DJ168架桥机架设有防落梁挡块铁路桥T梁的问题和对策

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  【摘 要】 对常用的铁路架桥机DJ168架设有防落梁挡块的铁路T梁存在问题的探讨并提出解决的对策,根据阜六铁路颍河特大桥阜阳台-73#墩工程实例阐述了有防落梁挡块的架设方案,为使用DJ168架桥机架设类似的桥梁提供借鉴和参考。
  【关键词】 DJ168架桥机 防落梁挡块
  1 引言
  现阶段我国铁路发展迅猛,并且 “以桥代路”线路设计成为主导,长桥及群桥集中的情况较多,特别是联络线及既有增建Ⅱ线越来越多采用了T梁设计,随着建设标准的提高,近年来出现了有防落梁挡块的铁路桥墩,且在铺架开始之前防落梁挡块就已施工完毕。因有防落梁挡块的存在,对常用的铁路架桥机如DJ168如何安全快速的完成架设任务带来了难题,如何利用DJ168架桥机架设有防落梁挡块铁路桥T梁是工程技术人员相互探讨的一个重要课题。
  2 防落梁挡块对架桥机的影响
  2.1 防落梁挡块简介
  在遭受地震时,为避免落梁灾难事故的发生,在桥梁构造措施中,通常设置防落梁挡块,设置于上部结构和下部结构之间,当防落梁挡块不发挥作用时,上部结构可自由振动,当发挥作用时,上部结构振动受到约束。铁路桥梁双线桥及单线桥的防落梁挡块均位于相邻支承垫石之间,其中双线桥防落梁挡块布置示意图如下所示:
  2.2 防落梁挡块对常用架桥机架设的影响
  2.2.1 对TJ165架桥机架设的影响
  TJ165架桥机属单臂简支型,能实现单线桥全幅机械横移梁片一次落梁就位,双线桥的其他两片T梁需采用架桥机落梁及墩顶人工移梁相结合的方法实现,因有防落梁挡块的存在,在双线桥上墩顶人工移梁无法完成,但对单线桥梁该机0#柱为折叠式结构,且过孔方式为轨道上自力走行,防落梁挡块的存在对TJ165架桥机没有影响。
  2.2.2 对DJ168架桥机架设的影响
  DJ168架桥机在无防落梁挡块的桥墩上能实现全幅机械横移梁片,达到一次落梁到位的功能。该机的过孔方式为步履式,过孔前需把架桥机从架梁状态整体降低1000mm到低位过孔状态,占立于前方墩台的0#柱及1#柱为导套式结构,低位过孔状态1#柱的油缸行程只有500 mm,这对无防落梁挡块梁的架设没有任何影响,但防落梁挡块的存在使得架桥机在正常低位过孔工况中不易实现,需要同时在满足低位过孔及架桥机安全操作规程两个条件的前提下,显然,架桥机过孔是最难的工况,只要保证架桥机顺利过孔,其他工况即可迎刃而解。
  2.3 解决DJ168架桥机架设有防落梁挡块铁路桥T梁的意义
  TJ165架桥机运输方式只能是整机大解体长途运输方式,按超级超限货物运输进行办理,装载加固及运输手续比较复杂,办理时间较长,为实现架桥施工需要需铺设架桥机组自力走行及运梁车运行的轨道线路,需在现场设置轨排基地,配套工程多,且为保证运梁车的行车安全,对铺设的工程线路要进行养护。DJ168架桥机采用公路运输,不受铁路运输的限制,可实现全幅机械横移梁片,达到一次落梁到位,无需人工移梁,配套轮胎式运梁车可不用铺设轨道线路,待桥梁全部架设完毕后采用机械铺轨,特别是双线桥梁,DJ168架桥机无需人工移梁,具有TJ165铁路架桥机无法比拟的优势。因此如何解决DJ168架桥机在有防落梁挡块的桥墩上的过孔问题使该机的应用范围得到进一步扩大具有非常重大的意义。
  3 DJ168架桥机架设有防落梁挡块铁路桥T梁方案的确定
  拟采用的方案有:整机前移、架桥机1#柱的横移装置垫高、凿除防落梁混凝土挡块。
  3.1 整机前移
