CN110219246A - 一种大跨度柔性桥无砟轨道施工方法 - Google Patents
一种大跨度柔性桥无砟轨道施工方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明涉及一种大跨度柔性桥无砟轨道施工方法，包括以下步骤：S1、大桥合龙后线形观测；S2、桥面系荷载施工及线形分析；S3、CPⅡ、CPⅢ点布设；S4、CPⅡ、CPⅢ点测量时环境因素的确定；S5、底座施工；S6、道床板铺设及精调；S7、自密实施工。本发明能够保证大跨度柔性桥无砟轨道施工精度。
Description
技术领域
本发明涉及无砟轨道施工技术领域，具体来说，涉及一种大跨度柔性桥无砟轨道施工方法。
背景技术
现有特大桥主桥通常为斜拉桥，斜拉桥设计可以采用CRTSIII型板式无砟轨道。在桥上铺设无砟轨道时，面临着以下施工重难点：无砟轨道施工精度高，而主桥是柔性桥，温度、风速及荷载对主桥无砟轨道测量影响大，现行规范标准不适合无砟轨道施工；由于主桥二期恒载、恒载产生的挠度影响，CPⅢ测量数据贯穿整个无砟轨道施工过程，施工难度大。
针对相关技术中的问题，目前尚未提出有效的解决方案。
发明内容
针对相关技术中的上述技术问题，本发明提出一种大跨度柔性桥无砟轨道施工方法，能够保证大跨度柔性桥无砟轨道施工精度。
为实现上述技术目的，本发明的技术方案是这样实现的：
一种大跨度柔性桥无砟轨道施工方法，包括以下步骤：
S1、大桥合龙后线形观测：观测钢箱梁的标高与大气温度的关系，以便修正主桥二期恒载的理论预拱度，同时得出桥面系荷载对大桥产生的线形变化值；
S2、桥面系荷载施工及线形分析：桥面系施工完成后，对主桥线形进行对比分析；
S3、CPⅡ、CPⅢ点布设；
S4、CPⅡ、CPⅢ点测量时环境因素的确定：确定温度和风速对主桥的影响，得出CPⅢ测量边界条件；
S5、底座施工；
S6、道床板铺设及精调；
S7、自密实施工。
优选的，S2步骤中，对主桥线形进行对比分析后确定第一阶段调索数据并进行第一次调索。
优选的，S3步骤中，在主桥上每个桥塔处分别布设两对CPⅡ点，且所述CPⅡ点位于人字形桥塔高于桥面的内侧，在大小里程简支梁上距离大小里程主塔600米和300米处分别布设CPⅡ点，主桥上中跨CPⅢ点布置在防撞墙顶端并埋设立式基座，其他桥梁段CPⅢ点布置在防撞墙顶端，桥塔处的两对CPⅢ点埋设于桥塔之上并位于人字形桥塔内侧且与主桥上CPⅡ点共点。
优选的，主桥上CPⅢ点对按如下原则布设：
a.在大小里程靠近主塔的第一个过渡墩顶面分别布设一对CPⅢ点；
b.在大小里程的主塔内侧面分别布设一对CPⅢ点；
c.在中跨的五等分处，分别布设一对CPⅢ点；
d.在大小里程的伸缩缝简支梁桥上靠近主桥的防撞墙顶面，分别布设一对CPⅢ点。
优选的，S5步骤中，底座施工具体包括：
S5.1、一次测量完成底座放线和立模标高；
S5.2、主桥边跨每次单侧施工60m，主桥主跨为单侧300m一次浇筑；
S5.3、底座施工完成后，对主桥实际线形与理论线形进行对比分析，修正的模型参数；
S5.4、根据主桥线形及目前索力情况，确定调索范围和索力值，进行局部索力调整。
优选的，S6步骤中，所述道床板为Ⅲ型板。
优选的，道床板铺设及精调具体包括：
S6.1、在隔离垫层及自密实钢筋施工完成后，将主桥范围内的Ⅲ型板全部铺设到底座上去；
S6.2、铺设完成后，对主桥实际线形与理论线形进行对比分析，修正的模型参数；
S6.3、确定理论线性与实际线性相吻合后，对CPⅢ第二次测量；
S6.4、主桥范围内的Ⅲ型板一次精调到位；
S6.5、轨道板粗铺到位后，通过精调爪将轨道板调整至略高于自密实混凝土设计厚度，抽出垫木。
优选的，S6.4步骤中，精调前检查粗铺精度，对明显偏差的轨道板，先调整到一定精度范围内，再进行测量调整，精调后对场地要进行显著标识，配置跨线通道。
优选的，S7步骤中，自密实施工具体包括：
S7.1、精调完成后及时灌注自密实混凝土；
S7.2、轨道板自密实混凝土灌筑完成拆模后进行轨道板铺设精度复测，复测完成后应做好记录并存档。
