收稿日期:20190421作者简介:郑汝亮(1975—),男,2001年毕业于兰州铁道学院交通土建工程(铁道工程)专业,工学学士,高级工程师。文章编号:16727479(2019)05013105重载铁路桥梁支座顶升更换施工技术

郑汝亮(中国铁路昆明局集团有限公司滇中铁路建设指挥部,云南昆明摇650011)

摇摇摘摇要:在深厚软土地区,桥下堆载与重车通行易引起桥墩沉降及倾斜,致使桥梁支座纵向位移超

限。以大丽铁路某特大桥为工程依托,开展铁路桥梁支座顶升更换施工技术的应用研究。考虑运营铁

路天窗期施工作业时间短、作业面狭窄、涉及专业施工内容多和安全风险高等特点,提出了用两台千斤

顶同步顶升更换既有铁路桥梁支座的方案,并计算分析了千斤顶的选取、桥墩局部承压和梁缝缩小值等

技术参数。结果表明:(1)采用两台DYG200型号的千斤顶,单台起重量2000kN,满足顶升重量要求;(2)既有桥墩顶帽C25钢筋混凝土局部承受压应力为12郾526MPa,局部压力为885kN,满足规范要求;

(3)调整支座的梁体顶升高度为20mm,更换支座的梁体顶升高度为88~92mm,顶升高度满足现场施

工需要;(4)顶升更换既有铁路桥梁支座施工技术对铁路桥梁支座纵向位移超限病害控制效果明显。关键词:重载铁路;桥梁支座;顶升;更换;施工技术

中图分类号:U455郾43摇摇文献标识码:BDOI:10.19630/j.cnki.tdkc.201904210001开放科学(资源服务)标识码(OSID):

ConstructionTechnologyofLiftingandReplacing

RailwayBridgeBearings

ZhengRuliang

(CentralYunnanRailwayConstructionHeadquartersofChinaRailwayKunmingBureauGroupCo.,Ltd.,Kunming650011,China)

Abstract:Diseasessuchassettlementandtiltofbridgepierswereeasytooccurunderbridgeheapedloadandheavyvehicletrafficindeepsoftsoilarea,whichwouldresultinthelongitudinaldisplacementover鄄limit

diseaseofthebridgebearing.BasedonasuperlargebridgeinDaLiRailway,theapplicationresearchon

constructiontechnologyofreplacingbearingbyjackingforheavyhaulrailwaybridgewascarriedout.

Consideringthecharacteristicsofshortconstructiontime,narrowworkingspace,numerousprofessional

constructioncontentandhighsafetyriskinmaintenancetimeofexistingoperatingrailway,aschemeof

replacingexistingrailwaybridgebearingswithtwojacksjacking鄄upsynchronouslywasputforward,andthe

technicalparameterssuchastheselectionofjacks,localbearingcapacityofpiersandreductionvalueofbeam

crevicewerecalculatedandanalyzed.Theresultsshowthat:(1)TwoDYG200jackswithliftingweightof

2000kNperonecanmeetthejacking鄄upweightrequirementsofbridge;(2)Thelocalcompressivestressof

C25concreteintheexistingpiercapis12郾526MPa,andthelocalpressureis885kN,whichcanbothmeet

therequirementsofthecode;(3)Thejacking鄄upheightofgirderwhosesupportswouldbeadjustedis20mm,

andthejacking鄄upheightofgirderwhosesupportswouldbereplacedisfrom88mmto92mm.Thejacking

heightcanmeetrequirementsoffieldconstruction;

(4)Theconstructiontechnologyofreplacingbearing

forexistingrailwaybridgebyjackinghasobvious131重载铁路桥梁支座顶升更换施工技术:郑汝亮effectoncontrollingthelongitudinaldisplacementover鄄limitdiseaseofrailwaybridgebearings.

Keywords:Heavyhaulrailway;Bridgebearing;Jackingup;Replacement;Constructiontechnology

摇摇在2000年前后施工的一些项目上,既有铁路桥梁

支座病害较为常见,受当时标准、施工技术、施工质量、

地质条件、投资控制和维护管理等因素的影响,致使一

些铁路桥梁支座纵向位移超限。为了确保运营的安

全,需对桥梁进行限速和长期的监控量测,使得铁路生

产受到较大影响[12]。

王海龙等分析了铁路桥梁支座病害产生的原因,

对更换方案进行了研究[37];聂桂良等分别从支座更

换过程中的梁体受力状态、桥梁支座更换的方法、桥梁

支座更换的施工和监控要点三方面进行了研究[810];

