上跨铁路桥梁边梁+防撞墙一体化制架工法探讨.docx

    上跨铁路桥梁边梁+防撞墙一体化制架工法探讨    摘  要：本文通過对阜阳润河路上跨京九铁路立交工程一孔跨度35m的市政桥梁预制箱梁边梁+防撞墙一体化制架工法进行探讨，分析了预制箱梁边梁+防撞墙一体化制架工法中存在的梁体偏心、龙门吊和架桥机吊梁、梁体运输、梁体架设等存在的问题，并且通过分析，制订了解决问题的措施，通过实例，验证了该措施的有效性为实施上跨铁路桥梁边梁+防撞墙一体化制架工法的制订提供了保贵的经验Key：防撞墙;一体化;制架;工法：U445 ：A    ：2096-6903（2021）01-0000-000引言京九线为电气化铁路，双线，P60钢轨，混凝土轨枕，无缝线路，其线路最大行车速度为160Km/h阜阳润河路上跨京九铁路立交工程铁路主跨有8片梁，铁路线间距为4.2m，主跨跨度为40m，架梁时需要申请2个Ⅱ级和7个重点Ⅲ级封锁天窗，另外申请若干个Ⅲ级封锁点进行湿接缝和防撞墙施工其中外边梁防撞墙在铁路正上方部分的模板安装、混凝土灌注及模板拆除需要6个垂停封锁，因此需对铁路接触网进行停电，按照集团公司有关文件要求，需要相关站段把关和设备管理单位配合配工，把关人员和配合单位较多。

为了降低铁路行车安全风险，减少封锁天窗次数及配合单位的工作量，故进行上跨铁路桥梁边梁与防撞墙一体化制架工法研究工法实施后，将减少封锁次数，减少施工对铁路运输影响，降低安全风险系数，提高经济效益由于在铁路主跨带防撞墙架梁没有相关的数据和经验，故选择铁路桥跨以外具有代表性的与铁路主跨相近的跨度35m箱梁进行数据收集和分析，按边梁+防撞墙一体化制架工法进行施工[1]1边梁技术参数跨度40m边梁技术参数：梁高2.2m，梁顶部宽2.85m，底部宽1m，防撞墙高度1.2m，梁重162T，防撞墙每米重量1.13T，梁体斜交65度跨度35m边梁技术参数：梁高1.75m，梁顶部宽2.85m，底部宽1m，防撞墙高度0.94m，梁重124T，防撞墙每米重量0.832T，梁体正交，如图1所示2实施边梁与防撞墙一体化制架工法存在的问题防撞墙与边梁一体化预制，增加了梁体重量，改变了结构的重心位置，使结构偏心，在实施时存在以下问题[2]：（1）在预制边梁和防撞墙时增加了梁体的倾覆风险2）采用龙门吊、架桥机等起重设备起吊时给寻找重心增加了难度3）运梁炮车运梁时，有梁体侧翻的安全风险，给梁体的稳固增加了困难4）梁体架设增加了横向走行的长度，使架桥机过于靠边，增加了架桥机倾覆的安全隐患，走行到位落梁后，增加了梁体的倾覆风险。

3边梁与防撞墙一体化制架工法存在的问题分析3.1增加防撞墙后存在的偏心分析模拟铁路主跨在铁路上方防撞墙超出接触网回流线范围，通过实测，上下行两回流线净距离约为12m，考虑了两侧回流线外各预留2m安全距离后为16m，桥跨与铁路斜交65度，预制防撞墙长度为17.58m，选择预制防撞墙长度为18m通过计算：40m梁跨增加防撞墙重量为18x1.13=20.34T，重心向防撞墙侧偏22cm，边梁+防撞墙总重量为182.34T35m梁跨增加防撞墙重量为18x0.832=14.98T，重心向防撞墙侧偏23cm，边梁+防撞墙总重量为138.98T两种跨度相近，重心偏心也相近，采用35m梁研究40m梁带防撞墙制架工法具有代表性，同时可见，在防撞墙长度相同的情况下，跨度越大，偏心增加的越少，安全性越高3.2预制带防撞墙边梁梁体抗倾覆分析边梁底宽为1m，预制时，整个底部均放置在台座上，转点为a点，若按照图2在桥墩盖梁放置临时砂箱时，砂箱分别靠梁体底部边缘设置，则转点作用点简化为砂箱中心线上，即在b点处，理论上a点离防撞墙较近，比b点更为安全，因此，检算b点抗倾覆稳定安全系数若满足要求，则a点亦满足要求通过检算，35m梁b点安全系数1.35，40m梁b点带防撞墙在5级大风的情况下安全系数为1.5，因此，在正常情况下预制边梁+18米防撞墙、梁体落到临时砂箱上以及在炮车运梁时，梁体不会发生倾覆，但是为了预防外力作用等风险事件的发生，须采取有效的措施，确保梁体稳定，如表1所示。