  1#柱正常支立时,防落梁挡块将侵入1#柱200mm,若将整机前移250mm,使防落梁挡块与1#柱最大外形尺寸处有50mm间隙,根据DJ168架桥机结构特点,0#柱和1#柱的结构尺寸为990mm,挡块与1#柱间隙50mm,挡块与0#柱外头空间共需1040mm,挡块边缘距桥墩边缘为1120mm,空间位置满足要求,采用此方案可满足架桥机0#、1#柱及横移导轨支立问题,但需解决架桥机低位过孔问题。整机前移方案中架桥机过孔又可分为高位过孔、转换1#柱油缸销及1#柱两次到位3种施工方法。高位过孔法就是把架桥机整机下落500mm,整机重心高度比低位过孔工序高500mm,过孔工序中2#柱走行在超过低位过孔状态下高度稳定性差,采用该法施工存在较大的安全风险;转换1#柱油缸销需要搭设枕木垛来支垫以转换油缸销,用该法施工工期长且操作人员为转换油缸销需在高处作业;1#柱两次到位法也就是正常工况低位过孔过程中,2#柱到位支垫好后,整机已处于稳定状态,1#柱先走行到前方墩台支撑垫石支垫好后,把整机顶升,在0#柱的辅助作用下,收1#柱使1#柱收缩行程能跨越防落梁挡块既而走行到指定位置。上述3种施工方法经技术经济比选,并结合施工操作性、安全性及工期要求,选用1#柱两次到位法做为整机前移方案的施工方法。
  3.2 架桥机1#柱的横移轨道装置垫高
  在架桥机1#柱的横移轨道装置下设置钢支墩,使得架桥机1#柱的横移轨道装置直接站在防落梁混凝土挡块和钢支墩上,实现架桥机1#柱和0#柱的纵向站位与没有防落梁混凝土挡块时一样,过孔完毕后为保证架梁工况下机臂的水平,1#柱油缸插销位置下降3个孔眼。
  3.3 凿除防落梁混凝土挡块
  凿除防落梁混凝土挡块,使DJ168 架桥机能在原来的位置站位,过孔架梁工况与正常工况一至,待架好梁后再重新浇注防落梁混凝土挡块。
  3.4 方案的比选
  采用整机前移方案的1#柱两次到位法只在1#位到位前增加一个工序即可在低位过孔工况下解决过孔问题,无需增加其他辅助机具材料;架桥机1#柱的横移轨道装置垫高方案需另外加工钢支墩,钢支墩桥跨之间转移需另外的辅助设备予以完成,也需解决架桥机低位过孔的问题,且增加了架桥工序的步骤,影响架桥施工进度,且支垫高度大,稳定性不好;凿除防落梁混凝土挡块方案是可使架桥机在正常工况下过孔,但凿除混凝土及重新浇注混凝土工作量大,特别是挡块主筋切除后如何进行恢复又将带来新的技术难题,经济上不可取。综上所述,采用整机前移方案的1#柱两次到位法做为DJ168架桥机架设有防落梁挡块铁路桥T梁的施工方案。   4 DJ168架桥机采用整机前移方案的1#柱两次到位法架设有防落梁挡块铁路桥T梁的实例
  4.1 工程概况
  阜六铁路颍河特大桥中心里程为DK10+073.32,全桥长5540.16m,阜阳台-73#墩为双线桥墩,预留二线,74#墩-六安台为单线桥墩。其中阜阳台-73#墩设计有防落梁挡块且已施工完毕,防落梁挡块位于相邻支承垫石之间,其中左右两个挡块长(顺桥向)*宽(横桥向)*高(厚度)为460*1200*1150mm;中间挡块横桥向宽度根据线间距设计为1800-4000mm。
  4.2 有防落梁挡块时DJ168架桥机过孔工序
  DJ168架桥机出厂时没有考虑到有防落梁挡块梁的架设,无防落梁挡块架桥机过孔1#柱可一次到位,而阜六铁路颍河特大桥阜阳台-73#墩设计有防落梁挡块,防落梁挡块高出支撑垫石为735 mm,该桥坡度为5.9‰(上坡),因坡度引起的高度差为192 mm,为使1#柱跨过防落梁挡块,需使在低位过孔时1#柱收缩最少927 mm,采用1#柱两次到位法过孔可在低位状态下安全快速完成过孔,其他工况与正常架梁工况完全一致。
  (1)前、后吊梁小车分别与前后曲梁穿销轴联接,解除曲梁与机臂销轴联接,将整机降低1000 mm落到低位, 1#柱和桥面用刚性支撑放于桥面用木楔打紧,再用2个5吨链条葫芦和钢丝绳将1#柱和已架梁片两侧连接拉紧保护。
  (2)收3#柱,前后行车驱动机臂前移14m.
