专利名称：轨道交通跨高速公路、铁路箱梁转体施工方法
技术领域：
本发明涉及一种跨高速公路、铁路的混凝土预应力连续梁的施工方法。
背景技术：
随着我国城市快速交通的迅猛发展，特别是对于城市范围内以高架形式建设的轨道交通越来越普遍，因此对轨道交通的桥梁施工质量要求也相应提高，桥梁施工技术越来越受到关注。目前跨越现有道路的现浇预应力箱梁施工工艺比较成熟的有支架法、悬臂浇筑法和转体法。根据工程的施工条件和周边环境情况，选择合适的施工工艺是确保施工的安全、质量和进度达到要求的前提和重要保证。转体施工法是近几年来现浇预应力箱梁跨越铁路等交通干线较为常用的施工方法，施工原理为在跨越线路两侧施工下部结构和上部结构，在承台施工过程中预埋转体球铰和牵引钢绞线，待上部结构强度符合设计要求且完成预应力施工后，采用千斤顶牵引钢绞线，通过设置在承台内的球铰将箱梁旋转至设计位置，最后在跨中进行合龙。为实现转体施工法，需要一种施工用材和施工设备少，又不中断高速通车的施工方法。
发明内容
本发明是要提供一种轨道交通跨高速公路、铁路箱梁转体施工方法，该方法利用摩擦系数很小的滑道及合理的转盘结构，利用高速两边地形现浇箱梁结构以千斤顶拉动牵引束整体旋转到位，具有节约施工用材，减少施工设备，不中断高速通车的特点。本发明的技术方案是一种轨道交通跨高速公路、铁路箱梁转体施工方法，首先对高速公路两侧支座下、边坡土体进行加固，加固后分上下两次进行转体承台浇筑，期间安装球铰、撑脚骨架及滑道钢板，然后两侧同时进行立柱和箱梁的下部结构施工，预应力钢绞线预穿于箱梁中，待转体合拢后进行张拉，然后两侧箱梁利用转体系统中的千斤顶起后旋转到位，并纠偏及微调，最后进行边跨和中跨的合拢段施工，待达到设计强度后，进行预应力张拉，形成预应力连续梁体系。具体施工方法如下①支座下土体、边坡加固为减小基坑开挖及围护桩拔除后产生的土体沉降，确保高速公路边坡的稳定，施工期间采取保护措施。1)围护桩采用钢板桩，增强基坑的防渗漏性能，减少基坑外土体的水土流失；2)高速公路边坡位置设置注浆孔，对边坡下方土体进行注浆加固；3)钢板桩拔除时对已拔除的桩位空隙及时采用黄砂回填，并插入注浆管，注入水泥浆，有效填充桩位间隙；4)设置沉降监测点，对基坑变形和高速公路进行沉降监测。②转体承台施工转体承台分为上、下承台两次施工，其中下承台分两次混凝土浇筑。
在下承台砼浇筑前，为了保证转体前上、下承台的相对位置不会发生扭转和不平衡力矩，需在上下承台之间设置临时的锚固束。③球铰和撑脚骨架及滑道钢板安装用骨架上四周的微调螺丝调整下球铰中心位置及球面，使球铰中心销轴套管竖直，球铰周圈在同一水平面上，调整到位后将螺丝固定好，保证紧固牢靠，防止下球铰变形及错位，将球铰中心销轴套管盖好，防止浇筑下转盘第二次砼时进浆。④转体墩身、箱梁施工墩身施工支架采用碗扣脚手，模板采用定型钢模制作，一次性浇筑；单个转体段箱体砼一次浇筑完成。⑤转体系统布置及施工两侧箱梁利用转体系统中的千斤顶起，然后采用滑道和转盘把两侧箱梁水平旋转 87度到位。⑥纠偏及微调两侧箱梁转体到位后，迅速进行轴线及标高调整工作，轴线偏差控制在2mm以内， 高差控制在5mm以内；轴线及标高调整到位后，进行上下转盘锁定及封铰混凝土施工。本发明的有益效果是本发明既具有节约施工用材，减少施工设备，不中断既有高速公路通车的特点，又具有连续梁桥整体性好、受力合理的特点，克服了轨道交通桥梁结构在城市复杂环境条件下施工难度大和工期较长等缺点。
图1是下承台分二次浇筑示意图；图2是球铰支座结构示意图；图3是箱梁结构示意图；图4是转体系统设备布置图；图5是转体合拢段施工示意图。图6是本发明施工结构示意图。