优选的，S7.1步骤中，自密实混凝土灌注要连续，灌注时由跨中向边跨两侧同时灌注，灌注过程中要对称施工。
本发明的有益效果：保证了在大跨度柔性桥无砟轨道施工的精度。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是根据本发明实施例所述的一种大跨度柔性桥无砟轨道施工方法的流程图。
图2是根据本发明实施例所述的桥塔处CPⅡ/CPⅢ埋设示意图。
图3是根据本发明实施例所述的CPⅡ埋设布置示意图。
图4是根据本发明实施例所述的主跨中间段CPⅢ点埋设示意图。
图5是根据本发明实施例所述的CPⅢ埋设沿线路分布示意图。
图6是根据本发明实施例所述的主梁横向风荷载示意图。
图7是根据本发明实施例所述的主梁竖向温差示意图。
图8是根据本发明实施例所述的主梁横向温差示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1所示，根据本发明实施例所述的一种大跨度柔性桥无砟轨道施工方法，包括以下步骤：S1、大桥合龙后线形观测；S2、桥面系荷载施工及线形分析；S3、CPⅡ、CPⅢ点布设；S4、CPⅡ、CPⅢ点测量时环境因素的确定；S5、底座施工；S6、道床板铺设及精调；S7、自密实施工。
在本优选实施例中，施工的特大桥主桥为(35+40+60+300+60+40+35)m斜拉桥，斜拉桥及相邻一孔32m简支梁，设计采用CRTSII I型板式无砟轨道；轨道结构高度为785mm；其中轨道板厚200mm；自密实混凝土层厚103mm；隔离层14mm；底座厚度220mm；主桥二期恒载为150KN/m，恒载产生的挠度为最大27cm。具体详细的施工方法如下所述：
1.大桥合龙后线形观测
连续2天(早上6:00至晚上12点，时间间隔为1小时)观测钢箱梁的标高与大气温度的关系，以便修正主桥二期恒载的理论预拱度；同时得出桥面系荷载对大桥产生的线形变化值。
2.桥面系荷载施工及线形分析
桥面系施工完成后，对主桥线形进行对比分析，第一阶段初步复核模型参数是否准确，同时确定第一阶段调索数据。进行第一次调索。
3.CPⅡ、CPⅢ点布设
3.1、CPⅡ布设：主桥上分别在每个桥塔处布设两对CPⅡ点，位于人字形桥塔高于桥面的内侧，桥塔处两对CPⅡ点与CPⅢ点共点，因此其埋设高度应利于CPⅢ高程测量和安置棱镜，具体埋设位置如图2所示。在大小里程简支梁上距离大小里程主塔600米和300米处分别布设CPⅡ点，共计四个，具体布设如图3所示。除主塔上四个CPⅡ点外，其余四个CPⅡ点埋设于简支梁固定支座上方防撞墙顶面。
3.2、CPⅢ布设：如图4所示，主桥上中跨CPⅢ点布置在防撞墙顶端，埋设立式基座，其他桥梁段布置在防撞墙顶端，若为简支梁，则布设在固定支柱端上方防撞墙顶端，桥塔处的两对CPⅢ点埋设于桥塔之上，位于人字形桥塔内侧，与主桥上CPⅡ点共点。
主桥上CPⅢ点对按如下原则布设：
①在大小里程靠近主塔的第一个过渡墩顶面(即特大桥的34#和37#墩)分别布设一对CPⅢ点；
②在大小里程的主塔内侧面分别布设一对CPⅢ点；
③在中跨的五等分处，分别布设一对CPⅢ点；
④在大小里程的伸缩缝简支梁桥上靠近主桥的防撞墙顶面，分别布设一对CPⅢ点；
综上所述，主桥上的CPⅢ网共有10对共20个CPⅢ点，具体沿线路分布如图5所示。
4.CPⅡ、CPⅢ点测量时环境因素的确定
4.1、温度和风速对主桥的影响
(1)风速对主桥的影响
计算工况:如图6所示，对主梁侧面施加横向风荷载，并考虑风速分别为4m/s、5m/s、6m/s、10m/s。
主梁的位移如表1所示。
表1不同风速对主梁产生的位移
| 风速 | 4m/s | 5m/s | 6m/s | 10m/s |
| 最大水平位移 | 0.48mm | 0.75mm | 1.07mm | 2.93mm |
(2)日照温差计算
①计算工况一:如图7所示，分别考虑主梁桥面板竖向温差(T1-T2)＝1℃、2℃、3℃、4℃、5℃时，主梁的位移情况。
主梁竖向温差，主梁跨中最大竖向位移如表2所示。
表2日照温差主梁跨中最大竖向位移
