山区狭小地形条件下运梁通道及造桥设备拼装施工方法与流程

1.本发明涉及铁路施工技术领域，尤其涉及山区狭小地形条件下运梁通道及造桥设备拼装施工方法。


背景技术：

2.预制节段拼装施工法是近几十年内逐渐发展起来的施工方法，其原理是借助预应力束施加于混凝土节段上的压力，使得节段间接触面紧密贴合，形成整体结构，共同承担荷载。预制节段拼装施工一般可采用悬臂拼装和逐跨拼装，作为一种可靠、经济和实用的施工方法，目前已得到世界各国的普遍认可，而且在实际工程中得到广泛应用。
3.茨达河双线特大桥是成昆复线冕宁至米易段的重点工程，本桥位于山区，沿线地势复杂，地形陡峭，桥址范围既有道路为土路，宽度不足3m，转弯半径极小，周边无可借用扩建及改建的道路，进场道路仅能沿线路方向新修，且需穿越居民区，机械、设备及材料运输受交通影响进场十分困难。


技术实现要素：

4.针对上述存在的问题，本发明旨在提供山区狭小地形条件下运梁通道及造桥设备拼装施工方法，有效解决山区狭小地形条件下运梁通道建设困难，路基与梁场存在高差大龙门吊提梁困难，以及山区狭小地形条件下大型造桥机整体拼装困难的问题。
5.为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案如下：
6.山区狭小地形条件下运梁通道及造桥设备拼装施工方法，其特征在于，将与待建桥梁相邻的已建桥梁作为梁场，梁场与待建桥梁之间间隔有路基，且梁场与路基之间存在高差；
7.所述施工方法包括以下步骤，
8.s1：在待建桥梁的0#台至1#墩之间设置第一钢栈桥，且第一钢栈桥位于待建桥梁靠近梁场的一端；
9.s2：对梁场与待建桥梁之间的路基进行处理，作为运梁通道；
10.s3：在已建桥梁的末跨搭设第二钢栈桥作为喂梁平台，与路基相连；
11.s4：将第一钢栈桥作为造桥设备的拼装场所，采用边拼边拖拉的方法进行造桥设备的拼装。
12.进一步的，所述第一钢栈桥包括临时墩基础，所述临时墩基础的底部设有人工挖孔桩，所述临时墩基础的顶部设有临时墩，所述临时墩的顶部与待建桥梁的0#台和1#墩的顶部之间铺设有贝雷梁，所述贝雷梁上铺设有钢布板，所述钢布板的两侧设有钢栈桥栏杆；
13.所述临时墩包括支撑钢管柱，相邻两根钢管柱之间设有水平撑杆，上下相邻的两根水平撑杆之间设有斜撑杆，所述支撑钢管柱与所述水平撑杆和斜撑杆之间使用t型板进行固定；所述支撑钢管柱的顶部设有横肋和纵肋；所述贝雷梁架设在所述横肋和纵肋的顶部；
14.所述贝雷梁的顶部靠近所述0#台的一端与所述0#台之间使用型钢固定，所述型钢与所述0#台的顶部之间依次设有钢垛和找平层；
15.所述贝雷梁的顶部靠近所述0#台的一端与所述1#墩的承台之间也设有临时墩。
16.进一步的，步骤s1的具体操作包括以下步骤，
17.s101：将第一钢栈桥布置为2跨结构，跨中浇筑混凝土作为临时墩基础，并在临时墩基础内预埋预埋件；
18.s102：在临时墩基础下采用人工挖孔桩传递上部荷载，且人工挖孔桩的桩基嵌入硬质岩层，桩基和临时墩基础均采用钢筋进行配筋；
19.s103：在临时墩基础上搭建临时墩，并将临时墩与临时墩基础内预埋的预埋件进行固定；
20.s104：在临时墩顶部铺设贝雷梁，在贝雷梁上铺设钢布板；
21.s105：在钢布板的两侧设置钢栈桥栏杆。
22.进一步的，步骤s2的具体操作包括以下步骤，
23.s201：根据梁场与路基之间的高差，设置上坡，路基浇筑混凝土进行硬化；
24.s202：将路基拓宽，以满足支架杆件的存放与拼装；
