复杂地段

关键词： 围岩 岩层 隧道 施工

复杂地段（精选四篇）

复杂地段 篇1

1 工程概况

某隧道暗挖段,实际起于K5+225止于K5+805,长280 m,其中山体暗挖段长225 m。山体岩体完整性差,经受历史构造活动复杂,有多组节理裂隙将岩体切割,岩体破碎,地层压力大,稳定性差,开挖条件下易变形产生破坏。隧道设计为双向六车道,隧道净空宽13.345 m,高8.68 m,上覆地层厚度5 m～40 m,属于浅埋隧道。洞内开挖采用浅埋暗挖法及锚喷支护法施工,开挖断面大,为减小施工难度,采取变大跨为小跨、分步开挖的方法。支护方案对于偏压地段及通过既有人防洞段B形复合式衬砌。本节主要用数值模拟讨论B形复合式衬砌的可行性,拱顶采用ϕ42超前小导管注浆,长度3.5 m,环向间距35 cm,纵向间距2.0 m,施设ϕ22树脂药卷锚杆,长度3 m,间距50 cm×100 cm,施设ϕ6.5钢筋网,间距20 cm×20 cm,施设Ⅰ18型钢钢架,纵向间距50 cm,最后喷射C25喷射混凝土25 cm。

2 数值模拟

2.1 开挖方案

合理地利用围岩的自承能力,尽量减少开挖隧道对围岩的扰动,使围岩成为支护体系的组成部分。1)立即支护不能适应围岩的变形规律。2)短掘短砌达不到支护的目的。3)立即支护正是围岩的剧烈变形期,隧道开挖后,围岩变形速度快,变形压力大,变形量大,需要一段时间应力调整后方能趋于稳定。4)开挖后立即封闭围岩,构筑永久支护,则支护刚度必然大,围岩内部能量释放很慢,围岩将长期不能稳定[4]。据此,开挖中遵循了下列原则:a.合理利用围岩的自稳能力,保持围岩稳定;b.减少开挖作业对围岩的扰动,保持隧道开挖轮廓圆顺。支护采用基本原则:“围岩不稳,支护帮助,遇强则弱,遇弱则强,按需提供,先柔后刚,协调工作,量测检控,动态调整”[3]。由于开挖过程中,围岩的强度已达不到自稳能力,基本上进入塑性和流变性状态。为了减少对围岩的扰动,改爆破开挖为机械开挖。具体开挖顺序见图1。

2.2 建立模型

根据工程断面,用FLAC3D[5]的gen生成模型,取其一半进行研究,模型宽13.4 m,高取8.7 m,上覆层厚度取27 m,采用莫尔—库仑准则,各项物理参数如表1所示,由于地质条件比较差,故计算采用SET large模式,超前小导管注浆的作用通过提高岩体参数来达到,锚杆模拟采用Cable单元,其余间距、长度按照工程实际,钢筋网的作用附加在喷射混凝土的作用上,通过提高混凝土参数来实现,混凝土衬砌模拟采用Shell单元。数值模拟通过fish函数控制围岩应力随计算步骤逐步释放。

2.3结果对比

根据工程实测数据,监测点布置如图2所示,监测数据如表2所示,从图3～图5可以看出数值模拟拱顶位移收敛结果和监测结果曲线趋势基本差不多,误差主要原因应该是建立的模型是连续性的介质,沉降量总体比监测的数据要小,收敛率逐渐变小;图6说明顶部位移逐渐收敛,这说明围岩趋于稳定,采取此种支护方式是可行的,安全的。

3结语

1)加强监控量测,判断围岩及隧道的稳定性。在断层、软弱夹层等不利的地质条件下,应严格按设计要求进行清挖处理;并及时采取混凝土回填、布设锚杆等必要的加固措施。

2)在开挖面自稳性很差,难以开挖成型时,应及时清除危石并尽快在开挖面上喷射混凝土护面。必要时可在开挖轮廓线处和开挖面上打设超前锚杆。

3)对于此隧道复杂地段采取开挖顺序是合理的,其支护方案的采用是可行的,支护提供的抗力可以阻止围岩的收敛率。

参考文献

[1]徐干成,郑颖人.地下工程支护结构[M].北京:中国水利水电出版社,2001.

[2]常士骠.工程地质手册[M].北京:中国建筑工业出版社,1992.

[3]陈小雄.现代隧道工程理论与隧道施工[M].成都:西南交通大学出版社,2006.