具体实施例方式一种轨道交通跨高速公路、铁路箱梁转体施工方法首先对高速公路两侧支座下、 边坡土体进行加固，加固后分上下两次进行转体承台浇筑，期间安装球铰、撑脚骨架及滑道钢板，然后两侧同时进行立柱和箱梁的下部结构施工，预应力钢绞线预穿于箱梁中，待转体合拢后进行张拉，然后两侧箱梁利用转体系统中的千斤顶起后旋转到位，并纠偏及微调，最后进行边跨和中跨的合拢段施工，待达到设计强度后，进行预应力张拉，形成预应力连续梁体系。具体施工方法如下①支座下土体、边坡加固为减小基坑开挖及围护桩拔除后产生的土体沉降，确保高速公路边坡的稳定，施工期间需采取措施加以保护。1)围护桩采用拉森钢板桩，增强基坑的防渗漏性能，减少基坑外土体的水土流
4失；2)高速公路边坡位置设置注浆孔，对边坡下方土体进行注浆加固；3)钢板桩拔除时对已拔除的桩位空隙及时采用黄砂回填，并插入注浆管，注入水泥浆，有效填充桩位间隙；4)设置沉降监测点，施工期间委托第三方监测单位对基坑变形和高速公路进行沉降监测。②转体中墩处承台施工转体承台分为上、下承台两次施工。主线下承台尺寸13. 3X10. 1X3. 0m，上承台尺寸Φ 8. 7X2. Om，中间后浇带0. 5m。其中下承台分两次混凝土浇筑(图1)。在下承台砼浇筑前，为了保证转体前上、下承台的相对位置不会发生扭转和不平衡力矩，需在上下承台之间设置临时的锚固束，单个承台设置锚固束三十六根精轧螺纹钢筋。③球铰和撑脚骨架及滑道钢板安装本工程球铰支座采用中国船舶重工集团公司第七二五研究所洛阳双瑞特种装备有限公司制造的LQJ30000KN的转体球铰支座(图幻，转体球铰交座分为支撑骨架系统、下球铰面板、转体球铰的销轴、聚四氟乙烯滑板、上球铰面板组成。球铰的安装精度控制是桥梁转体施工的关键因素。为确保完成安装的钢骨架在混凝土浇筑过程中不发生变形和移位，需要对钢骨架进行精确定位。用骨架上四周的微调螺丝调整下球铰中心位置及球面，使球铰中心销轴套管竖直，球铰周圈在同一水平面上。调整时可先把调平螺丝其中的二个装好，先调平，再校正中心。校正前可先找木头塞在中心孔轴，找出球铰的中心点后，再校正找出的中心至设计中心位置。此时，上球铰先放置一边，球面涂黄油防锈，并用彩条布覆盖，下方支垫置好；调整到位后将螺丝固定好，保证紧固牢靠，防止下球铰变形及错位，将中心套管盖好，防止浇筑下转盘第二次砼时进浆；四氟滑板安装前，由厂家量出每个槽口的深度，与设计偏差大于0. Imm的，全部用标识，对应的四氟滑板按照偏差制作，并用记号笔标识，安装时一一对应。④转体墩身、箱梁施工转体墩身K68和K69立柱高度8. 43m，采用双柱形式尺寸为5260 X 2500mm。墩身施工支架采用与其它墩身相同的碗扣脚手，模板采用定型钢模制作，一次性浇筑。如图3所示，预应力砼箱梁的转体长度为2X48m，转体总重量约为35000KN，包括 上转盘、主墩墩身、主梁、外侧护栏等。单个转体段48m箱体砼一次浇筑完成，砼浇筑约为 450m3。边梁现浇段长度为9. 5m，砼浇筑约为60m3，中跨和边跨合龙段长度为2米。⑤转体系统布置及施工转体施工主要是理工结构自身的平衡特性，采用滑道和转盘结构界面用摩擦系数较小的介质，以简单的设备把桥梁结构水平旋转到预定的位置(图4)。1)平转法转体体系的三个系统(1)球铰-转体轴心系统；(2)撑脚、滑道-支撑、平衡系统；(3)动力-转体时的动力牵引系统。
2)采用ZLD100自动连续转体系统ZLD100自动连续顶推(转体)系统由三部分组成，即HLDKA-4主控系统、ZTB25液压泵站和ZLD100自动连续千斤顶。3)转体控制管理(1)启动设备，现场设同步启动指挥员1名，由工区生产副经理担任，采用对讲机进行通讯指挥，同时控制转体设备操作和梁上测量控制点；(2)连续千斤顶公称油压相同，转体采用同种型号的两套液压设备，转体时控制好油表压力，并进行同步观测。(3)转体施工顺序为先转动69#箱梁，完成后再施工68#箱梁。4)纠偏及微调转体到位后，迅速进行轴线及标高调整工作，轴线偏差控制在2mm以内，高差控制在5mm以内；轴线及标高调整到位后，进行上下转盘锁定及封铰混凝土施工。(1)轴线偏差调整在承台上设置限位挡块，采用牵引千斤顶点动调整至限位块止动。(2)标高调整标高调整采用4台150t扁平千斤顶。在标高需抬升的一侧下承台上设置4台150t扁平千斤顶，另一侧设置4个限位垫块。