一、项目研究背景

随着高铁行业迅猛发展,随着时间推移,越来越多的桥梁支座由于各方面原因,会出现不同程度、不同类型的病害。比如支座部件异常变形、支座钢盆开裂破坏、支座上下座板错位、支座上座板偏斜等。

高铁桥梁病害支座更换施工,面临着以下五个方面的施工重难点。

(1)高铁不中断运营,施工组织和安全控制困难;

(2)支座反力大(支点反力达万吨级),顶升设备能力需求大;

(3)梁体同步顶升控制严格(无砟轨道及无缝钢轨),顶升控制精度要求高;

(4)超静定结构,支点顶升对结构影响大,全过程施工监控要求高;

(5)施工存在体系转换,临时支撑结构必须安全可靠。

二、关键技术研究及创新点。

关键技术一,支点顶升对高铁桥梁结构及无砟轨道的影响。

为保证施工期间结构安全,通过查找相关的技术规范和规定,并进行各种工况下的建模计算分析,确定支点顶升限值:5mm为第一阶段限值,10mm为第二阶段限值。若仍不满足施工要求,通过综合研讨分析,确定最终顶升值或采取其它措施。

高铁预制桥梁是怎么安装的 万吨高铁桥梁支座在线路不停运时就能更换完成(1)

关键技术二:桥梁顶升总体方案设计

施工采用单墩顶升方式,在墩顶布设同步顶升系统,采用计算机控制分泵组多点位移同步顶升系统进行顶升控制。在顶梁过程中,梁体脱空前以应力控制为主,位移控制为辅;支座更换完成且垫石达到强度后,落梁以位移控制为主,应力控制为辅。

施工中采用了大吨位高程精确可调式楔形临时支座,并对其性能进行了专项设计和试验验证,保证其性能满足要求。

关键技术三:超大吨位支座更换施工工艺

施工中存在两次体系转换,然后第一次体系转换,同步顶升梁体,将其支撑在临时支座上。

高铁预制桥梁是怎么安装的 万吨高铁桥梁支座在线路不停运时就能更换完成(2)

第二次体系转换,同步顶升梁体,将梁体从临时支座转换至新支座上。

采用“倒拆法”和“倒装法”,进行支座更换施工,这种工艺,对作业空间要求较少,也是保证上方铁路运营不需要中断的关键保障。

关键技术四:高铁不中断运营施工全过程监控技术

施工过程中,对梁体顶升位移量和主控截面的应力情况进行实时监控。

高铁预制桥梁是怎么安装的 万吨高铁桥梁支座在线路不停运时就能更换完成(3)

根据三个阶段的监控数据结果,我们可以知道:

桥梁结构在施工全过程中始终受力安全,且满足不中断运营要求,顶升系统及临时支座等其它设施性能可靠、稳定。

本项技术形成以下三个技术创新点:

技术创新点一:设计并成功应用了大吨位高程精确可调式楔形临时支座

相对于传统临时支座,该新型临时支座承载能力大,单个可达3000吨;设置滑动层或限位层等措施,可代替原永久支座的约束功能;具有连续可调功能,可保证在梁体顶升过程中做到平滑、稳定、可靠。

技术创新点二:应用大吨位支座“倒拆”及“倒装”施工工艺

相对于传统施工工艺,本工艺可在有限的天窗时间完成梁体的顶升与落梁,适应梁体顶升高度小;对桥上轨道线路影响小,轨道不需进行解锁处理等;同时,“倒装”工艺通过对新支座的加压消除其装配间隙,同时消除压缩量,保证梁体在顶升、落梁前后的标高不发生较大变化。

技术创新点三:实施了施工全过程实时监控技术

该技术与计算机控制多点位移同步顶升系统互相配合、校核,能够实时监控施工全工程中梁体位移的变化和关键部位的受力情况,及时反馈指导现场施工,提高顶升工作的安全性。

这项支座更换施工技术,已经经过权威认证,具有技术上的先进性,达到了国际先进水平。本技术在项目实施过程中,不仅可以节约施工时间,也可以显著有效地节约成本,对社会效益的提升十分明显。本技术目前已推广应用至多个高铁简支梁、连续梁桥的支座更换施工中。可为各类高铁桥梁,尤其是大跨度高铁桥梁的支座病害整治及更换施工,提供借鉴和参考,应用前景十分广阔。

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