CN114703764B - 一种高铁倾斜箱梁调平移位施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于高速铁路桥梁修复技术领域，具体涉及一种高铁倾斜箱梁调平移位施工方法；采用顶升千斤顶将倾斜箱梁扶正后利用三维千斤顶水平移动箱梁；倾斜箱梁扶正：将数个顶升千斤顶分两组布置于箱梁两端的墩帽上，每组顶升千斤顶分为两部分，一部分安装在箱梁的上扬侧的墩帽顶面、一部分安装在墩帽凹槽处；箱梁扶正过程中数个顶升千斤顶交替倒顶；水平移动箱梁：在墩帽顶面安装三维千斤顶，同步控制三维千斤顶进行横向移动，箱梁横向移动至设计位置后，将梁体落位到钢垫墩后，拆除三维千斤顶和顶升千斤顶，梁体移动到位；采用三维千斤顶，利用滑箱和滑道形成运动面，带动梁体移动，对比其他施工工艺，环保节能效益显著。

Description

一种高铁倾斜箱梁调平移位施工方法

技术领域

本发明属于高速铁路桥梁修复技术领域，具体涉及一种高铁倾斜箱梁调平移位施工方法。

背景技术

随着我国基础设施建设的快速发展，高速铁路修建的里程数量越来越大，高铁覆盖的复杂区域也越来越广，高速铁路箱梁大多采用长32m重900t预制箱梁，箱梁具有刚度大、预制架设施工速度快、施工质量易保证的突出优点，但由于梁体大多采用简支梁结构，梁体在受到外部大荷载或不可抗因素（比如地震）作用时，其将不可避免的发生大角度倾斜甚至掉落现象。新建xx客专xxx大桥受2022年x月x日xxxx地震影响，桥梁梁体出现了不同程度的横向侧倾、纵向开裂、局部破损、支座和防落梁装置螺栓被剪断的损伤现象，为验证地震受损后简支箱梁的震后受力性能，施工现场需选择损伤状态非常严重的第4孔箱梁、损伤状态较为严重的第5孔箱梁和有一定损伤第6孔箱梁，开展箱梁的1.2级静载弯曲试验，以检验受损后箱梁的整体纵向刚度、截面中性轴高度、跨中区混凝土抗裂性和剪切区混凝土受力性能。为确保梁体受力性能试验工作顺利开展，要求提前对不同倾斜程度的受损箱梁开展扶正复位施工作业，针对受损倾斜箱梁扶正复位施工难度大，施工安全风险高的问题，有必要设计一种快速、经济、安全、较适用于大角度倾斜箱梁快速调平的施工方法。

发明内容

本发明的目的是提供一种安装简单、成本投入低、便于工人操作的倾斜箱梁顶升调平移位施工方法。

本发明提供了如下技术方案：一种高铁倾斜箱梁调平移位施工方法，采用顶升千斤顶将倾斜箱梁扶正后利用三维千斤顶水平移动箱梁；

倾斜箱梁扶正：在箱梁的两侧腹板与地面之间张拉钢绞线，将数个顶升千斤顶分两组布置于箱梁两端的墩帽上，每组顶升千斤顶分为两部分，每部分至少两个，一部分安装在箱梁的上扬侧的墩帽顶面、一部分安装在墩帽凹槽处；并根据墩帽凹槽处实际空间大小选择是否凿除混凝土开辟千斤顶安装空间，凿除后采用砂浆找平；顶升千斤顶与墩帽之间衬钢垫板，顶升千斤顶与箱梁底面之间衬钢垫板，钢垫板包括楔形调节垫板，通过配置楔形调节垫板使顶升千斤顶顶力方向与梁底垂直；墩帽上在箱梁滑移一侧安装截面为梯形或三角形的限位装置，限位装置的立面背靠支承垫石、斜面面向箱梁的腹板；箱梁扶正作业前解除两侧的钢绞线，箱梁扶正过程中数个顶升千斤顶交替倒顶，位于墩帽凹槽的顶升千斤顶同步缓慢顶升，位于墩帽顶面的顶升千斤顶同步缓慢下降，并随顶升过程在梁底安装钢支墩，保证箱梁平衡，根据箱梁的举升高度，在顶升千斤顶与墩帽之间设置钢垫墩，直至梁体底面与支承垫石顶面相平；

