摘要: 河北省沿海高速公路曹妃甸支线上跨迁曹铁路2×55mT构(曲线)转体后精度达不到设计及规范要求,需要进行姿态调整。采用传统悬臂端顶升调整一是搭设顶升支架成本高,二是会影响T构应力应变,如若调整范围较大,会影响结构安全。本文阐述通过顶升上转盘进行转体梁姿态调整,使转体梁就位精度达到设计及规范要求,为今后类似工程的施工提供理论基础和实践经验。
关键词:曲线 T构 转体 调整 方法
1.前言
近年来,随着铁路、公路网的飞速发展,跨线立交桥越来越多。以往多采用预制架设梁及现浇梁跨越既有线,既对正常通行运营影响大 ,安全风险也高。而转体桥除了在转体时(一般在2个小时左右)需临时封锁线路,其它工序施工均在既有线外进行,不影响正常运营。由于其对既有线影响较小,采用转体施工工艺跨线的桥梁越来越多。
转体桥多数采用平转法施工,以直线梁桥居多,大多采用平衡重转体。而对于曲线转体梁,受不平衡重影响,设计时大多在球铰轴心设置偏心,以达到转体就位后精确就位要求。但由于受施工水平等因素等影响,一是实际安装球铰偏心与设计要求有所偏差,二是梁体各部位实际重量与理论设计也有所偏差,造成转体就位后相关参数不到设计及规范要求。本文主要介绍如何进行梁体姿态调整以保证转体梁线形及就位精度达到设计及规范要求,确保转体桥质量安全可控。
2.工程概述
沿海高速公路曹妃甸支线迁曹铁路分离式立交桥采用2*55m悬浇预应力混凝土转体T构,分两幅跨越既有迁曹双线铁路:左幅转体T构位于K8+307.497(Z23#墩)~K8+417.497(Z25#墩)处;右幅转体T构位于K8+255.497(Y21#墩)~K8+365.497(Y23#墩)处。相交处沿海高速公路里程为K8+343.866,铁路桩号里程为K101+006,路线中心与铁路夹角60°16′26″。转体T构连续梁位于曲线半径2000m的圆曲线上,梁面横向设3%的一字坡,纵断面位于2.42%上坡段及-2.74%下坡段上,变坡点K8+400.00,竖曲线半径20000m。
本桥采用平转法、双幅同步转体施工工艺,转体段为2×51m预应力钢筋混凝土T构梁,转体就位后两端设置4m合拢段成桥,单幅转体重量5450t,逆时针转体,转体角度:左幅为59.4646°,右幅60.9617°。由于转体T构位于曲线段造成纵横向不平衡,为保证转体中心与上部结构中心重合,转体中心向曲线内侧横向偏离桥墩中心150mm。
转体桥施工平面图如下:
图1 转体桥平面图
2.转体就位姿态实测
双幅桥同步转体就位后,经测量复核,结果如下:
左幅Z24转体梁就位后轴线偏差1.7mm,悬臂端高程偏差6mm,达到设计及规范要求。
右幅Y22转体梁就位后轴线偏差:小里程侧右偏32mm,大里程侧右偏27mm,悬臂端高程最大偏差90mm。示意图如下:
图2 右幅Y22转体梁就位后姿态实测
3.原因分析
⑴球铰加工及安装误差,造成球面曲率、安装水平精度偏差过大。
⑵由于施工控制问题、曲线梁先天不对称、配重方案误差等因素,造成梁体不平衡重转体。
⑶设计理论偏心与实际偏心有所偏差。
⑷球铰销轴空隙影响。
4.姿态调整方案
⑴转体结构姿态调整工艺流程:转体施工→实测转体就位后梁体轴线及高程→实测撑脚与滑道间隙→分析确定状态调整方案→布置姿态调整千斤顶→缓慢施工顶力并测量梁体轴线及高程→姿态调整完毕并锁定上转盘→复核梁体轴线及高程
⑵实测撑脚与滑道间隙
实测转体前后撑脚与滑道间隙,为后续确定姿态调整方案提供数据,计算顶升空间是否充足。
图4 转体后撑脚位置及编号
表1 撑脚与滑道间隙实测记录表
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⑶分析桥梁姿态,确定调整方案并实施
经过分析计算,上转盘顺桥向每顶升1mm,悬臂梁端高程变化±13.8mm,轴线无变化;横桥每顶升1mm,悬臂梁端左右翼缘板边缘高程变化±4.5mm,轴线整体偏移3.7mm。
采取先调整横桥向姿态,再调整顺桥向姿态。
①横桥向姿态调整:在滑道上撑脚5、6及6、7之间布置千斤顶,需顶升上转盘6.5mm(复核滑道间隙量满足要求),悬臂梁端左右翼缘板边缘高程理论变化±29.25mm,轴线整体向左偏移24.05mm。顶升完成后实测结构姿态如下图:
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图5 横桥向调整后梁体姿态
②横桥向姿态调整:在滑道上撑脚3、4及4、5之间布置千斤顶,顶升上转盘4.5mm(复核滑道间隙量满足要求),悬臂端理论高程变化±62.1mm,顶升完成后实测结构姿态如下图:
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图6 顺桥向调整后梁体姿态
⑷千斤顶配置
根据第三方外委单位出具的Y22墩转体桥称重报告:纵向大里程称重试验顶力临界值6125kN,纵向小里程称重试验顶力临界值6595kN;横向曲线外侧称重试验顶力临界值6196kN,横向曲线内侧称重试验顶力临界值5997kN。
每次顶升配置2台400t千斤顶足以满足要求。安装位置如下图所示:
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图8 千斤顶及百分表现场布置图
⑸顶升操作注意事项
①顶升时先将两台千斤必须分级同步缓慢加载,每加载一级测量复查结构两端高程及轴线偏差,直至调整到位。
②姿态调整到位且经测量复核无误后,立即用铁楔塞入全部撑脚与滑道间锁死转盘,然后千斤顶才能回油退顶。
③在上转盘顶升点对面撑脚下放置钢板或石英砂,防止超顶。
④每次姿态调整前必须核查撑脚间隙,保证调整余量充足,防止在无顶升空间的情况下盲目加载顶升,避免损坏上转盘等结构情况发生。
5.结语
本文以转体桥转体就位后相关指标达不到设计及规范要求为背景,总结了发生此种情况的原因,通过采集相关数据,分析计算,最终确定了转体梁姿态调整方案,通过在滑道上合理设置千斤顶顶升上转盘,最后使各项指标达到要求。经过实践证明,采取此种方法进行转体桥姿态调整取得了很好的效果,解决了实际问题,可为今后类似工程提拱参考。
参考文献:
【1】铁道第三勘察设计院集团有限公司.河北省沿海高速公路曹妃甸支线迁曹铁路分离立交(图号:S6-4-2)
【2】公路桥涵施工技术规范(JTG/T F50-2011)
【3】公路工程质量检验评定标准(JTG F80/1-2004)