高速铁路桥梁工程建设标准及施工技术.ppt
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1、高速铁路桥梁工程建设标准及施工技术10大纲桥梁工程设计要求桥梁工程设计要求1高速铁路简支梁桥施工技术高速铁路简支梁桥施工技术2高速铁路转体桥梁施工技术高速铁路转体桥梁施工技术3421桥梁工程技术要求高速高速铁路铁路桥梁桥梁工程工程特点特点12345结构动力效应大结构动力效应大结构动力效应大结构动力效应大桥上梁轨共同作用桥上梁轨共同作用桥上梁轨共同作用桥上梁轨共同作用满足乘坐舒适度满足乘坐舒适度满足乘坐舒适度满足乘坐舒适度维修养护时间少维修养护时间少维修养护时间少维修养护时间少100100年使用寿命年使用寿命年使用寿命年使用寿命31桥梁工程技术要求客运专线设计要求客运专线设计要求u应有足够的竖向
2、、横向、纵向和抗扭刚度,使结应有足够的竖向、横向、纵向和抗扭刚度,使结构的各种变形很小。构的各种变形很小。u跨度跨度40m40m及以下的简支梁应选择合适的自振频率,及以下的简支梁应选择合适的自振频率,避免列车过桥时出现共振或过大振动。避免列车过桥时出现共振或过大振动。u结构符合耐久性要求并便于检查。结构符合耐久性要求并便于检查。u常用跨度桥梁应标准化并简化规格、品种。常用跨度桥梁应标准化并简化规格、品种。u长桥应尽量避免设置钢轨伸缩调节器。长桥应尽量避免设置钢轨伸缩调节器。u桥梁应与环境相协调(美观、降噪、减振)。桥梁应与环境相协调(美观、降噪、减振)。41桥梁工程技术要求ZK活载图式活载图式
3、(0.8UIC)51桥梁工程技术要求 结构刚度与变形控制结构刚度与变形控制 车桥动力响应分析车桥动力响应分析 梁轨纵向力的传递梁轨纵向力的传递桥梁桥梁工程工程设计设计原则原则 结构耐久性的措施结构耐久性的措施61桥梁工程技术要求桥梁桥梁结构结构耐久耐久性措性措施施桥面桥面布置布置支座支座墩台墩台无咋轨道无咋轨道桥梁结构桥梁结构变形控制变形控制具有足够具有足够的刚度的刚度7高速铁路桥面布置图高速铁路桥面布置图1桥梁工程技术要求8盆式橡胶支座能符合上述要求,被广泛盆式橡胶支座能符合上述要求,被广泛应用于各国高速铁路桥梁。应用于各国高速铁路桥梁。桥梁支座桥梁支座1桥梁工程技术要求9无咋轨道桥梁结构变
4、形控制无咋轨道桥梁结构变形控制1桥梁工程技术要求墩台基础工后沉降墩台基础工后沉降1残余徐变上拱残余徐变上拱梁端竖向转角梁端竖向转角桥面高程施工误差桥面高程施工误差234梁端接缝两侧钢轨梁端接缝两侧钢轨支点的相对位移支点的相对位移5日照引起的梁体挠曲日照引起的梁体挠曲 相邻不等高桥相邻不等高桥墩台顶的横向位移差墩台顶的横向位移差67101桥梁工程技术要求客运专线桥梁设计关键控制指标客运专线桥梁设计关键控制指标序号序号项目内容项目内容规定规定说明说明1 1设计使用寿命设计使用寿命100100年年指主要承重结构指主要承重结构2 2设计活载图式设计活载图式ZKZK(0.8UIC0.8UIC)3 3线间
