铁路桥梁架设与设备配置方案

2022-03-21版权声明我要投稿

  摘要:在铁路桥梁工程施工中,箱梁架设是重点内容,在其架设安全、架设精度、架设效率等方面均有较高要求。文章以铁路桥梁架设施工为背景,践行科学化施工的理念,从架设施工技术以及设备配置方案两个角度展开探讨,提出关键的工作要点,以期为铁路桥梁架设工作的开展提供参考。

  关键词:铁路桥梁;架设施工;箱梁配置;

  随着理论研究的深入以及工程活动的开展,高速铁路桥梁架设施工技术具有多样化、成熟化的发展特点,为高速铁路箱梁架设施工提供了重要的技术支撑。为充分发挥架设施工技术的应用优势,应加强探讨,明确技术的应用思路以及应用要点,掌握设备的配置方案,有效推进铁路桥梁架设施工进程。

1 铁路桥梁架设施工技术

  高速铁路桥梁对结构的刚度和强度均有较高的要求,结构的此类力学特性将直接对桥梁的整体质量造成影响。工程人员需要深入工程实际环境,根据具体施工条件探寻具有可行性的铁路桥梁架设方法,各项工作落实到位。

  高速铁路桥梁普遍采用小跨度和中跨度的形式,结构以单室箱型截面梁为主。在具体施工中,常采用膺架法、悬灌法,架设设备以架桥机、造桥机为主,通过相应方法与设备的合理应用,将箱梁架设到位,有效保证箱梁的架设施工质量[1]。

  架桥机在高速铁路桥梁架设中具有广泛应用,能够减轻架设施工人员的工作负担,以机械化的方式施工,在安全的环境中将箱梁结构架设到位。造桥机与架桥机配合,可以满足施工现场制造架设的作业要求。现阶段,造桥机主要采用移动模架法,相比之下,造桥机在国外高速铁路桥梁架设施工中的应用更为广泛,与该类设备发展成熟、性能可靠有密切关联。

  (1)造桥机。

  设备使用期间对现场其他工序的干扰较小,有利于保证施工的安全性;可实现标准化作业,提升施工的规范性;该类设备梁跨结构较小,对施工空间的要求较低。仅采用造桥机,将出现施工规模偏大的情况,对施工效率造成影响。

  (2)架桥机。

  通过架桥机的应用实现标准化作业,缩短施工时间。但架桥机运行过程中的细节较多,易受到某些细部因素的阻碍,影响施工进程的顺利推进,因此要求工程人员高度重视各处细节,采取有效控制措施。施工单位正式施工前,应结合实际情况做好测算与分析工作,测算合格后正式施工。

2 架设方法及设备的选择

  2.1 铁路桥梁施工需要设备准备

  (1)施工影响范围调查。

  向有关单位递交申请,经过批准后进行架梁的施工,工程施工的正式时间为停电后、过孔前。

  (2)架桥机拼装调试。

  拼装架桥机工序:安放中横移轨道→安放中托轮组→拼装主梁→拼装前框架→拼装后上横梁→拼装前支腿→拼装后支腿→拼装天车→电器系统安装→全面安检。

  (3)安设架桥机纵、横移轨道。

  利用全站仪的方式对架桥机横移轨道进行定位,以增强架梁的稳定性,为了加强架桥机向两端移动的同步性,应当将枕木设置在轨道下方,同时注意轨距。利用钢筋将抗震锚栓和横移轨道紧密连接起,可将下铺枕木的方向调成和水平于轨道的方向,使架桥机更稳定;采取钢筋等材料固定纵移轨道。

  (4)临跨箱梁成品保护。

  在枕木垛的帮助下对桥墩盖梁对应箱梁翼边缘位置进行加固,以此增加该边缘位置的稳定性。

  2.2 设备选择

  架设方法的选择以及设备的配套均是高速铁路桥梁工程施工中需要考虑的内容,除施工质量外,成本也不容忽视,必须在施工质量以及经济效益间寻求均衡点,提升综合应用效果。

  (1)施工单位确定具体的架设方法后,相应的设备类型及数量关系也已经确定,原因在于架设方法与机械设备具有配套的关系,两者密不可分。确定施工设备的数量时,还需要考虑工程量以及施工周期,形成合理的配置方案,构建完善的设备机群,共同发挥出生产力优势。

  (2)架桥机是高速铁路桥梁架设施工中的关键设备,其使用成本较高,几乎占到总成本的60%左右,造桥机在此方面的占比约为45%。随着机械设备的改变,各自占用的项目成本比例有所差异,对于施工单位而言,在确保机械设备可正常运行的前提下,应选择成本投入较少的设备,提高项目的经济效益。

  (3)高速铁路桥梁工程项目的成本组成要素较多,除机械设备外,还包含材料和人工等多方面的成本。人力资源的投入与机械设备具有紧密的关联,两者形成相匹配的关系。因此在前期规划中应当充分考虑各项要素,形成集约化的资源配套方案,保证架设安全和架设质量,减少成本投入。