[4]何满朝.软岩工程概论[M].徐州:中国矿业大学出版社,1993.

复杂地段深基坑支护有限元分析 篇2

国内对深基坑支护研究, 从上世纪60年代末开始, 引入了数值分析技术, 并得到迅速发展, 目前已趋于成熟。利用有限元数值计算方法, 可以模拟出基坑土体与邻近结构物的相互作用产生的复杂力学关系, 可以通过设定开挖步, 来模拟基坑施工开挖过程支护结构与周围土体产生的位移和应力分布情况, 预测基坑变形, 对基坑安全施工提供分析依据。ABAQUS有限元软件由于具有优秀的分析和可靠的模拟能力, 近年来在国内众多研究机构中得到广泛应用。本文即利用该软件对某在建大型复杂地质条件的基坑支护进行数值模拟分析, 为同类基坑建设提供参考依据。

该基坑工程总建筑面积25467m2, 为地下1层结构, 设计地下室顶至路面2m, 设计基坑绝对深度约6.8m。基坑周围环境较为复杂, 有已有建构物, 道路两侧布设有城市管线等, 支护采用目前较为流行的复合土钉墙结构。

计算模型的建立

基本假定

本文数值模拟中, 采用以下几个基本假定:

(1) 由于基坑开挖属于临时性工程, 工期较短, 因此按不排水条件来进行结构总应力的分析;

(2) 土体弹塑性本构关系假设为Drucker—Prager弹塑性模型;

(3) 土体初始应力假定为静止土压力, 在基坑开挖前, 人工挖孔桩施工不会引起土体初始应力变化。

计算理论

(1) 悬臂桩与土层之间的接触模型

人工挖孔桩与土层之间的接触面接触问题, 要同时满足接触位和接触力两个边界条件。即在人工挖孔桩与土层相互作用的时候, 不会发生沿法线方向人工挖孔桩与土层相互嵌入和重叠的现象;同时在接触点对上, 法向正压力大小相等、方向相反;沿切向的可能接触力模型则采用经典库仑摩擦定律。

(2) 初始地应力场

在进行数值分析计算中, 初始地应力场的取值十分关键, 对模型计算结果的正确与否起到至关重要的作用。

A.对于洞口浅埋段, 构造地应力在开挖时已得到充分释放, 因此在计算时可以只考虑自重应力, 不考虑构造应力。即:

式中:——侧压力系数;γ——围岩材料容重, k N/m3;h——计算点埋深, m;u——泊松比。

B.对于深埋地段, 基坑开始时构造地应力可能未得到充分释放, 但由于ABAQUS计算软件是基于“初始应力是完全由重力引起的”, 因此在数值模拟中也未考虑构造应力。

模型建立

基坑采用悬臂桩外加土钉支护, 基坑坡面为细石混凝土C20, 厚80mm, 网片筋φ6.5mm@2 0 0 m m×2 0 0 m m, L=1 5 0 0 m m;锚管为φ48mm×3.5@1500mm, L=6000mm;竖筋为:φ18mm@1500mm, L=1500mm;拉筋φ16mm双向通长。挖孔灌注桩φ900mm@200mm, 桩身混凝土为C25。

ABAQUS数值计算时, 可以将基坑中土体按地质条件分为3层, 模拟时采用三维梁单元来模拟, 土体单元及悬臂桩均为三维八节点实体减缩积分单元。网格划分时保证基坑和支护结构附近网格较小, 而离桩体越远网格越稀疏, 网格尺寸相差10倍, 网格划分见图1所示。

模型参数选取

(1) 计算模型

(2) 计算参数

基坑地层以上至下分别为:素填土, 粘性土, 粘性土。各土层物理力学参数见表1, 基坑支护系统物理力学参数见2。

计算结果及分析

通过数值模拟计算, 获得了支后水平位移Ux云图, 垂直位移Uy云图分别见图3、图4所示。

数值模拟同时获得了支护后最大主应力及屈服点分布图, 分别见图5、图6所示。

小结

由图3~图6可以看出, 基坑在支护之后水平位移较小, 水平位移最大值在桩身-1m位置, 达到11mm左右;基坑下部土体在支护后位移减小较多, 与现场实测差别较小, 表明模拟效果较好。从水平位移云图可以看出, 水平位移大约呈三角形分布, 与之前在现场监测结果较为接近, 但整体比实测值略为偏大些。