5、距线间距5.0m5.0m(6m6m)时速时速350km350km(250km250km)4 4线路中心线至挡砟墙内侧线路中心线至挡砟墙内侧2.2m2.2m有砟轨道有砟轨道5 5轨下枕底道砟厚度轨下枕底道砟厚度35cm35cm有砟轨道有砟轨道6 6涵洞顶至轨底填土厚涵洞顶至轨底填土厚1.5m1.5m7 7涵洞地基工后沉降涵洞地基工后沉降50mm50mm有砟轨道有砟轨道8 8墩台基础工后均匀沉降墩台基础工后均匀沉降30mm30mm(20mm20mm)有砟(无砟)轨道有砟(无砟)轨道9 9相邻墩台基础工后沉降差相邻墩台基础工后沉降差15mm15mm(5mm5mm)有砟(无砟)轨道有砟(无砟)轨道10
6、10铺轨后梁跨徐变上拱铺轨后梁跨徐变上拱20mm20mm(10mm10mm)有砟(无砟)轨道有砟(无砟)轨道1111箱梁内最小净空高箱梁内最小净空高1.6m1.6m1212最外层普通钢筋保护层厚度最外层普通钢筋保护层厚度30mm30mm1313预应力管道保护层厚度预应力管道保护层厚度管道直径管道直径50mm50mm结构顶面,侧面结构顶面,侧面1414桥面竖向加速度桥面竖向加速度0.35g0.35g(0.5g0.5g)f20Hzf20Hz有砟(无砟)有砟(无砟)1515梁端竖向转角梁端竖向转角22指一跨梁的转角指一跨梁的转角1616梁端水平折角梁端水平折角111717梁体水平挠跨比梁体水平挠跨比
7、L/4000L/40001818结构扭转变形结构扭转变形0.30.3(每延米)(每延米)相当于相当于t1.5mm/3mt1.5mm/3m1919简支梁简支梁L40mL40m竖向自振频率竖向自振频率120/L120/L111桥梁工程技术要求突出事件中桥面滞留旅客的逃生通道突出事件中桥面滞留旅客的逃生通道每隔每隔23km121.刚度大、变形小,能够满足各种使用要求。2.品种、规格简洁,便于标准化生产,预制质量有保证。3.便于快速架设。4.有利于实现经济、效率与美观的统一。2高速铁路简支梁桥施工技术简支箱梁桥具有如下优点简支箱梁桥具有如下优点 13箱梁预制箱梁预制工厂集中预制工厂集中预制1采用高性能
8、混凝土采用高性能混凝土预制梁拆模预制梁拆模预制梁养护预制梁养护234预应力的施加预应力的施加5管道压浆管道压浆预制梁静载试验预制梁静载试验672高速铁路简支梁桥施工技术14预应预应力力张张拉与控制拉与控制预应预应力力张张拉拉控制方法控制方法双控双控力筋伸长量力筋伸长量conten=压浆?压浆?方法:真空压浆、二次压浆方法:真空压浆、二次压浆2高速铁路简支梁桥施工技术15预制箱梁的装车、运输与架设预制箱梁的装车、运输与架设桥梁架设的步骤桥梁架设的步骤箱梁运架过程中的箱梁运架过程中的安全问题安全问题预制箱梁运预制箱梁运架的三大设架的三大设备备2高速铁路简支梁桥施工技术16箱梁架设方法箱梁架设方法传
9、统的架梁方法?传统的架梁方法?高速桥梁的方法?高速桥梁的方法?桥梁架设应注意的问题?桥梁架设应注意的问题?1.运梁运梁-驮背或拎提驮背或拎提2.吊梁吊梁2高速铁路简支梁桥施工技术171.1.运梁运梁-驮背或拎提驮背或拎提(1 1)运梁运具的行驶速度需求,与预制厂设置位置、运距有关;)运梁运具的行驶速度需求,与预制厂设置位置、运距有关;(2 2)在既成桥面上运梁;背着走与拎着走的比较,运梁时对既成桥面板的影响;)在既成桥面上运梁;背着走与拎着走的比较,运梁时对既成桥面板的影响;(3 3)钢轨运具与胶轮运具的比较;)钢轨运具与胶轮运具的比较;(4 4)胶轮的轮宽、轮压、纵横向轮距与桥面板的横向配筋