| 竖向温差 | 1℃ | 2℃ | 3℃ | 4℃ | 5℃ |
| 最大竖向位移 | 3.18mm | 6.37mm | 9.56mm | 12.70mm | 16.08mm |
②计算工况二:如图8所示，分别考虑主梁桥面板温度(T3-T4)＝1℃、2℃、3℃时，主梁的位移情况。
主梁横向温差，主梁跨中最大水平位移如表3所示。
表3主梁横向温差主梁跨中最大水平位移
| 横向温差 | 1℃ | 2℃ | 3℃ |
| 最大竖向位移 | 3.73mm | 7.46mm | 11.2mm |
(3)大气温度计算
计算工况二:分别考虑大气温度变化1℃、2℃、3℃、4℃、5℃时，主梁的位移情况。
主梁大气温度变化，主梁跨中最大竖向位移如表4所示。
表4大气升温主梁跨中最大竖向位移
| 大气温差 | 1℃ | 2℃ | 3℃ | 4℃ | 5℃ |
| 最大竖向位移 | 0.30mm | 0.61mm | 0.92mm | 1.22mm | 1.53mm |
4.2、CPⅢ测量边界条件
从上面分析温度与风速对主桥的影响结论得出CPⅢ测量边界条件：
⑴风速小于5m/s。
⑵主梁不允许有梯度温度，因此CPⅢ测量时间为22:00-4:00；
⑶在CPⅢ测量期间，大气温度温差不大于3℃。
⑷主桥范围内随着荷载变化，CPⅢ数据易随之发生变化，因此每期CPⅢ数据使用过程中不允许桥面荷载发生变化。
5.底座施工
⑴底座放线和立模标高为一次测量完成。施工过程中利用CPⅢ控制网对每块轨道板对应的底座进行测量放样，根据布板数据计算出每块底座以伸缩缝为界的4个点的坐标，放样完成后做好标记，用墨线弹出底座边线，并记录每个标记点的高程，作为底座立模的依据。现场技术员对施工人员进行交底对放样标记点进行保护，必要时做定位桩。
⑵主桥边跨每次单侧施工60m，主桥主跨为单侧300m一次浇筑。
⑶底座施工完成后，对主桥实际线形与理论线形进行对比分析，修正的模型参数。根据主桥线形及目前索力情况，确定调索范围和索力值，进行局部索力调整。
6.Ⅲ型板铺设及精调
⑴在隔离垫层及自密实钢筋施工完成后，将主桥范围内的Ⅲ型板全部铺设到底座上去。
⑵铺设完成后，对主桥实际线形与理论线形进行对比分析，修正的模型参数。
⑶确定理论线性与实际线性相吻合后，对CPⅢ第二次测量。
⑷主桥范围内的Ⅲ型板一次精调到位。
⑸精调前再次检查粗铺精度，对明显偏差的轨道板，先调整到一定精度范围内，再进行测量调整；
⑹精调并安装压紧装置后，对场地要进行显著标识，配置跨线通道，禁止踩踏已精调轨道板。
⑺轨道板粗铺到位后，由测量班通过精调爪将轨道板调整至略高于自密实混凝土设计厚度(103mm)后，抽出垫木。轨道板精调测量***采用全站仪自由设站，利用控制网进行测设。轨道板精调完成后，采取防护措施，严禁踩踏和撞击已精调完成的轨道板，同时避免其他施工造成振动与挠动，并及时进行自密实混凝土灌注。
7.自密实施工
⑴精调完成后及时灌注自密实混凝土，灌注时由跨中向边跨两侧同时灌注，灌注过程中要对称施工。
⑵自密实混凝土灌注要连续，灌注过程中，注意观察轨道板状态。灌注时先快后慢，注意观察排气孔，待排气孔中混凝土高度与轨道板底平齐时，关闭大料斗；当排气孔中混凝土高度达到轨道板1/2高度时，关闭小灌注料斗，当排气孔中混凝土与排气孔平齐时，关闭排气孔阀门。灌注时间控制在6～8min。灌注结束后，调节溜槽方向，灌注另一侧的轨道板。两侧轨道板灌注完成后，移动灌注支架至下一灌注地点，抬升灌注漏斗，分离漏斗与下料管，移动至下一灌注地点。
⑶轨道板自密实混凝土灌筑完成拆模后应进行轨道板铺设精度复测，复测完成后应做好记录并存档。