25.s203：在路基的一侧做好排水沟；
26.s204：在硬化好的路基上浇筑两条后支点小车拖拉轨道，两条后支点小车拖拉轨道位于0#台的台尾。
27.进一步的，步骤s3中所述的第二钢栈桥结构与步骤s1中所述的第一钢栈桥结构相同。
28.进一步的，步骤s4中所述的造桥设备为sx64/2200型移动支架造桥机。
29.进一步的，步骤s4中采用边拼边拖拉的方法对sx64/2200型移动支架造桥机进行拼装的具体操作包括以下步骤，
30.s401：第一钢栈桥和第二钢栈桥拼装完成后，先在1#墩(200)上拼装锚固后支腿钢管柱(12)，在待建桥梁的桥台处拼装后支点小车，再依次拼装造桥机的中支腿和后支腿，在后支腿的前后两侧拼装两个临时支墩；
31.s402：拼装完成前导梁3米、变截面节间、6米标准节间，3节主梁7.5m高标准节；
32.s403：拆除两个临时支墩，安装卷扬机、在桥机节点及0#台(100)处安装锚固拖拉滑车及临时拖拉卷扬机并穿钢丝绳；
33.s404：利用卷扬机边拖拉、边拼装桥机节间，中支腿顶升脱空后支点小车，将小车移至设计位置顶升受力后，安装前支腿同时倒装动滑车至设计位置；
34.s405：前支腿顶升受力，后支点小车及中支腿顶升脱空后，中支腿向2#墩移动，后支点小车移动支桥机尾部；
35.s406：前支腿顶升至设计标高，中支腿过孔支2号墩，安装拖拉滑车；
36.s407：桥机过孔至架梁状态。
37.本发明的有益效果是：
38.本发明中的施工方法通过对桥梁首跨或末跨设置钢栈桥，解决山区狭小地形条件下运梁通道建设困难，路基与梁场存在高差大龙门吊提梁困难的问题；对已施工路基进行处理，既可以满足桥机拼装场地要求，桥机拼装完成后作为运梁通道，能够确保运梁通道刚
度及平整度要求，确保梁段运输安全，解决山区条件下大型桥机拼装场地问题；采取边拖边拉的方案，有效解决了山区狭小地形条件下大型造桥机整体拼装困难的问题。
附图说明
39.图1为本发明实施例中茨达河双线特大桥位置示意图。
40.图2为本发明实施例中第一钢栈桥与茨达河双线特大桥0#台和1#墩之间位置关系主视图。
41.图3为本发明实施例中第一钢栈桥与茨达河双线特大桥0#台和1#墩之间位置关系俯视图。
42.图4为本发明实施例中第一钢栈桥结构主视图。
43.图5为本发明实施例中第一钢栈桥结构俯视图。
44.图6为本发明实施例中第一钢栈桥与0#台之间连接关系示意图。
45.图7为本发明实施例中第一钢栈桥与1#墩之间连接关系示意图。
46.图8为本发明实施例中路基与0#台之间位置关系俯视图。
47.图9为本发明实施例中路基结构侧视图。
48.图10为本发明实施例中喂梁平台与苏家堡特大桥17#墩和18#墩之间位置关系俯视图。
49.图11为本发明实施例中移动支架造桥机拼装过程中步骤s401操作示意图。
50.图12为本发明实施例中移动支架造桥机拼装过程中步骤s402操作示意图。
51.图13为本发明实施例中移动支架造桥机拼装过程中步骤s403操作示意图。
52.图14为本发明实施例中移动支架造桥机拼装过程中步骤s404操作示意图。
53.图15为本发明实施例中移动支架造桥机拼装过程中步骤s405操作示意图。
54.图16为本发明实施例中移动支架造桥机拼装过程中步骤s406操作示意图。
55.图17为本发明实施例中移动支架造桥机拼装过程中步骤s407操作示意图。