3 架桥机架设施工的要点

  结合高速铁路桥梁架设施工的基本特点,提出架桥机应用要点。

  (1)应用架桥机时,设备轮胎的接地变形面积必须得到有效控制,不可对施工现场的地基状态造成不良影响。

  (2)以确保路基具有稳定性为前提,合理引入设备,若施工现场存在软土,应提前检验,判断其承载性能是否能够满足施工要求,若不满足则用换填或其他方法予以处理,形成平整、稳定的地基。

  (3)架桥机运行过程中,操作人员严格控制支腿位置,重点考虑其与梁端的距离,该值应在许可范围内。

  (4)综合考虑高速铁路桥梁结构尺寸、架设需求,确定各处细节的要求以及施工方法。例如,合理控制导梁悬臂时的挠度以及墩台垫石的高度;确定支腿的布设位置以及架桥机的操作位置;有效控制运输道路的坡度,使架桥机稳定运行,顺利运梁。

4 高速铁路桥梁架设中机械设备的使用注意事项

  4.1 强化全员的工程意识

  高速铁路桥梁架设施工环境复杂,难度相对较大,对机械设备的应用提出较高的要求。为顺利将箱梁等相关结构架设到位,施工人员应对实际情况形成准确认识,准确掌握施工规划方案的具体内容,按照要求选择适用于现场环境的机械设备,充分发挥机械设备的应用优势,以较快的速度完成架设施工。正式施工前,做好技术交底和安全交底,使施工人员准确认识施工目标以及具体操作要点,提升员工的综合素质,保证施工的规范性。

  4.2 加强对机械设备的维护管理

  正式施工前,施工单位应安排机械设备性能检验工作,全面判断机械设备的运行状态,若存在故障则及时维修,使每台投入使用的设备均保持良好的性能状态,为正式架设施工夯实硬件基础[2]。

  以架桥机为例,液压系统的检修是施工前不可缺少的准备工作。架桥机液压系统数量达到3套,各自保持独立,具体组成包含液压泵站、执行元件、管路等。检修每套液压系统时,对内部各组成部分进行全面分析,判断其是否可以正常运行。

  此外,架桥机的自重较大,配套电气系统的容量需求也偏大,电气系统具有调控整机设备运行状态的功能,必须加强检修,保证各线路连接的正确性与准确性。发现问题及时处理,避免设备“带病作业”。

5 使用架桥机架设方式需注意的问题

  架桥机应由专员操作,加强对各处细节的把控,全面保证架桥机的运行稳定性,以较快的速度完成架设工作。

  (1)用K30系数评价路基表面强度,轮胎接地变形面积是影响路基表面强度的关键因素,应对此予以高度重视,采取控制措施。

  (2)路基整体稳定性必须得到保证,验算其稳定状态时可换算成土柱高度,据此展开计算,制约条件为轴距和轮距。局部存在软土地基时,根据实际情况采取换填等相关处理办法,切实改善软基承载能力不足的问题。

  (3)墩台结构的约束条件有两项,即墩帽自身的强度和墩台的反力。各自的影响因素存在差异,墩帽强度与支腿的支撑面积有关;墩台反力受到墩身的弯矩和墩台支反力两项因素的影响。墩身的弯矩形式有两种,即横向弯矩、纵向弯矩,前者大小主要与支腿在墩帽上的位置有关,随着位置的改变,其横向偏心程度有所不同,对应的横向弯矩值发生变化;后者与支腿在墩帽上的纵向偏心有关,还受到梁的纵移速度等多项因素的影响。在具体的分析与控制中,需要兼顾多项因素,进行全面考虑[3]。

  (4)梁体自身的状态受到多方面影响,例如支腿与梁端距离产生的影响,尤其是运梁车和架桥机联合作业时,两台设备在运行过程中以及在架设不等跨时产生的作用力;坡度主要指运梁便道的坡度;吊点的布设位置以及各自具备的承载力;施工荷载及运营过程中现场地基,尤其是软基的稳定状态、沉降情况等。

  此外,在高速铁路桥梁架设施工中,还需要加大力度做好对架桥机等各类机械设备的检维修工作,根据实际情况合理应用包含无损检测技术的一系列先进技术,不遗漏任何故障。必须由专员操作,以科学的手段检测机械设备所存在的种种问题,准确判断,合理安排维修,有效消除故障,为机械设备的稳定运行提供保障。

6 结语

  综上所述,在高速铁路桥梁工程建设中,架设施工为重点内容,工程人员需要结合实际条件以及施工要求,采取合适的架设方法。架设施工的工程量较大,仅凭人工作业的方式缺乏可行性,此时应根据架设施工方法配套架桥机等相关设备,形成完善的机械设备配置方案,由此创造软硬件相结合的良好施工条件。实际施工中,相关人员应优化架设方法,注重对机械设备的检维修工作,提高其运行水平,推动建设工作的高效开展。

参考文献

  [1]郭磊,牛伟.高速公路桥梁下穿既有线铁路桥梁低净空T梁架设[J].云南水力发电,2020(7):53-55.

  [2]李新.浅议风险管理与控制在上跨铁路既有线架设桥梁施工安全中的应用[J].绿色环保建材,2019(3):87-88.

  [3]贺存兵.跨京九铁路转体连续梁跨中合拢段施工分析[J].城市建设理论研究:电子版,2020(4):48-49.

作者:盛超杰 单位:中交武汉港湾工程设计研究院有限公司

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