ABAQUS有限元软件在目前工业建筑行业中应用普遍, 本文利用该软件计算结果可靠, 得到结果对现场施工具有一定指导作用。

复杂地段 篇3

1 孔口管变形原因及后果分析

1.1 事故原因

(1) 地质因素。东21121工作面整体为一向斜构造, 水文地质复杂, 构造发育, 工作面内断层发育、岩石性质不稳定, 工作面17号钻场位于向斜轴部, 4#孔孔口管固管期间, 由于工作面回采, 受矿山压力显现作用的影响, 该段巷道直接底板层变形破碎, 并有严重的底鼓现象, 导致孔口管在巷底以下6 m处岩层受挤压断裂。

(2) 人为因素。由于钻机操作人员经验不足及矿临时安排其他紧急工作中断注浆程序, 造成未按设计达到吃浆量及注浆压力, 再次透孔遇承压水压力大、水量大、底板岩层破碎、地质条件复杂时, 造成孔口管受岩层挤压弯曲变形。

1.2 事故造成的后果

东21121工作面17号钻场4#孔孔口管6 m处断裂, 无法对其进行透孔注浆封堵, 并成为L1-4灰岩水的导水通道, 涌水量为60 m3/h, 严重影响了底板加固工程进度和工作面回采推进度, 在造成经济损失的同时, 因孔口管断裂钻孔质量无法保障, 留下导水通道, 易造成工作面回采期间底板突水, 留下安全隐患。

2 治理措施

2.1 疏水降压

4#孔出水位置为L1-4灰岩含水层, 水压3.0MPa, 对其注入的水泥浆液无法对钻孔导水通道进行封堵, 经研究分析后决定对4#孔出水位置进行疏水降压。

疏水降压方案确定后, 在东21121工作面回风巷上5点以西5 m处掘疏放钻场 (补17号钻场) , 对已确定出水点 (层位) 位置的4#孔附近设计4个钻孔, 并对该层位水进行自然疏水降压 (图1) 。疏水降压前后钻孔水量、水压统计情况见表1。

2.2 浅孔注浆加固

工作面17号钻场4#孔孔口管断裂, 成为底板深部L1-4灰岩含水层的导水通道。17号钻场位于东21121工作面向斜构造轴部, 4#孔孔口管固管期间由于受工作面回采影响, 矿山压力显现, 该段巷道直接底板层变形破碎, 并有严重的底鼓现象, 导致孔口管在巷底以下6 m处岩层受挤压断裂, 钻场周围约50 m范围内底板涌水 (约20 m3/h) 。根据现场情况分析该段巷道底板极其破碎, 经领导和有关技术人员研究决定对17号钻场附近底板破碎岩层进行浅孔注浆加固, 形成止浆盖, 以备后期封孔注浆。

由于巷道直接底板破碎严重, 无法进行良好的浅孔加固, 该矿安排岩巷队对17号钻场以西28 m至疏水钻场段巷道的松散破碎层进行剥离, 并用水泥、石子、大沙进行浇灌, 在17号钻场周围巷道底板表层形成一个完整的、0.8 m厚的止浆盖。在巷道浇灌过程中顺巷道方向呈扩散状预埋14组 (1组3个孔) 长1 m、146 mm的孔口管 (图2) , 并顺预埋孔口管打钻, 打钻过程中如有出水, 即进行注浆, 对底板破碎造成的裂隙进行填充加固, 二级孔口管下至底板砂质泥岩内 (约5 m) 用P.O52.5水泥对底板砂质泥岩破碎裂隙进行浆液扩散填充加固, 使底板砂质泥岩以上岩层形成一个能够承受封孔注浆压力的完整隔水层, 以进一步增强止浆盖的强度。

2.3 反底梁支护

工作面17号钻场周围50 m范围内巷道底板采用反底梁支护, 即加固止浆盖的巷道底板, 每棚U型钢支护的巷道底板加设1根200 mm×200 mm的方木底梁, 每根方木底梁加固3根木支护点柱, 预防注浆加固时止浆垫变形跑浆。