  (3)支3#柱,用4个5吨链条葫芦和钢丝绳将3#柱双向斜拉,收2#柱,后吊梁行车驱动2#柱前移19m, 2#柱到位支垫好后,解除3#柱斜拉。
  (4)收3#柱,机臂前移18.7m, 0#柱到墩台既定位置,顶升0#柱使机臂前端与1#柱处高差-50~150mm,调整0#柱垂直度≤5‰ 。
  (5)支3#柱,用4个5吨链条葫芦和钢丝绳将3#柱双向斜拉,收2#柱,后吊梁行车驱动2#柱前移13.7m,2#柱到位后穿曲梁与机臂固定销,解除1#柱固定装置。
  (6)收1#柱,驱动1#柱前移到前方墩顶防落梁挡块前支撑垫石上,将1#曲梁与机臂用螺栓锁紧,解除3#柱斜拉,将1#柱、2#柱及0#柱同时顶升并适时转换0#柱穿销满足0#柱与1#柱在同一高度上(见图2)。
  (7)顶升1#柱、2#柱及0#柱使2#柱穿销位于第五个销孔,保持机臂水平,穿2#柱及0#柱销轴,收1#柱,将1#柱前移到指定位置,穿1#柱曲梁与机臂固定销。收0#柱,顶升1#柱、2#柱到架梁位并穿销固定,解除行车与机臂固定销,行车后退到后方吊梁位置(见图3)。
  从以上过孔工序可以看出,1#柱两次到位过孔法与传统过孔法在前五个工序是相同的,所不同之处仅在于1#柱为跨越防落梁挡块,需分两步到位, 1#柱在前方墩台支撑垫石上支垫好后,在1#柱顶升的辅助下,使0#柱、2#柱油缸顶升到足够使1#柱油缸收缩的行程能跨越防落梁挡块即可使1#柱前移到指定位置。
  4.3 有防落梁挡块时过孔控制要点
  4.3.1 过孔状态曲梁与吊梁小车销接,应先插好下一工序的销轴才能拔掉上一工序作业的销轴。
  4.3.2 过孔时0#、1#、2#、3#柱位置应派专人操作与监护,支垫应平实可靠,1#、2#柱伸缩时应保持两侧平衡,均匀升降。
  4.3.3 过孔工况保证机臂水平,严禁机臂倾斜作业,可通过机臂调平装置的触摸屏观测0#--1#柱、3#--1#柱显示差值调整0#、3#柱高度。
  4.3.4 1#柱、2#柱横移轨道分别水平,三根轨道要平行,1#柱、2#柱横移轨道用水平尺找平,轨道全长高差≤15毫米,且轨道两端部高度不得低于中部高度。1#柱横移轨道与2#柱横移轨道间的平行度≤50毫米,2#柱两根轨道间的平行度≤10毫米。
  4.3.5 0#柱和1#柱支垫好后调整其垂直度,在过孔过程中柱体垂直度控制是关键点。
  4.3.6 对桥面有横坡的工况,应调整轨道垫木高度,使横移轨道保持水平。
  4.3.7 在架梁完毕、过孔对位开始前,需将1#柱和桥面用刚性支撑放于桥面用木楔打紧,再用2个5吨链条葫芦和钢丝绳将1#柱和已架梁片两侧连接拉紧保护。
  4.3.8 过孔过程中,每次走行2#柱前需将3#柱用4个5吨链条葫芦和钢丝绳双向斜拉,只有2#柱到位后才可以解除。
  4.4 采用整机前移方案的1#柱两次到位法技术经济效果分析
  因DJ168架桥机吊梁行车在机臂下方,整机重心高,在不凿除防落梁挡块的基础上采用1#柱两次到位法工序过孔比高位过孔安全性能高;若采用转换1#柱油缸销既转换导套,需转换两次油缸销,过程中需支垫,操作上不方便,而且费时,安全和经济上也不可取;采用1#柱两次到位过孔法属于低位过孔法,无需增加其他材料和设备,施工进度只比正常工况过孔法多十五分钟,但该法技术上安全,经济上可行(见表1)。
  5 结束语
  利用DJ168架桥机,在过孔过程中通过1#柱分两次到位的方法成功架设有防落梁挡块的T形梁,扩大了该架桥机的架设使用范围,这一成功实例,将为架设类似的桥梁提供了有价值的借鉴和参考。
  参考文献
  [1] DJ168架桥机使用说明书
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