56.其中，100-0#台，200-1#墩，300-造桥设备，400-路基，1-临时墩基础，2-人工挖孔桩，3-临时墩，301-支撑钢管柱，302-水平撑杆，303-斜撑杆，304-t型板，305-横肋，306-纵肋，4-贝雷梁，5-钢布板，6-钢栈桥栏杆，7-型钢，8-钢垛，9-找平层，10-排水沟，11-后支点小车拖拉轨道，12-后支腿钢管柱。
具体实施方式
57.为了使本领域的普通技术人员能更好的理解本发明的技术方案，下面结合附图和实施例对本发明的技术方案做进一步的描述。
58.实施例：
59.茨达河双线特大桥起讫里程d2k488+601.35～d2k489+439.7，全桥总长为838.35m，位于直线上，跨径布置为1-32m+12-64m简支双线特大桥，为待建桥梁，本桥位于山区，两端连接万马石1#隧道与苏家堡特大桥，沿线地势复杂，地形陡峭，
60.茨达河特大桥节段预制场位于苏家堡特大桥(与待建桥梁相邻的已建桥梁)11#墩至18#台之间，苏家堡特大桥与茨达河特大桥间隔110.55m路基，如附图1所示，符合本技术中山区狭小地形条件。
61.梁场位于茨达河特大桥小里程，因此节段梁架设方向为小里程至大里程。梁段从存梁区运送至茨达河特大桥架设位置需经过一段110.55m路基，路基与梁场存在高差，茨达河特大桥0#台至1#墩设计为32m简支梁。
62.茨达河特大桥12孔64m节段拼装箱梁采用上行式sx64/2200型移动支架造桥机进行拼装架设，桥机总长147.6米，主梁和后尾梁高7.5米，前导梁高6米/3米，重约1800t。沿线地势复杂，地形陡峭、狭小，不具备整体拼装147.6m长的大型造桥机场的地。茨达河特大桥13#台尾距离万马石一号隧道洞门仅5.3m，因此桥机只能在0#台尾进行拼装。
63.为确保运梁通道畅通，首先对茨达河特大桥0#至1#墩设置32m的钢栈桥，对梁场与茨达河特大桥之间的110.55m路基进行处理，对苏家堡特大桥17#墩至18#台设置24m钢栈桥作为喂梁平台解决路基与梁场存在高差大龙门吊提梁困难的问题。
64.根据现场地形，不具备整体拼装147.6m长的sx64/2200型移动支架造桥机的施工场所。茨达河0#至1#墩设置32m钢栈桥后可作为拼装场地，但仍不具备整体拼装的条件，因此桥机采用边拼边拖拉的方法。
65.具体操作包括以下步骤：
66.s1：在茨达河特大桥0#台100至1#墩200之间设置第一钢栈桥；
67.如附图2-7所示，所述第一钢栈桥包括临时墩基础1，所述临时墩基础1的底部设有人工挖孔桩2，所述临时墩基础1的顶部设有临时墩3，所述临时墩3的顶部与待建桥梁的0#台100和1#墩200的顶部之间铺设有贝雷梁4，所述贝雷梁4上铺设有钢布板5，所述钢布板5的两侧设有钢栈桥栏杆6；
68.所述临时墩3包括支撑钢管柱301，相邻两根钢管柱301之间设有水平撑杆302，上下相邻的两根水平撑杆302之间设有斜撑杆303，所述支撑钢管柱301与所述水平撑杆302和斜撑杆303之间使用t型板304进行固定；所述支撑钢管柱301的顶部设有横肋305和纵肋306；所述贝雷梁4架设在所述横肋305和纵肋306的顶部；
69.所述贝雷梁4的顶部靠近所述0#台100的一端与所述0#台100之间使用型钢7固定，所述型钢7与所述0#台100的顶部之间依次设有钢垛8和找平层9；
70.所述贝雷梁4的顶部靠近所述0#台100的一端与所述1#墩200的承台2001之间也设有临时墩3。
71.所述第一钢栈桥的搭建包括以下步骤，
72.s101：将第一钢栈桥布置为单跨16m，共2跨，跨中浇筑混凝土临时墩基础1，在临时墩基础1内预埋预埋件预埋件由80
㎝