2.4 注浆封孔

孔口管断裂孔注浆前期准备工作完成以后, 首先封闭17号钻场4#孔 (以2#疏水孔跑浆为止, 停止4#孔注浆工作) 。由该矿抽探队通过井下临时注浆站对原孔口管变断裂导水钻孔 (4#孔) 用P.O62.5水泥进行注浆加固, 浆液比例严格控制1∶1.3, 水泥浆液在2#疏放水钻孔中跑浆时, 注浆液比例加大到1∶1.5, 2#疏水孔跑出的浆液比例达到1∶1以上时停止注浆, 关闭4号孔孔口阀, 让4#钻孔内浆液进行沉淀凝固, 凝固48 h后, 依次对补17号钻场的疏放水孔2#、1#、3#、5#孔进行注浆封堵加固。注浆封孔压力达到设计要求, 注浆效果良好, 并对4#孔出水点的出水层位 (L1-4灰岩含水层) 进行了加固改造。钻孔封孔注浆详情见表2。

3 结语

(1) 为防止巷道底板注浆加固施工中扩孔管断裂, 施工时应注意: (1) 巷道底板注浆加固钻场不能设计在向斜或背斜的轴部; (2) 巷道底板注浆加固钻场应避开断层和地质构造破碎带; (3) 在加固施工工程中不能因人为因素随意停止施工。

(2) 通过研究分析21121工作面17号钻场孔口管断裂导水钻孔处理过程中出现的技术问题, 充分证明了承压含水层疏水降压技术及加固止浆帽技术在构造复杂地带底板注浆加固工程中的重要作用。该技术的应用大幅提高了底板水治理效果, 缩短了处理事故时间, 避免浪费无效人力、财力、物力, 成功解决了类似地质条件下底板注浆加固工程钻孔孔口管断裂高效处理的技术难题, 为底板注浆加固改造工作面的安全回采提供了安全保障。

摘要：结合芦沟煤矿东21121工作面二1煤层底板加固改造工程中钻孔孔口管断裂导水情况, 对煤层底板加固过程中造成孔口管断裂的原因进行了分析, 提出了一整套处理措施和技术方案, 解决了孔口管断裂导水的技术难题, 并总结了处理孔口管断裂事故的快速有效经验。

复杂地段 篇4

北中环涧河立交互通工程为太原市拟建中环线与涧河路相交处的互通工程, 包括北中环和建设路五条主线及六条匝道。其中SE匝道为整个立交工程从南到东的匝道, 沿道路走向, 自西向东需依次跨越石太下行、石太客专上行、石太客专下行、石太下行等铁路。上跨的四条铁路均为电气化铁路, 线间距分别为5.32m, 5.08m, 5.31m。桥址位于太原东站和太原北站之间, 距离太原东站约1.6km。石太客专和石太线行车间隔小, 最长间隔为20分钟。客专列车一般在白天通过, 每晚有90分钟的天窗点。施工时若中断列车运行、封锁客专线的可能性较小, 只能利用天窗点进行施工。

SE桥东南角有一18层高层住宅楼, 桥下有一座市政泵站, 仍在利用中。SE北侧为已通车的东西走向北中环桥WE和EW。受东南角高层无法拆迁所限制, SE线路位于曲线上, 曲线半径55m。为满足铁路限界要求桥梁孔跨较大, 因此梁部宜采用钢箱梁。根据以往桥梁建设经验以及所跨越铁路运营繁忙的特点, 考虑桥跨在经济合理条件下尽可能做到对铁路影响最小, 本次跨铁路处主桥设计为整孔吊装架设钢箱梁与转体刚构两套方案进行对比。

1 拟定的吊装和转体两套设计方案

1.1 方案一:整孔吊装架设钢箱梁

本方案上部结构为 (21.996+28+40) m等梁高混凝土-钢混合箱梁, 中跨T3墩小里程侧5m为混合梁的连接处, 其中 (21.996+23) m段为预应力混凝土箱梁, (5+40) m段为钢箱梁, 全桥长89.996m。桥梁为整幅设桥, 桥面宽8.0m。

1.1.1 桥梁主体结构

主桥上部结构箱梁采用单箱双室截面, 下部结构墩柱采用花瓶形墩, 墩柱下接承台, 钻孔灌注桩基础。

1.1.2 桥梁与铁路的相对关系

施工及运营阶段梁底高于接触网硬横梁顶约3.73m, 墩柱至石太铁路最小距离11.2m, 为既有石太预留了足够的空间。

1.1.3 施工方案

由工厂预制焊接45m钢箱梁, 待与铁路部门沟通协商后, 确定吊装时间, 将钢箱梁用200T的运梁车, 行走在WE主线上, 在SE匝道旁侧停靠。吊装时采用一台500t汽车吊及一台350t履带式起重机, 500t汽车吊位于桥下小里程侧, 350t履带式起重机置于大里程侧主线桥上。吊装整体重量约为200t, 从主线桥面上提升3.5m, 平移至桥位, 确保一次吊装准确就位。