水平移动箱梁：在墩帽顶面安装三维千斤顶，三维千斤顶与墩帽之间衬钢垫板，三维千斤顶与箱梁底面之间衬钢垫板，拆除限位装置，三维千斤顶安装到位后先向上顶升1cm，确保梁体与支承垫石之间无接触，同步控制三维千斤顶进行横向移动，横移过程中，三维千斤顶与顶升千斤顶交替支撑，三维千斤顶移动至一个行程结束后复始，箱梁横向移动至设计位置后，对梁缝隙进行复核，在支承垫石顶安装钢垫墩，将梁体落位到钢垫墩后，拆除三维千斤顶和顶升千斤顶，梁体移动到位。

进一步地，若干个楔形调节垫板层叠设置，通过不断调整楔形调节垫板的层数及位置实现顶升千斤顶顶力角度调节，楔形调节垫板上开有至少两个销孔，若干个楔形调节垫板通过穿过销孔的销轴组合在一起。

进一步地，箱梁的腹板与限位装置之间安装有橡胶垫块，用于减小箱梁顶升过程中限位装置对箱梁腹板产生挤压破坏。

进一步地，钢支墩包括墩柱和滑板，墩柱顶部的拱形凸台和滑板内凹的圆弧底面吻合组成柱面滑动副。

与现有技术相比，本发明的优势在于：

本发明提供的一种高铁倾斜箱梁调平移位施工方法，应用于高铁大角度倾斜箱梁调平移位施工中，不同于现有拆除箱梁二次重新浇筑或重新预制架设箱梁施工方法，其充分利用了既有未发生破坏箱梁，有效降低了工程施工成本投入，加快了工程施工速度；同时，该施工方法具有操作简单，施工便捷、施工效率高的特点，采用该方法可实现经济、实用的目的。

通过模拟梁体倾斜角度加工的楔形调节垫板，精确控制千斤顶的顶升角度，确保顶升时千斤顶与梁体底面垂直受力，避免了千斤顶侧滑的风险；梁体顶升平移过程中，采用三维千斤顶，利用滑箱和滑道形成运动面，带动梁体移动，对比其他施工工艺，环保节能效益显著。

附图说明

图1为倾斜箱梁扶正示意图。

图2为水平移动箱梁示意图。

图3为倾斜箱梁扶正纵断面布置示意图。

图4为钢支墩的结构示意图。

图5为楔形调节垫板的结构示意图。

图6为楔形调节垫板层叠示意图。

图中：1-箱梁；2-顶升千斤顶；3-钢垫板；4-限位装置；5-橡胶垫块；6-钢绞线；7-支承垫石；8-三维千斤顶；9-钢支墩；9.1-墩柱；9.2-滑板；10-楔形调节垫板。

具体实施方式

为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图说明本发明的具体实施方式。各图所示内容仅用于理解发明的技术内容，而不代表产品的实际比例和真实形状，其中相同的标号表示结构相同或功能相同但结构相似的部分。

在本文中，“平行”、“垂直”等并非严格的数学和/或几何学意义上的限制，它也可以包含本领域技术人员可以理解的且制造或使用该产品时允许的误差。另外，“垂直”不仅包括在空间中两物体直接相接的互相垂直，还包括在空间中两物体不相接时的互相垂直。

如图1-图3所示：一种高铁倾斜箱梁调平移位施工方法，采用顶升千斤顶2将倾斜箱梁扶正后利用三维千斤顶8水平移动箱梁1；

倾斜箱梁扶正：在箱梁1的两侧腹板与地面之间张拉钢绞线6，确保倾斜箱梁稳固。将数个顶升千斤顶2分两组布置于箱梁1两端的墩帽上，每组顶升千斤顶2分为两部分，每部分至少两个，一部分安装在箱梁1的上扬侧的墩帽顶面、一部分安装在墩帽凹槽处；并根据墩帽凹槽处实际空间大小选择是否凿除混凝土开辟千斤顶安装空间，凿除后采用砂浆找平；顶升千斤顶2与墩帽之间衬钢垫板3，顶升千斤顶2与箱梁底面之间衬钢垫板3，钢垫板3包括楔形调节垫板10，通过配置楔形调节垫板10使顶升千斤顶顶力方向与梁底垂直；墩帽上在箱梁滑移一侧安装截面为梯形或三角形的限位装置4，限位装置4的立面背靠支承垫石7、斜面面向箱梁1的腹板；箱梁扶正作业前解除两侧的钢绞线6，箱梁扶正过程中数个顶升千斤顶2交替倒顶，位于墩帽凹槽的顶升千斤顶2同步缓慢顶升，位于墩帽顶面的顶升千斤顶2同步缓慢下降，并随顶升过程在梁底安装钢支墩9，保证箱梁平衡，根据箱梁的举升高度，在顶升千斤顶2与墩帽之间设置钢垫墩，钢垫墩是型钢焊接的方墩，直至梁体底面与支承垫石7顶面相平。