*80
㎝
*2
㎝
钢板和φ20的螺纹钢焊接而成，螺纹钢预埋深度为50
㎝
。
73.s102：在临时墩基础1下采用直径1.5米的人工挖孔桩2传递上部荷载，人工挖孔桩2的桩基嵌入硬质岩层，桩基及临时墩基础1均使用φ20的钢筋进行配筋。
74.s103：在临时墩基础1上搭建临时墩3，并将临时墩3与临时墩基础1内预埋的预埋件进行固定，临时墩基础1内的预埋件能够确保临时墩基础1与临时墩3连接成整体。
75.临时墩3的支撑钢管柱301采用双排φ529钢管柱作为支撑，钢管柱之间采用制式角钢进行连接，确保钢管柱的整体稳定性。钢管柱顶部用三工45b工字钢做纵肋306撑于钢管上；三工45b做横肋305；小里程跨横向18片，大里程跨横向30片。
76.s104：在临时墩3的顶部铺设贝雷梁4，贝雷梁4之间采用10
㎝
槽钢进行横向连接，
确保贝雷梁4的整体稳定性。贝雷梁4上方小里程跨用单根工20b做横肋，间距为400mm，大里程跨用双工20b做横肋，间距400mm。在贝雷梁4上铺设钢布板铺设钢步板5(由工16间距300mm及8mm厚面板组成)，作为运梁车行走通道
77.s105：在钢布板5的两侧设置钢栈桥栏杆6；钢栈桥栏杆6采用高120cm钢管围栏，顶面高程与第一孔64m1#段顶面一致，控制标高为1430.702，如果有出入可在接头部位采用钢板顺接。
78.需要说明的是，0#台100端直接用台身为基础，贝雷梁4的顶部靠近所述0#台100的一端与所述0#台100之间使用型钢7固定，所述型钢7与所述0#台100的顶部之间依次设有钢垛8和找平层9。
79.所述贝雷梁4的顶部靠近所述0#台100的一端与所述1#墩200的承台2001之间也设有临时墩3，1#墩200处的临时墩3为单排φ529钢管柱基础，基栈桥宽9m。10片贝雷梁连接成1榀，共24榀，贝雷梁之间采用10
㎝
槽钢进行横向连接，确保贝雷梁的整体稳定性。
80.为确保1#墩边的5根钢管柱及栈桥的整体稳定性，使用20的工字钢将5根钢管柱与墩顶进行连接，并将后支腿下钢管柱与栈桥的钢管柱进行焊接。
81.进一步的，s2：梁场至茨达河特大桥之间路基处理。
82.具体的，如附图8和9所示，s201：根据梁场与路基400之间的高差，设置上坡，路基400浇筑混凝土进行硬化；
83.s202：将路基400拓宽，以满足支架杆件的存放与拼装；
84.s203：在路基400的一侧做好排水沟10；
85.s204：在硬化好的路基400上浇筑两条后支点小车拖拉轨道11，两条后支点小车拖拉轨道11位于0#台100的台尾。
86.梁场至茨达河特大桥0#台100的台尾110.55m的路基400处理后作为运梁通道。后支点小车拖拉轨道基础做成两条形基础，间距5160mm，600mm宽400mm深，长度以满足拼装要求为准，定为0#台尾81m。台尾30.3m处浇筑两条滚轮箱基础，供桥机拼装使用。
87.从苏家堡18#台到茨达河0#台之间由于有高差，因此设置8
‰
上坡，路基浇筑c20混凝土进行硬化，混凝土路面考虑8
‰
的度，硬化厚度至少20cm，以满足运梁车和罐车通行，在左侧做好排水沟。
88.s3：在已建桥梁的末跨搭设第二钢栈桥作为喂梁平台，与路基(400)相连；
89.具体的，第二钢栈桥的结构与第一钢栈桥的结构相同。
90.喂梁平台设置于苏家堡特大桥17#墩和18#台位置，如附图10所示。17#墩承台完成后回填至与梁场地面平齐，碾压后基础地基承载力达到200kpa。喂梁平台跨径24m，跨中浇筑830
㎝
长*320