刘宝军等对同步顶升更换桥梁支座控制指标进行了研

究[15]。以往研究均取得了一定的成果,但对运营铁路

桥梁支座更换施工技术研究较少,以下对该项施工技

术进行深入研究。

1摇工程概况

1郾1摇既有桥梁概况

大丽铁路全长161郾006km,铁路等级为国铁玉

级,设计速度为120km/h,单线电气化铁路。2004年12月开工建设,2009年9月正式通车运营。其中,下

河村1号特大桥(K12+560)全长523郾44m,孔跨布置

为5伊32m+21伊16m简支梁,桥梁位于R=1200m的

圆曲线上,线路纵坡为-3译。1郾2摇病害情况及结果

2013年间,桥下堆载及重车通行造成下河村1号

特大桥的7~21号桥墩沉降及倾斜,致使支座纵向位

移超限。其中,8号、11号、14号、15号墩纵向位移量

超过设计规定值(30mm),11号桥墩支座位移达47mm。对超过设计位移量的4个墩顶支座进行了更

换;对没有超过设计位移量的9个墩顶支座进行了

调整。2013年至2018年6月,该桥一直以80km/h的速

度限速通行。根据2015年及2018年的监测结果分

析,支座纵向位移仍在继续发展。

2摇施工方案、工艺流程与施工准备

2郾1摇施工方案

(1)支座更换和调整主要针对活动支座;固定支

座不进行更换和调整,仅进行松动除锈处理。(2)支座更换顶升高度:受空间限制,需整体拆除

及安装支座,安装高度为“上底板螺栓伸出长度+支座

高度冶,顶升高度为“上底板螺栓伸出长度冶。(3)调整支座顶升高度:调整高度为“下底板螺帽

取出高度冶,顶升高度为“下底板螺帽高度-上下螺帽

之间的间隙冶。(4)支座类型为YZM180-Z8-0郾2g(见图1)。

图1摇支座半顶示意(单位:mm)摇2郾2摇施工工艺流程

支座更换分为轨道和支座两个部分进行施工,流

程如图2所示。2郾3摇轨道施工准备

(1)铺设0号桥台至21号墩范围线路右侧步行

板并固定(厚20mm的木板)。施工过程中,所有材料

均不得摆放在步行板上。对7号墩至21号墩的护栏

安装防护网,防止物体掉落。(2)无缝线路长轨解体:淤切缝距离既有轨缝不

小于6郾25m;于轨缝不得与梁缝位置重合;盂钢轨切

缝选择在靠近需要更换支座的位置。(3)钢轨切割及钻孔:将无缝线路解体成短轨,采

用鱼尾板与短轨连接,采用冻结螺栓(10郾9级)。2郾4摇桥面系施工准备

(1)防落梁拆除:先拆除螺栓,再拆除防落梁木。

(2)电缆槽解体:拆除桥跨两端梁缝处电缆槽螺231铁摇道摇勘摇察2019年第5期

图2摇施工工艺流程

栓,将电缆槽盖板取下,确保电缆槽在梁体顶升过程中

不受破坏。(3)梁缝盖板拆除:对桥跨两端梁缝处进行清砟,

拆除挡砟板,再拆除梁缝盖板。(4)桥面护栏解体:拆除梁缝两端护栏螺栓,使护

栏与相邻桥跨间处于分离状态。

3摇施工技术参数

3郾1摇千斤顶选取

(1)在进行支座更换及复位施工时,采用千斤顶

将一孔梁片整体顶起。

桥跨总重量:2片T梁2伊70=140t;

步行板3郾8t;道砟30t;轨枕8郾5t。

钢轨:16郾5伊2伊0郾06=1郾98t;

总重量:140+3郾8+30+8郾5+1郾98=182郾28t;182郾28伊1郾3=236t=2360kN。

顶梁时,在梁体活动端设置2个千斤顶;固定端直

接承放在墩顶支座上。则每端梁端的受力为N=2360/2=1180kN,则每个千斤顶的受力为N=

1180/2=590kN。

(2)经现场实测,梁底与桥墩顶面高差最小为

385mm,支座上底板螺栓长度最大为92mm;支撑面最

窄处宽350mm。墩顶尺寸如图3所示。

图3摇桥墩顶面尺寸(单位:cm)(3)千斤顶选取:参照顶力及墩顶顶面尺寸,宜采

用DYG200型号的千斤顶两台。单台顶力为2000kN,千斤顶本高为360mm,最大行程为200mm,

油缸外径为245mm,油缸内径为200mm。3郾2摇桥墩顶帽局部承压检算

(1)相关应力参数

每个千斤顶的受力为N1=590kN。

既有桥墩顶帽为C25混凝土,[滓c]=6郾8MPa[2]。

千斤顶外径为245mm的圆形,紧靠垫石布设,则

底面半径为350-245/2=227郾5mm。

参照《混凝土结构设计规范》[1](GB50010—

2010)及《铁路桥涵混凝土结构设计规范》[2](TB10092—2017)计算面积,有

A=仔r2=3郾14伊(0郾245衣2)2=0郾0471m2(1)

摇摇局部承压计算底面积Ac=3郾14伊(0郾35-0郾245衣

2)2=0郾1625m2(2)局部承压应力检算

混凝土局部承压提高系数

茁=AAc=0郾16250郾0471=1郾86(2)

摇摇局部承受压应力

[滓c-1]=N1Ac(3)

摇摇代入数据,有

滓[]c-1=N1Ac=5900郾0471=12526kPa=12郾526MPa<

[滓c]伊茁=6郾8伊1郾86=12郾648MPa

摇摇满足设计要求。

(3)局部承压力检算[2]

fc为混凝土轴心抗压强度设计值,取11郾9N/mm2;

Kcf伊Nc=1郾5伊590=885kN<茁伊fc伊Ac=

1郾86伊11郾9伊0郾0471伊106衣103=1042kN摇摇满足设计要求。

3郾3摇梁缝缩小值检算

梁体一端顶升发生位移,则梁体另一端垂直度

发生变化,导致梁缝宽度缩小。对支座梁缝进行现

场实测,顶升高度按式(4)计算,T梁高度为2郾33m,

长度为16郾5m,得出梁缝缩小值(见表1),满足设计

要求。

梁缝缩小值2郾33=顶升高度16郾50(4)331重载铁路桥梁支座顶升更换施工技术:郑汝亮