1.2 方案二:转体施工T型刚构

转体施工T型刚构具体布置如下: (45+44.996) m转体施工T型刚构, 转体墩位于既有铁路西侧。上部结构为 (45+44.996) m变高度钢结构箱梁转体T构, 梁全长89.996m, 转体部分跨径组合为 (42.5+42.5) m, 预留后拼段2.5 (2.496) m;桥梁为整幅设桥, 桥面宽8.0m。墩梁固结, 完成预制后向铁路部门要点90分钟, 一次转体就位, 再现场拼接边跨2.5m后拼段。

1.2.1 桥梁主体结构

主桥上部结构箱梁采用单箱双室截面, 下部结构主墩采用矩形墩, 墩柱下接转动系统、承台, 钻孔灌注桩基础。转体系统转体结构由转体下盘、球铰、上转盘、转动牵引系统组成。

1.2.2 桥梁与铁路的相对关系

钢箱梁预拼时梁边缘距既有铁路中线最小距离9.7m;转体过程中梁底高于接触网硬横梁顶约3.26m, 预留了足够的空间;转体后钢箱梁后拼段边缘距铁路中心6.8m;成桥后桥墩到石太下行铁路最小距离为14.2m。

1.2.3 转体刚构指导性施工方案

(1) 改移或改造与施工相干扰的光缆、电线等设施, 场地整平, 施工中墩桩基, 开挖基坑, 施工下转盘。

(2) 施工中墩上转盘及墩身, 顺铁路两侧施工支架基础, 搭设支架, 采用1.2倍主梁重预压支架。

(3) 支架上拼装钢箱梁, 浇筑桥面外侧防撞护栏, 安装防护屏。

(4) 拆除支架, 使T构处于悬臂状态。

(5) 对转体结构进行称重, 实测其重心位置, 必要时进行配重。

(6) 对转体结构进行试转, 确定转体的各项参数。

(7) 向铁路部门申请要点, 暂时性中断铁路运营。进行转体, 速度0.018~0.02rad/min, 一次转体就位, 转体94o转体作业时间约90分钟。

(8) 锁定上下转盘, 对转体结构进行固封。

(9) 搭设支架施工后拼段, 桥面系施工, 成桥。

2 整孔吊装架设钢梁与转体刚构的方案比选

2.1 两种方案各方面的比较

2.2 整体架设钢梁方案行走在WE主线时的检算

采用整体架设钢梁时, 采用200T的运梁炮车运梁。行走路线为在涧河立交东区WE主线上上桥, 从WE—U10联上桥, 经过WE—U9和WE—U8, 停留在WE主线转体桥上, 用吊车将梁体吊装到位。以运梁车行走在WE—U8为例, 检算运梁车在WE主线桥上行走的可能性。

本模型取WE-U08第一跨跨中处梁段。桥面板横向框架按照一次落架的施工方法采用平面杆系理论进行计算, 沿主梁纵向取出1m宽度, 将车轮荷载按纵向有效分布宽度计算出作用在纵向每延米桥面板的荷载值, 在其实际作用范围按最不利加载, 根据荷载组合要求的内容进行极限承载力、应力和裂缝宽度计算。桥面板按A类预应力混凝土构件验算结构极限承载力及在使用阶段应力是否符合规范要求;腹板及底板按照钢筋混凝土构件验算裂缝宽度是否满足规范要求。本联预应力混凝土连续箱梁跨中断面为计算对象, 该断面位置顶、底板厚220mm, 腹板厚450m。顶、底、腹板均采用平面杆系单元, 箱梁框架计算模型见图1。

恒载包括桥梁纵向1m节段自重、防撞护栏、中央分隔带、桥面铺装及收缩徐变, 活载仅计入起吊机特种荷载, 温度荷载按照内外温差0.8m。

履带吊车纵桥向为均布荷载, 按照最大起重350t计算其最大均布力计算如下:

吊车总重=280t (吊车自重) +350t (起吊重量) +125t (配重) +50 (车身压重) =805t=8050k N

最大弯矩:350t*5m*sin (18°) =540tm=5400k Nm

最大均布力= (8050k N/11.55m+5400k Nm/11.5m/11.5m*12) /2=593.5k N/m

取1m的计算模型, 特种荷载按照首轮重593.5k N, 第二轮重593.5k N, 进行加载;

