4.4.1 钢桁梁施工工艺
4.4.1.1 施工工艺流程
钢桁梁顶推施工需要在铁路天窗时间点内完成顶推施工,顶推施工前先进行临时支墩及拼装平台的搭设,施工工艺流程如下:施工准备→线间施工便道→基础施工→搭支架、铺垫梁,测支架标高→拼装主桁下弦、桥面板单元→吊装斜杆→安装上弦→安装桥门架、横联及上平纵联→调整线形→钢桁梁涂装→顶推→落梁(检查各部件连接)→拆除支架等→完成。如图4-17。

图4-17 顶推工艺流程图
4.4.1.2 施工准备
钢桁梁存放、预拼场场地设置在73#墩右侧的空场地,场地布置为30 m×50 m。预拼场地经过压路机碾压平整后,上面铺设50 cm的碎石垫层并碾压密实,本处场地交通便利,两侧设置排水沟连接到既有河道中。杆件存放场地和预拼场均设置临时方木支垫及混凝土固定台座,基础支点牢固,防止不均匀下沉导致杆件扭曲和失稳。
4.4.1.3 支架搭设
临时支架按照施工方案中的要求在钢桁梁存放场地完成钢管立柱、顶端横梁和中间支承横梁的焊接制造,焊接完成后以单元件型式运至扩大基础边上。利用1台25 t汽车吊进行钢管支架安装。安装时用吊线坨测量,以保证钢管柱垂直于水平面。在每个钢管柱的顶上都有3个垂直于线路方向的I45a工字钢拼焊在一起作为桩顶横向分配梁,在分配梁上面有6个I45a工字钢,上下各3根拼焊在一起沿线路方向作为纵向滑道梁。整个支架系统搭设完成后经验算符合设计要求,此处不再叙述。
严格按照施工方案中的设计进行临时支架及墩顶布置,在上面均设置水平、中线观测点,随时观测搭设过程中地基沉降和钢管柱位移情况,以便及时调整。临时支墩的标高按照设计标高调整并考虑钢结构弹性压缩和非弹性压缩的预留量。
墩顶钢垫块、千斤顶、分配梁、H型钢等接触面凡无和其他部位无螺栓连接的,必须在下面设置石棉板或三合板之类的防滑材料。
4.4.1.4 钢桁梁杆件吊装和拼装
临时支墩在拼梁顺序上应从下到上进行拼装,主桁和杆件之间要尽快形成闭合的稳定结构体系,拼装程序是:桥面(下弦杆→横梁→纵梁)→腹杆(斜杆、竖杆)→上弦(上弦杆→桥门、横联→上平纵联)。用一台50 t 汽车吊在钢梁拼装场进行杆件吊装作业,吊装过程中汽车吊线路平行。钢桁梁杆件采用吊车吊到临时墩上的拼装平台上,先用钢垫板当作支座。钢垫板、千斤顶的安放位置应保证钢桁梁的受力对称且均匀。钢梁吊装就位后,用千斤顶及时进行找正对位。按照拼装流程,当拼装第二节段梁后,及时对钢桁梁杆件进行测量对正、连接拼接板,并及时进行锁定就位。拼装完成后如图4-18所示。

图4-18 钢桁梁拼装完成后图
4.4.1.5 钢桁梁整体顶推(https://www.daowen.com)
钢桁梁按照设计方案拼装完成后,进行顶推施工。
(1)由2台30 t穿心千斤顶顶推精轧螺纹钢的方式使钢桁梁向前移动,精轧螺纹钢连接到拉锚器上,锚点栓接到钢桁梁尾部横梁上。2台30 t 穿心千斤顶安装在临时支墩I上滑道梁的反力座上,作用于反力座,实现顶推过程。工作流程:① 穿心千斤顶与拉锚器之间通过精轧螺纹钢连接;② 穿心千斤顶工作,拉拽精轧螺纹钢,通过拉锚器带动钢梁整体向前移动;③ 穿心千斤顶循环工作,将钢梁拉拽至设计位置后停止。
(2)顶推力的确定。钢梁自重G1=380 t,滑座与滑道摩擦系数μ=0.1(滑道面涂润滑油),设置2套顶推装置,则顶推装置需要的顶推力为:
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式中:G为钢梁的自重。考虑到摩擦力的不均匀因素,选用2台30 t穿心千斤顶,安全系数1.5。
(3)滑道的设置。滑道的布置采用下滑道连续、下弦节点处上滑块间断设置的方法。拼装支架上连续设置。根据钢桁架结构受力特点,上滑块设置于主桁下弦杆节点下方。上滑块根据预拱度要求,通过调节上滑块高度,达到设置要求,上滑块底面处于同一标高上(上滑块和下滑道呈水平状)。如图4-19所示。
(4)横向限位及制动。在顶推滑道外侧安装限位装置,目的是限制钢梁的横向位移,以防止在顶推施工时出现过大的偏斜。横向限位装置设在墩顶支架的两侧,在钢梁前端通过墩顶支架时对钢梁整体纠偏,再安装限位装置。限位装置安装时与钢梁底板边缘保留50 mm间隙。利用横向限位装置,使钢桁梁按照设计线路进行滑移,如图4-20所示。由于钢桁梁处于水平滑道上,顶推过程缓慢,钢梁高空顶推施工过程中的制动措施采用钢丝绳反拉后锚点实现受力均匀制动,钢丝绳另一端通过滑轮与滑道形成反拉制动体系。

图4-19 钢桁梁滑道、滑块图

图4-20 限位装置
(5)起落梁及纵横向纠偏。落梁前的纠偏:钢梁顶推就位后,测量钢梁全桥轴线偏差,再通过各墩墩顶横向纠偏装置对钢桁梁进行调整。落梁工作:① 临时墩起顶,支撑临时墩与钢梁地面抄垫密实;② 拆除墩顶支架,起顶临时墩收顶,钢梁支撑在支撑临时墩上;③ 起顶临时墩高度降低20 mm,起顶,降低支撑临时墩高度 20 mm;④ 重复落梁操作,直至落梁80 mm为止,转换至另一个桥墩落梁;⑤ 所有桥墩都落梁80 mm后,再重复又一轮次80 mm的落梁,直到钢梁降落至设计为止(支顶反力与设计一致,钢梁支座垫板底面距支座顶面高度为20~50 mm)。
(6)支座安装。首先,对支座进行灌浆固定;其次,待沙浆强度满足设计要求后,起顶拆除支撑临时墩;最后,收顶,将钢梁落放在永久支座上,拆除起顶临时墩及横向纠偏装置。
(7)高强螺栓施拧。高强度螺栓连接副的拧紧采用扭矩法拧紧,拧紧分初拧、复拧和终拧三步进行。初拧和复拧扭矩值为终拧扭矩值的50%。在复拧、终拧高强度螺栓时分别用白、红色油漆在螺母与垫圈同一部位进行标记,以防漏拧。
(8)支架拆除。在钢桁梁顶推到位后进行临时支架拆除。支架拆除要本着先搭后拆,后搭先拆的原则。拆除要严格按照专项方案进行,用导链葫芦作为拆除时的保险装置,杆件拆除时不得碰撞上部的钢梁主体结构。拆除步骤:取掉滑块→滑道梁拆除→拆除连接系→钢立柱上部结切割拆除钢管→凿除砼→拆除钢立柱下部结构→恢复地貌。