上跨既有铁路桥梁平面转体结构不平衡力矩法称重配重施工技术研究

2020-02-29宋乐军

绿色环保建材 2020年2期

宋乐军

中铁十四局集团第五工程有限公司

1 工程概况

金泉大街工程是连接玻璃厂路与长信西路道路桥梁组合型工程，采用EPC总承包模式，施工道路总长为1441.9m，桥梁长度为905m，在跨越京广铁路与和邢铁路的桥梁部分采用的是T 型刚构平面转体法施工，主桥布置为70m+70m，其中转体桥梁部分的长度为65m+65m，转体完成后浇筑剩余5m 的长度，桥梁宽度为41m。

2 上跨既有铁路桥梁平面转体结构参数及理论计算分析

转体桥梁的理论是首先测试转动过程中的相关参数，确定转动的具体方案做好准备工作，比如对桥梁两侧的结构重量分别测试，计算得出进行桥梁转体工作的不平衡力矩数值。具体方法是利用了球铰处的微转动反算不平衡力矩，当拆除现浇结构体的支撑设备之后，桥梁本体可能会发生转动或者不发生转动两种情况，当梁体稳定之后，利用千斤顶在桥梁明显重力较大的一侧施加竖向顶力，顶力的施加要缓慢均匀，观察千斤顶的仪表现实仪器，当施加到静力平衡被打破的临界点时，记录千斤顶的数据，经过计算得出桥梁两侧的不平衡力矩大小，依据现场施工能力确定好力矩之后，确定转动过程中所必要的配重重量，使转动过程中的球铰摩擦力接近零的状态，保证梁体转动过程中不因摩擦力的影响而导致转动过程不能匀速安全的进行。

2.1 利用球铰转动测试不平衡力矩原理

在脱落架拆除之后，根据动体球铰摩擦力与桥梁转动不平衡力矩的大小比较，理论上可能存在三种情况，既两者相等；前者大于后者；前者小于后者。从实际情况来看第一种情况基本不存在，两者很难在无外界因素的干预下达到相等的情况。

那么，当球铰摩擦力大于不平衡力矩时：由于摩擦力的限制，梁体不能发生转动位移，不平衡力矩MG与摩阻力矩MZ的表达式如所示：

式中：

L2、L1——分别为P2、P1的力矩；

P2、P1——转动桥梁重心偏向的一侧，在同侧与对立侧的承台施加的作用力。

2.2 当球铰摩擦力小于不平衡力矩时

直到撑脚起到支撑作用之前，转动梁体发生转动，因为球铰摩擦力无法独自支撑起梁体的不平衡作用力，不平衡力矩MG'与摩阻力MZ'的公式为：

球铰摩阻系数µ与转动体偏心距e的表达式分表为：

根据不平衡力矩的大小，在梁体另一侧配重，根据现场吊车的运输能力，拟定配重的力臂长度L值，再根据MG与L的比值计算出所需的总配重量。

2.3 配重验算

利用吊车将配重钢筋或者钢绞线吊装到设计配重点，在配重点处对配重的钢筋钢绞线进行充分固定，根据配重后的平衡差值偏移量，适当调整用于调节目的的配重位置，一般实际配重点的配重位置满足下式要求时，认为配重符合要求。

2.4 配重计算

拆架后撑脚处未接触滑道，球铰处的摩阻力矩小于转动体不平衡力矩，通过顶1、顶2 处的的称重在大、小里程分别试验，千斤顶力及百分表位移如表1所示。

表1 桥梁小里程称重千斤顶力及百分表位移记录

在荷载为6109kN时，位移开始变化加快；卸载到437kN后，桥梁回落迅速.得到刚体位移突变点对应的顶力。根据公式计算得出：MG=14879.63kN-m；MZ=12415kN-m；e=0.121m；μ=0.011；

T=156.68kN。

3 施工技术质量控制

（1）通过组织措施给予质量上的保证，要建立明确的施工任务负责责任表，将施工任务在各个环节把控好，各个环节的负责人在自己的责任范围内对施工负责，比如现场成立专门的质量领导小组机构，由项目经理担任质量领导小组的组长，现场设置专职质检人员，对各个负责人的施工环节进行监督，检查安全措施是否到位以及施工质量是否符合规范要求，各个小组成员在自己的施工内容中负起全面的安全、质量责任。

（2）对于现场的施工作业人员要进行全方位的技术、安全培训，在施工技术任务执行之前，专业技术负责人要对全体技术及相关管理人员进行技术交底，交底内容以书面形式进行，并且被交底人员进行签字确认，确保交底内容充分被施工人员掌握，培训的内容包括了施工中的危险点、注意事项、施工技术难点等，检查现场操作人员的操作能力，确实保证每名作业人员都能专业的开展施工作业任务。

（3）对桥梁转体涉及的全过程充分检查并做好相关记录，检察人员校核人员签字归档，如果检查发现不利于施工安全的因素，及时向技术负责人或项目经理报告，积极采取有效的补救措施，或者由项目部负责人召开论证，针对发现的安全点进行充分的问题排除。对转体运行安全的关键部位要重点检查，反复论证施工过程，保证施工工程的安全顺利进行。

（4）转体工作启动之后及时观察桥梁主体结构、支撑结构、球铰位置是否出现不正常的危险状况，如果发现影响桥梁安全的因素，要及时采取有效措施，或者停止转体工作，对问题的原因进行全面排查，直到将问题找到并充分解决后，再继续开展转体工作。在施工中要控制好桥梁本体的转动速度，保持转动缓慢匀速，符合设计方案的要求。用精确度较高的仪器设备观测桥梁转体的全过程，特别注意测算桥梁顶面高程、平直度情况、挠度变化情况以及梁体的抖动情况等。

（5）千斤顶的安装位置要准确的安装在设计位置，不能私自改变。千斤顶的顶柱中心要与上转盘外圆相切，顶住上表面要与预置钢绞线中心线相平，桥梁两侧的千斤顶位置对称设置，中心线相互平行。绕上转盘牵引钢绞线索在转体施工前应受到精心保护，严禁受到任何损伤。转盘上的锚固点应当上紧夹片防松板。两顶的A、B 两束在缠绕上转盘时不能交错缠绕，应分层盘绕，使其在转动转盘时，A、B两束牵引钢绞线不被缠绕。