综上所述，本发明解决技术问题所采用的技术方案可总结为：结合本桥结构特点和风速、温度等环境因素及不同施工阶段桥梁荷载对线型的影响，建立实时修正模型。通过模型和实际采集的数据进行对比分析，得出最合理的CPⅢ布点方式和CPⅢ点测量的最佳时间。根据主桥二期恒载分布情况，施工过程中通过对主桥实际线型监测与理论分析对比，掌握风速、温度等环境因素及不同施工阶段桥梁荷载对主桥线型的影响情况，并采取主桥无砟轨道底座和Ⅲ型板精调为一次精调成型施工工艺，确保主桥无砟轨道施工精度。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种大跨度柔性桥无砟轨道施工方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、大桥合龙后线形观测：观测钢箱梁的标高与大气温度的关系，以便修正主桥二期恒载的理论预拱度，同时得出桥面系荷载对大桥产生的线形变化值；
S2、桥面系荷载施工及线形分析：桥面系施工完成后，对主桥线形进行对比分析；
S3、CPⅡ、CPⅢ点布设；
S4、CPⅡ、CPⅢ点测量时环境因素的确定：确定温度和风速对主桥的影响，得出CPⅢ测量边界条件；
S5、底座施工；
S6、道床板铺设及精调；
S7、自密实施工。
2.根据权利要求1所述的一种大跨度柔性桥无砟轨道施工方法，其特征在于，S2步骤中，对主桥线形进行对比分析后确定第一阶段调索数据并进行第一次调索。
3.根据权利要求1所述的一种大跨度柔性桥无砟轨道施工方法，其特征在于，S3步骤中，在主桥上每个桥塔处分别布设两对CPⅡ点，且所述CPⅡ点位于人字形桥塔高于桥面的内侧，在大小里程简支梁上距离大小里程主塔600米和300米处分别布设CPⅡ点，主桥上中跨CPⅢ点布置在防撞墙顶端并埋设立式基座，其他桥梁段CPⅢ点布置在防撞墙顶端，桥塔处的两对CPⅢ点埋设于桥塔之上并位于人字形桥塔内侧且与主桥上CPⅡ点共点。
4.根据权利要求3所述的一种大跨度柔性桥无砟轨道施工方法，其特征在于，主桥上CPⅢ点对按如下原则布设：
a.在大小里程靠近主塔的第一个过渡墩顶面分别布设一对CPⅢ点；
b.在大小里程的主塔内侧面分别布设一对CPⅢ点；
c.在中跨的五等分处，分别布设一对CPⅢ点；
d.在大小里程的伸缩缝简支梁桥上靠近主桥的防撞墙顶面，分别布设一对CPⅢ点。
5.根据权利要求1所述的一种大跨度柔性桥无砟轨道施工方法，其特征在于，S5步骤中，底座施工具体包括：
S5.1、一次测量完成底座放线和立模标高；
S5.2、主桥边跨每次单侧施工60m，主桥主跨为单侧300m一次浇筑；
S5.3、底座施工完成后，对主桥实际线形与理论线形进行对比分析，修正的模型参数；
S5.4、根据主桥线形及目前索力情况，确定调索范围和索力值，进行局部索力调整。
6.根据权利要求1所述的一种大跨度柔性桥无砟轨道施工方法，其特征在于，S6步骤中，所述道床板为Ⅲ型板。
7.根据权利要求6所述的一种大跨度柔性桥无砟轨道施工方法，其特征在于，道床板铺设及精调具体包括：
S6.1、在隔离垫层及自密实钢筋施工完成后，将主桥范围内的Ⅲ型板全部铺设到底座上去；
S6.2、铺设完成后，对主桥实际线形与理论线形进行对比分析，修正的模型参数；
S6.3、确定理论线性与实际线性相吻合后，对CPⅢ第二次测量；
S6.4、主桥范围内的Ⅲ型板一次精调到位；
S6.5、轨道板粗铺到位后，通过精调爪将轨道板调整至略高于自密实混凝土设计厚度，抽出垫木。
8.根据权利要求7所述的一种大跨度柔性桥无砟轨道施工方法，其特征在于，S6.4步骤中，精调前检查粗铺精度，对明显偏差的轨道板，先调整到一定精度范围内，再进行测量调整，精调后对场地要进行显著标识，配置跨线通道。
9.根据权利要求1所述的一种大跨度柔性桥无砟轨道施工方法，其特征在于，S7步骤中，自密实施工具体包括：
S7.1、精调完成后及时灌注自密实混凝土；
S7.2、轨道板自密实混凝土灌筑完成拆模后进行轨道板铺设精度复测，复测完成后应做好记录并存档。
10.根据权利要求9所述的一种大跨度柔性桥无砟轨道施工方法，其特征在于，S7.1步骤中，自密实混凝土灌注要连续，灌注时由跨中向边跨两侧同时灌注，灌注过程中要对称施工。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20190910 |
|
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