此箱梁节段位置底板上层配筋:Φ16@150, 下层配筋:Φ16@150。经计算, 得短期效应组合下箱梁框架裂缝宽度如下图所示。图中裂缝宽度单位以mm计。

根据《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》 (JTG D62-2004) 中第6.4.2条, 钢筋混凝土构件计算的最大裂缝宽度不应超过下列规定的限值:

Ⅰ类和Ⅱ类环境:0.20mm

由以上计算结果可知, 箱梁顶底板最大裂缝宽度远远高于规范限制, 不可行。

综上, 通过对比, 可以得知, 采用吊装方案时, 桥梁的施工及设计均属常规, 结构简单, 受力明确, 难度较小。但受制因素较多, 一是受制于桥梁运输通道, 二是施工中容易受制于大型设备。另外施工时向铁路部门要点多, 对铁路的运营影响较大。吊装时, 在铁路上方施工, 状况复杂, 不稳定, 安全保障小。采用T构转体方案时, 桥梁的受力结构复杂, 但受制因素较小, 对铁路的运营也较小。经过专家会议评审, 最终确定采取T构转体方案。

3 T构转体设计情况及施工工序

3.1 SE匝道T构转体最终设计情况

确定为T构转体方案后, 由铁三院对桥进行设计。设计基本按照原方案执行。

SE匝道转体主墩位于四条铁路线西侧, 基础采用5根桩径为1.5m钻孔灌注桩基础, 桩长65m。承台基坑采用钻孔桩全封闭防护护护桩外侧设置双排高压旋喷桩止水帷幕, 防止基坑开挖降水造成铁路下路基沉降。

承台分为下承台、转体系统、上转盘、上承台四个部分。墩身采用钢筋混凝土结构, 外包一层3cm厚钢板。承台、墩身及箱梁连接采用40根Φ25mm精轧螺纹钢连接, 底端预埋进上承台内1.2m, 顶端预埋进钢箱梁内2m, 钢箱梁中间段拼装完毕后进行张拉, 保证墩梁连接。

上部结构为45+44.996m钢箱梁T构, 全长89.996m;转体部分跨径组合为42.5+42.496m, 预留后拼装段2.5m。上部结构采用钢箱梁, 单箱双室箱形截面。在外侧预留异物侵线装置。钢箱梁采用Q345q D钢板拼装, 钢梁及墩身外表面采用铁路第七套涂装体系防腐。

3.2 T构转体桥施工工序

3.2.1 施工准备

主要进行了技术准备、现场准备、材料及机械准备, 重点是同铁路部门做好前期配合, 审批施工方案, 签订安全协议等。

3.2.2 护桩施工

3.2.3 桩基施工、止水帷幕施工

桩基和止水帷幕施工工艺按照一般的工艺进行施工, 施工时要做好对大型机械的加固, 防止机械失稳倒向既有线, 危及行车安全。本次施工主要采取的措施有两个, 一是将钻机等大型机械施工时停留的原地面整平碾压, 进行硬化, 并做好远离铁路方向的2%排水坡。二是钻机作业时用风缆将钻机拉向远离铁路侧。

3.2.4 基坑开挖及支护

3.2.5 下承台施工

3.2.6 转体系统安装

转体结构由下转盘、球铰、上转盘、转动牵引系统组成。涉及到以下几个工序, 按照先后顺序排列为:浇注下转盘第一步砼→安装滑道支架、下球铰支架→浇注下转盘第二步砼→安装滑道、下球铰→浇注下转盘第三步砼→安装四氟乙烯滑块、上球铰→浇注上球铰内砼→上转盘砼施工。

3.2.7 上承台施工

3.2.8 转体主墩墩身施工

墩身为实心矩形墩, 高12m, 外包一层3cm厚钢板, 内部采用钢筋混凝土压重, 并在上转盘内预埋竖向Φ25mm精轧螺纹钢与钢箱梁连接, 外包钢板与上转盘连接采用预埋法兰盘和锚栓进行连接, 上转盘预埋法兰厚度为10mm, 墩身外包钢板焊接法兰厚度为60mm, 锚栓型号为M45。

由于墩身内的竖向精轧螺纹钢、墩身钢筋及外包钢板内的剪力钉互相交错, 整体施工困难, 所以采用分段方法进行施工:墩身钢筋分为3节即两次连接;墩身预埋精轧螺纹钢分两节即一次连接;墩身外包钢板分为四节安装, 每节高度为3米;混凝土浇筑分两次浇筑。

