考虑今后实际采用的桥梁宽度(12.2m)进行设计,这样架桥机总宽度可以减少1m以上,若能够考虑梁重分别为850t和720t,架桥机总高度也可以降低,应该可以满足通过隧道要求,当然这只是个人的感性认识,上升的实践还需要专家们研究和论证。

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