3.3龙门吊、架桥机起重吊装分析边梁顶板宽度2.85m，内边缘距离梁底中心线1.2m，外边缘距梁底中心线1.65m，结构形状偏斜（1.65-1.2）/2=0.225m按常规兜底捆梁的方式吊梁，根据重心的特点，重心线两侧重量相等，未增加防撞墙时，重心不偏，按图3方式在架桥机横担梁上左右对称挂钢丝绳，两侧钢丝绳角度不同，左侧角度大，因此传递的竖向力也大，右侧角度小，因此传递的竖向力较小，左边产生的力矩较大，造成横担梁倾斜，直至找到新的平衡点，但两侧力矩相差不大，梁体倾斜不大，可以忽略增加防撞墙后，重心偏23cm，与梁体顶板尺寸中心线编心22.5cm基本重合，因此在架桥机横担梁上左右对称挂钢丝绳时，两侧钢丝绳角度基本相同，竖向力相近，横担梁及梁体正好保持平衡位置，不会发生倾斜（见图4）本工程箱梁结构尺寸与增加防撞墙后，重心偏心基本一致，利用此特点，龙门吊和架桥机可按常规兜底捆梁的方式吊梁，横担梁和梁体均能保持平衡3.4结构偏心导致架桥机横向走行距离增加由于结构偏心23cm，因此，架桥机架设边梁时，需要向桥墩外侧多走行23cm，使架桥机过于靠近盖梁边，增大了架桥机倾覆的安全风险，严重的可能使架桥机不能横移到指定的位置[3]。

4边梁与防撞墙一体化制架工法存在问题的解决措施通過以上分析，边梁与防撞墙一体化预制、运梁和梁体在临时砂筒上就位，抗倾覆稳定性安全系数均能满足要求，不会发生倾覆，龙门吊、架桥机起重吊装时，采用横担梁两侧对称挂钢丝绳方式吊装即可满足平衡，但是为了提高安全系数，确保安全可靠，制订了以下安全措施[4]：4.1预制边梁和防撞墙时梁体的抗倾覆措施在边梁预好后进行防撞墙预制，预制防撞墙前，在外侧翼缘板下采用φ16cm的圆木支撑，间距1.5m，防止防撞墙浇筑混凝土时，梁体侧翻4.2龙门吊、架桥机起重吊装梁体防倾斜安全措施在梁体上将重心线标出，挂上垂球，按照在横担梁两侧对称挂钢丝绳的方式进行试吊，验证梁体和横担梁的倾斜情况，并在梁体上预留吊装孔，万一梁体倾斜，可采用倒练葫芦调整，或通过改变挂钢丝绳位置的方法重新寻找平衡点如图5所示4.3运梁时，防梁体侧翻的安全措施采用炮车运梁时，在梁体翼缘板下采用钢管支撑，确保运梁安全（见图6）4.4防架桥机横向走行距离增加的安全措施请设计单位将铁路两侧桥墩盖梁增长1m，满足架桥机横向走行跑道延长铺设的条件，确保架桥机横向走行到位4.5落梁的防倾覆安全措施由于梁体外侧增加了防撞墙重量，因此，在外侧采用双砂箱，内侧依然采用单砂箱。

砂箱位置在梁体底板边缘布置，必须符合检算时采用的位置在梁体的内侧翼缘板上每端钻2个φ50mm预留孔，对应的桥墩盖梁位置预埋两根φ25mm圆钢地锚，梁体落到位后，用2根φ25mm精扎螺纹钢通过双钩螺栓将梁体和地锚连接紧固，拉住梁体，同时在纵向做好梁体与已架设好的邻跨梁体顶底板主筋连接，最后解除架桥机钢丝绳，确保梁体稳定，见图75结论通过对阜阳润河路上跨京九铁路立交工程铁路范围以外跨度35m箱梁外边梁带防撞墙一体化制架的实验总结得出，对存在问题的分析符合现场实际情况，采取的措施安全可靠，确保了架梁施工安全，论证了预制箱梁边梁+防撞墙一体化制架工法的可行性但是使用边梁+防撞墙一体化制架工法需要满足以下几个条件：（1）桥梁设计应采用标准图设计，顶板结构尺寸中心线偏心与增加防撞墙后的重心偏心相近2）由于梁体重量的增加，需要考虑足够吨位的架桥机和龙门吊，关键做好架桥机和龙门吊的选型工作3）梁体重心偏心，为了保障架桥机安全顺利的架设到位，在设计阶段要求适当加长桥墩盖梁长度4）强化梁体就位后的稳定措施梁体就位后，由于旁边梁体未架设完成，所以不能及时的联接牢固，且梁体在铁路上方存放一段时间，为防止梁体在存放过程中发生失稳状况，需要在内侧设置拉杆拉在盖梁上的锚固钢筋上，且纵向将顶底板钢筋与邻跨已架好的梁体钢筋连接，确保梁体的稳定。

6结语通过对桥梁边梁+防撞墙一体化制架工法研究，解决了预制箱梁边梁+防撞墙一体化制架工法中存在的梁体偏心、龙门吊和架桥机吊梁、梁体运输、梁体架设等问题，并通过实践确保了施工安全，论证了工法的可行性该工法若在铁路主跨架设，可减少垂停封锁天窗6次，减少了把关人员数量及铁路配合单位人员的工作量，同时能降低了安全风险系数，降低运能损失，提高了经济效益，是综合效益比较显著的一种施工工法Reference[1]JTG/T 3650-2020.公路桥涵施工技术规范[S].[2]JTG 3362-2018.公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范[S].[3]TB 10303-2020.铁路桥涵工程施工安全技术规程[S].[4]SPJ900/32.架桥机安全操作规程[S].石家庄：石家庄铁道学院，2004.  -全文完-。