㎝
宽*70cm厚混凝土基础，为了防止基础出现不均匀沉降，基础中采用φ16的螺纹钢进行配筋。
91.在喂梁平台跨中混凝土基础上立钢管柱支撑，钢管柱支撑由双排钢管柱构成，每排钢管柱由4根钢管柱连接而成，为了保证稳定性，所有的钢管柱都用制式角钢进行连接。钢管柱顶部两侧用双工45b、中间用三工45b工字钢做纵肋撑于钢管上；三工45b做横肋；
92.因该孔梁未架设，拟在两墩间搭设施工栈桥，栈桥长度24m，栈桥宽6m。栈桥端部采用3根工25直接坐落在垫石上。为了保证贝雷梁下垫工字钢的稳定性，在墩顶浇筑混凝土垫层时预埋钢板与工字钢进行焊接。
93.喂梁平台由8片贝雷梁连接成1榀，共14榀，贝雷梁之间采用10
㎝
槽钢进行横向连接，确保贝雷梁的整体稳定性。
94.贝雷梁上面铺设单根工20b横向分配梁，间距40cm，横向分配梁上铺铺设钢步板(由槽8、槽14及8mm厚钢板组成)。设铺设钢步板(由槽8、槽14及8mm厚钢板组成)。作为运梁车行走通道。栈桥栏杆采用高120cm钢管围栏。
95.喂梁平台顶面高程与苏家堡18#台顶轨底标高向下65cm，既与苏家堡18#桥台顶同高，确保轮胎式运梁车顺利从喂梁平台开往路基。
96.s4：将第一钢栈桥作为造桥设备的拼装场所，采用边拼边拖拉的方法进行造桥设备300的拼装，所述造桥设备300采用sx64/2200型移动支架造桥机。
97.根据现场地形情况，喂梁平台至茨达河特大桥0#台尾110.55m的路基，无法满足147.6m长的sx64/2200型移动支架造桥机整体拼装完成，然后拖拉至茨达河1#墩进行架梁作业的条件。因此，采用边拖拉、边拼装的方案解决桥机拼装场地有限的问题。
98.喂梁平台位于苏家堡特大桥17#至18#墩，喂梁平台至茨达河特大桥0#台尾110.55m的路基。根据现场地形布置将路基拓宽为30m以满足支架杆件的存放与拼装，沿线路中线向左侧距离为22m。后支点小车拖拉轨道基础做成两条形基础，间距5160mm，600mm宽400mm深，长度以满足拼装要求为准，定为0#台尾81m。台尾30.3m处浇筑两条滚轮箱基础，供桥机拼装使用。
99.利用茨达河0#至1#墩32m钢栈桥前期作为桥机拼装前支腿、中支腿、后支腿、前导梁提供吊车站位场地，中期可为桥机过孔提供轨道铺设面，后期为梁段运输和混凝土运输提供通道。
100.具体的，sx64/2200型移动支架造桥机拼装步骤如附图11-17所示，包括：
101.s401：第一钢栈桥和第二钢栈桥拼装完成后，先在1#墩(200)上拼装锚固后支腿钢管柱12，在待建桥梁的桥台处拼装后支点小车，再依次拼装造桥机的中支腿和后支腿，在后支腿的前后两侧拼装两个临时支墩；
102.s402：拼装完成前导梁3米、变截面节间、6米标准节间，3节主梁7.5m高标准节；
103.s403：拆除两个临时支墩，安装卷扬机、在桥机节点及0#台(100)处安装锚固拖拉滑车及临时拖拉卷扬机并穿钢丝绳；
104.s404：利用卷扬机边拖拉、边拼装桥机节间，中支腿顶升脱空后支点小车，将小车移至设计位置顶升受力后，安装前支腿同时倒装动滑车至设计位置；
105.s405：前支腿顶升受力，后支点小车及中支腿顶升脱空后，中支腿向2#墩移动，后支点小车移动支桥机尾部；
106.s406：前支腿顶升至设计标高，中支腿过孔支2号墩，安装拖拉滑车；
107.s407：桥机过孔至架梁状态。
108.以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。