在箱梁扶正过程中，为防止梁体倾覆或者滑移，在箱梁滑移一侧安装限位装置4，限位装置4的骨架采用I56工字钢加工，面板采用2cm厚钢板加工而成。通过将限位装置4与墩顶固定连接，限制箱梁顶升过程侧向移动，有效降低了箱梁倾覆风险；在箱梁腹板与限位装置4之间安装橡胶垫块5，减小了箱梁顶升滑移过程中限位装置4对箱梁腹板的挤压破坏作用，确保了梁体的完整性。

由于箱梁1底面倾斜，采用顶升千斤顶2顶升作业，顶升千斤顶2顶升作业面将面临与箱梁底板无法密贴的问题，为解决梁体倾斜角度不同导致顶升千斤顶与梁体底部无法垂直受力的问题。如图5、图6所示：若干个楔形调节垫板10层叠设置，通过不断调整楔形调节垫板10的层数及位置实现千斤顶顶力角度调节，楔形调节垫板10上开有至少两个销孔，若干个楔形调节垫板10通过穿过销孔的销轴组合在一起，保证楔形调节垫板10不会分块滑移。通过角度调节，该装置可实现顶升千斤顶顶升力垂直作用于受损箱梁底板面，避免顶升过程中箱梁自重产生滑移分力，导致箱梁倾覆。

顶升千斤顶2按照梁体最大重量1200T考虑（箱梁自重875.5T+无砟轨道224.17T+桥面系55T=1154T），考虑1.2倍安全系数的原则来选择，所需千斤顶顶力F=1.2*1200=1440T，采用4组顶升千斤顶，型号为QF500T-20b，顶升力为500*4=2000T＞1440T，满足要求。在顶升千斤顶与楔形调节垫板之间插入20mm厚橡胶垫，增加防滑能力。

顶升前对所有人员进行详细安全技术交底，采用智能同步顶升系统进行操作，顶升千斤顶的顶升速度控制在8mm/min，泵压控制在30Mpa-35Mpa，各顶同步位移差≤±1mm，顶升过程中应严密监控，若有异常情况，立即停止顶升。

在顶升过程中对梁体、墩柱控制截面的位移和混凝土裂缝进行监测，同时对施工工艺、流程进行监控。施工监控以位移监控为主。监控方法为：

（1）顶升和落梁行程控制

采取标高和油压双控顶升，操作人员按统一号令，将梁同步顶升至刚离开支座时停止，观察顶升千斤顶上接触面混凝土有无局部受压破损迹象。静置几分钟若无异常出现，继续顶升一个行程后停一下，观察顶升千斤顶持荷是否稳定，梁体各处顶升高度是否一致，若一切正常再重复上述操作，直至同步落梁至支座上。顶升或落梁过程中若发现问题，解决后重试，直至一切正常。

（2）裂缝的观察与控制

在梁体顶起时，对裂缝变化情况进行观测，如果有裂缝等异常情况出现时停止顶升，查找原因，经采取措施和查出原因后，方可继续进行顶升。对各支点的支撑情况细致观察，如有松动或移位立即停止。对监控系统的应变控制有急剧变化等异常状况，立即停上顶升，查明并解决问题后再顶升。

如图4所示：钢支墩9包括墩柱9.1和滑板9.2，墩柱9.1顶部的拱形凸台和滑板9.2内凹的圆弧底面吻合组成柱面滑动副。在一定角度区间内，滑板9.2随梁底的角度变化在墩柱9.1的拱形凸台上滑行。

水平移动箱梁：在墩帽顶面安装三维千斤顶8，三维千斤顶8与墩帽之间衬钢垫板3，三维千斤顶8与箱梁底面之间衬钢垫板3，拆除限位装置4，三维千斤顶8安装到位后先向上顶升1cm，确保梁体与支承垫石7之间无接触，同步控制三维千斤顶8进行横向移动，横移过程中，三维千斤顶8与顶升千斤顶2交替支撑，三维千斤顶8移动至一个行程结束后复始，箱梁1横向移动至设计位置后，对梁缝隙进行复核，在支承垫石7顶安装钢垫墩，将梁体落位到钢垫墩后，拆除三维千斤顶8和顶升千斤顶2，梁体移动到位。

在箱梁水平移动过程中，采用三维千斤顶8，其具有顶升负载大，位置控制精度高，操作简便，自动化程度高的特点，可实现箱梁多支点位移控制，箱梁平移横向纠偏，纵向推进及竖直顶升共同作用，有效确保了扶正箱梁快速移位安全施工。