千斤顶顶升上承台至标准位置。5)转体后封固施工转体单元经精确定位，并检测平面位置、标高均符合设计要求后，立即在6对撑脚两侧下转盘承台上焊接型钢将其与滑道钢板临时锁定，保证转体单元不再产生位移。用空压机和高压水清洗底盘上表面，焊接预留钢筋，立模浇筑封固混凝土(C50微膨胀混凝土)、 使上转盘与底盘连成一体。混凝土浇筑时振捣密实，以保证上、下盘密实连接，混凝土坍落度保持在16 18cm。⑥转体合拢段施工(图5，6)中跨合龙梁段采用吊架施工，合龙段吊模支架在箱梁转体前安装在两端不影响转体施工的位置，待转体施工结束后，再调整吊架到准确位置。
权利要求
1.一种轨道交通跨高速公路、铁路箱梁转体施工方法，其特征在于首先对高速公路两侧支座下、边坡土体进行加固，加固后分上下两次进行转体承台浇筑，期间安装球铰、撑脚骨架及滑道钢板，然后两侧同时进行立柱和箱梁的下部结构施工，预应力钢绞线预穿于箱梁中，待转体合拢后进行张拉，然后两侧箱梁利用转体系统中的千斤顶起后旋转到位，并纠偏及微调，最后进行边跨和中跨的合拢段施工，待达到设计强度后，进行预应力张拉，形成预应力连续梁体系。
2.根据权利要求1所述的轨道交通跨高速公路、铁路箱梁转体施工方法，其特征在于 所述支座下土体、边坡加固1)围护桩采用钢板桩，增强基坑的防渗漏性能，减少基坑外土体的水土流失；2)高速公路边坡位置设置注浆孔，对边坡下方土体进行注浆加固；3)钢板桩拔除时对已拔除的桩位空隙及时采用黄砂回填，并插入注浆管，注入水泥浆， 有效填充桩位间隙；4)设置沉降监测点，对基坑变形和高速公路进行沉降监测。
3.根据权利要求1所述的轨道交通跨高速公路、铁路箱梁转体施工方法，其特征在于 所述转体承台施工转体承台分为上、下承台两次施工，其中下承台分两次混凝土浇筑，在下承台砼浇筑前，为了保证转体前上、下承台的相对位置不会发生扭转和不平衡力矩，需在上下承台之间设置临时的锚固束。
4.根据权利要求1所述的轨道交通跨高速公路、铁路箱梁转体施工方法，其特征在于 所述球铰和撑脚骨架及滑道钢板安装用骨架上四周的微调螺丝调整下球铰中心位置及球面，使球铰中心销轴套管竖直，球铰周圈在同一水平面上，调整到位后将螺丝固定好，保证紧固牢靠，防止下球铰变形及错位，将球铰中心销轴套管盖好，防止浇筑下转盘第二次砼时进浆。
5.根据权利要求1所述的轨道交通跨高速公路、铁路箱梁转体施工方法，其特征在于 所述转体墩身、箱梁施工墩身施工支架采用碗扣脚手，模板采用定型钢模制作，一次性浇筑；单个转体段箱体砼一次浇筑完成。
6.根据权利要求1所述的轨道交通跨高速公路、铁路箱梁转体施工方法，其特征在于 所述转体系统布置及施工两侧箱梁利用转体系统中的千斤顶起，然后采用滑道和转盘把两侧箱梁水平旋转87度到位。
7.根据权利要求1所述的轨道交通跨高速公路、铁路箱梁转体施工方法，其特征在于 所述纠偏及微调两侧箱梁转体到位后，迅速进行轴线及标高调整工作，轴线偏差控制在 2mm以内，高差控制在5mm以内；轴线及标高调整到位后，进行上下转盘锁定及封铰混凝土施工。
全文摘要
本发明涉及一种轨道交通跨高速公路、铁路箱梁转体施工方法，首先对高速公路两侧支座下、边坡土体进行加固，加固后分上下两次进行转体承台浇筑，期间安装球铰、撑脚骨架及滑道钢板，然后两侧同时进行立柱和箱梁的下部结构施工，预应力钢绞线预穿于箱梁中，待转体合拢后进行张拉，然后两侧箱梁利用转体系统中的千斤顶起后旋转到位，并纠偏及微调，最后进行边跨和中跨的合拢段施工，待达到设计强度后，进行预应力张拉，形成预应力连续梁体系。本发明既具有节约施工用材，减少施工设备，不中断既有高速公路通车的特点，又具有连续梁桥整体性好、受力合理的特点，克服了轨道交通桥梁结构在城市复杂环境条件下施工难度大和工期较长等缺点。
文档编号E01D21/08GK102535353SQ20121008665
公开日2012年7月4日 申请日期2012年3月28日 优先权日2012年3月28日
发明者汤武, 潘飞, 葛峰, 钟炎 申请人:上海市第四建筑有限公司