3.2.9 钢箱梁拼装

(1) 钢箱梁拼装

钢箱梁在工厂内加工成18个拼装小段, 运输到工地拼装场内进行二次拼装成吊装段。箱梁总体拼装成A、B、C三个大段共7个吊装段。

A大段分为3个吊装段进行拼装, B大段分为2个吊装段进行拼装, C大段分为2个吊装段进行拼装。为保证箱梁线型拼装时将A、B、C三个大段进行总拼, 总拼胎具设置2套, 一套用于A大段总体拼装, 另一套用于B、C大段的总体拼装。后拼段直接由工厂加工成型后运输至施工现场进行吊装。

(2) 临时支架制作

在吊装前在分段部位搭设临时支架, 以确保钢箱梁吊装就位后的整体稳定性, 并提供节段对接焊缝的作业平台。钢箱梁拼装期间共设置6个临时支架。

临时支架基础为混凝土扩大基础, 每个支架下每个钢立柱下分别有一个独立基础。钢立柱为Φ630mm钢管柱, 每个临时支架设置4根, 由6m、3m、1m、0.5m的标准节段组成, 纵向采用法兰螺栓形式进行连接。柱间支撑采用Φ325直缝焊管制作, 支撑之间用等边角钢∠75*8呈十字交叉状加固。柱顶横梁为两根I56a工字钢双拼组成。横梁顶设置垫块和50T千斤顶调节标高。主墩两侧的三个支架分别用角钢联接成一个整体。架基础安装前采用原地面碾压+换填30cm三七灰土20cm厚C20硬化层的方式进行基底处理。

(3) 钢箱梁吊装

钢箱梁拼装成大吊装段后, 由拼装场内运送至施工现场, 进行吊装。将钢箱梁分为7个吊装段, 采用2台500T吊车进行吊装, 吊装顺序为:A-1→A-2→A-3→B-1→B-2→C-1→C-2→转体后的后拼段。吊装前将吊车站立范围内的进行处理, 原地面碾压, 换填30cm厚三七灰土, 并检验地基承载力达到174k Pa后在硬化20cm厚C20混凝土。

3.2.1 0 转体施工

转体前, 做好对既有线的防护工作, 将东西两侧的回流线及四条铁路线的承力索安装绝缘套。完成转体部分桥面附属结构工程, 并将现场拼装完的钢箱梁整体防腐涂装施工完毕。拆除砂箱, 清理滑道, 进行称重配重。由于梁结构的特殊性, 配重在墩台上横向设置。墩身外包钢板的锚固法兰安装完毕后需浇筑封固混凝土, 因此配重由三部分组成, 一是先行浇筑配重侧的封锚混凝土, 另一部分是称重后用配重块进行调整。配重块是规格为1.2m*0.6m*0.5m的预制混凝土配重块, 每块重1.8T。第三部分是转体前对桥顶防撞护栏的浇筑范围进行明确, 曲线内侧的护栏预留20米在转体完成后浇筑, 以起到平衡的作用。

3.2.1 1 承台封固

3.2.1 2 后拼段施工

后拼段同梁拼装一样, 下方设置支撑支架, 用130T的吊车将后拼段吊装到位焊接好后才拆除支架。支架结构同主梁的支架相同。

4 总结

本工程的实践表明, 在城市困难地段, 受各种条件限制, 需要跨越已经运营的公路、铁路时, 可以采用小半径钢箱梁T构转体的方式进行跨越。这种方案有着显著的优点, 地形适应条件强, 对铁路或公路的运营很小, 施工方法相对简单, 对施工设备的要求也较小。有同类需求的地段, 可以作为借鉴。

摘要：本文主要通过太原市北中环涧河立交工程SE匝道跨石太线和石太铁路设计方案比选过程和施工主要工序为例, 说明了在市政高架桥的建设过程中, 在跨越已经通车运营的公路或铁路时, 可以采取小半径T构钢箱梁转体的方案。

关键词：方案必须,整孔吊装,T构转体

参考文献

[1]邬晓光.刚架桥[M].北京:人民交通出版社, 2001.

[2]孙广华.曲线梁桥计算[M].北京:人民交通出版社, 1995.

[3]周念先.桥梁方案比选[J].上海:同济大学出版社, 1997.