应用实例

本申请单位负责承担某段高铁线路地震灾害抢险复旧工程，该工程位于xx省xx市xx县境内，受地震影响，xx大桥8孔梁体横向侧倾、纵向开裂、局部破损，支座和防落梁装置的螺栓剪断及附属设施破损等地震损伤病害。

为解决铁路箱梁倾斜扶正复位的问题，通过技术攻关与现场试验，创新性的采用三维千斤顶对梁体进行了扶正复位，通过模拟梁体倾斜角度加工的层叠楔形垫板，精确控制千斤顶的顶升角度，确保顶升时千斤顶与梁体底面垂直受力，避免了千斤顶侧滑的风险；梁体顶升平移过程中，采用三维千斤顶，利用滑箱和滑道形成运动面，带动梁体移动；通过在梁体滑移方向设置三角限位装置，有效的降低了梁体滑移和倾覆的风险。工程实际应用表明该技术已成熟，可以在类似的工程中推广应用。

应当理解，虽然本说明书是按照各个实施例描述的，但并非每个实施例仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

上文所列出的一系列的详细说明仅仅是针对本发明的可行性实施例的具体说明，它们并非用以限制本发明的保护范围，凡未脱离本发明技艺精神所作的等效实施例或变更均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种高铁倾斜箱梁调平移位施工方法，其特征在于：采用顶升千斤顶（2）将倾斜箱梁扶正后利用三维千斤顶（8）水平移动箱梁（1）；

倾斜箱梁扶正：在箱梁（1）的两侧腹板与地面之间张拉钢绞线（6），将数个顶升千斤顶（2）分两组布置于箱梁（1）两端的墩帽上，每组顶升千斤顶（2）分为两部分，每部分至少两个，一部分安装在箱梁（1）的上扬侧的墩帽顶面、一部分安装在墩帽凹槽处；并根据墩帽凹槽处实际空间大小选择是否凿除混凝土开辟千斤顶安装空间，凿除后采用砂浆找平；顶升千斤顶（2）与墩帽之间衬钢垫板（3），顶升千斤顶（2）与箱梁底面之间衬钢垫板（3），钢垫板（3）包括楔形调节垫板（10），通过配置楔形调节垫板（10）使顶升千斤顶顶力方向与梁底垂直；墩帽上在箱梁滑移一侧安装截面为梯形或三角形的限位装置（4），限位装置（4）的立面背靠支承垫石（7）、斜面面向箱梁（1）的腹板；箱梁扶正作业前解除两侧的钢绞线（6），箱梁扶正过程中数个顶升千斤顶（2）交替倒顶，位于墩帽凹槽的顶升千斤顶（2）同步缓慢顶升，位于墩帽顶面的顶升千斤顶（2）同步缓慢下降，并随顶升过程在梁底安装钢支墩（9），保证箱梁平衡，根据箱梁的举升高度，在顶升千斤顶（2）与墩帽之间设置钢垫墩，直至梁体底面与支承垫石（7）顶面相平；

水平移动箱梁：在墩帽顶面安装三维千斤顶（8），三维千斤顶（8）与墩帽之间衬钢垫板（3），三维千斤顶（8）与箱梁底面之间衬钢垫板（3），拆除限位装置（4），三维千斤顶（8）安装到位后先向上顶升1cm，确保梁体与支承垫石（7）之间无接触，同步控制三维千斤顶（8）进行横向移动，横移过程中，三维千斤顶（8）与顶升千斤顶（2）交替支撑，三维千斤顶（8）移动至一个行程结束后复始，箱梁（1）横向移动至设计位置后，对梁缝隙进行复核，在支承垫石（7）顶安装钢垫墩，将梁体落位到钢垫墩后，拆除三维千斤顶（8）和顶升千斤顶（2），梁体移动到位；

若干个所述的楔形调节垫板（10）层叠设置，通过不断调整楔形调节垫板（10）的层数及位置实现顶升千斤顶（2）顶力角度调节，楔形调节垫板（10）上开有至少两个销孔，若干个楔形调节垫板（10）通过穿过销孔的销轴组合在一起。

2.根据权利要求1所述的一种高铁倾斜箱梁调平移位施工方法，其特征在于：所述的箱梁（1）的腹板与限位装置（4）之间安装有橡胶垫块（5），用于减小箱梁（1）顶升过程中限位装置（4）对箱梁腹板产生挤压破坏。

3.根据权利要求2所述的一种高铁倾斜箱梁调平移位施工方法，其特征在于：所述的钢支墩（9）包括墩柱（9.1）和滑板（9.2），墩柱（9.1）顶部的拱形凸台和滑板（9.2）内凹的圆弧底面吻合组成柱面滑动副。

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