10、。)胶轮的轮宽、轮压、纵横向轮距与桥面板的横向配筋。2.2.吊梁吊梁(1 1)使用单钢梁吊梁机时,应该考虑:)使用单钢梁吊梁机时,应该考虑:前脚站立在墩帽的位置,墩帽的尺寸,与金属支承的相对关系;前脚站立在墩帽的位置,墩帽的尺寸,与金属支承的相对关系;后脚站立位置的桥面板会否被压穿;后脚站立位置的桥面板会否被压穿;(2 2)使用双钢梁吊梁机时,应该考虑:)使用双钢梁吊梁机时,应该考虑:上下钢梁相连接的双钢梁吊梁机上下钢梁相连接的双钢梁吊梁机(不适合前方有既成场制桥不适合前方有既成场制桥);下钢梁下钢梁(下导梁下导梁)在各墩帽顶的支撑位置;在各墩帽顶的支撑位置;前方有既成场制桥时,下钢梁如何通过
11、的对策思考。前方有既成场制桥时,下钢梁如何通过的对策思考。桥梁架设应注意的问题桥梁架设应注意的问题2高速铁路简支梁桥施工技术18盆式橡胶支座盆式橡胶支座的安装工艺的安装工艺支座安装的支座安装的控制要点控制要点桥梁支座桥梁支座2高速铁路简支梁桥施工技术序号序号项项 目目容容许许偏差偏差1一般高度墩台一般高度墩台纵纵向向错错台台20mm2一般高度墩台横向一般高度墩台横向错错台台15mm3同端两支座中心同端两支座中心线线横向距离横向距离误误差与差与桥桥梁梁设计设计中心中心线对线对称称+30,-10mm误误差与差与桥桥梁梁设计设计中心中心线线不不对对称称+15,-15mm193高速铁路转体桥梁施工技术
12、转转体法施工体法施工平面转平面转体施工体施工竖向转体竖向转体 施工施工平竖结合平竖结合转体施工转体施工203高速铁路转体桥梁施工技术有平衡重有平衡重平面转体平面转体施工施工平面转体平面转体施工施工无平衡重无平衡重平面转体平面转体施工施工转动装置转动装置环形滑道球面铰213高速铁路转体桥梁施工技术环形式有平衡重平面转体施工的构造环形式有平衡重平面转体施工的构造 223高速铁路转体桥梁施工技术环形式滑道转盘构造环形式滑道转盘构造 233高速铁路转体桥梁施工技术球面铰有平衡重平面转体施工的构造球面铰有平衡重平面转体施工的构造 243高速铁路转体桥梁施工技术 球铰构造球铰构造 253高速铁路转体桥梁施
13、工技术高铁桥梁转体支撑体系高铁桥梁转体支撑体系263高速铁路转体桥梁施工技术 球铰上盘转动示意球铰上盘转动示意 273高速铁路转体桥梁施工技术钢制球面铰下部球面钢板浇筑完成并正在清理表面钢制球面铰下部球面钢板浇筑完成并正在清理表面283高速铁路转体桥梁施工技术正在为下部球面钢板镶嵌四氟乙烯滑片正在为下部球面钢板镶嵌四氟乙烯滑片293高速铁路转体桥梁施工技术四氟乙烯安装和润滑黄油涂装完毕四氟乙烯安装和润滑黄油涂装完毕303高速铁路转体桥梁施工技术正在对上部球面钢板进行安装定位正在对上部球面钢板进行安装定位313高速铁路转体桥梁施工技术混凝土上转盘及转体梁施工结束后安装牵引钢绞线混凝土上转盘及转体
14、梁施工结束后安装牵引钢绞线323高速铁路转体桥梁施工技术牵引千斤顶正在牵引转体梁转动牵引千斤顶正在牵引转体梁转动333高速铁路转体桥梁施工技术石太线大跨度跨线桥正在转体石太线大跨度跨线桥正在转体343高速铁路转体桥梁施工技术斜斜拉拉桥桥转转体体施施工工353高速铁路转体桥梁施工技术363高速铁路转体桥梁施工技术373高速铁路转体桥梁施工技术38 桥梁转体法施工桥梁转体法施工指在偏离设计位置将桥梁浇筑指在偏离设计位置将桥梁浇筑或拼装成形,然后借助动力将桥梁转动就位的一种施工方或拼装成形,然后借助动力将桥梁转动就位的一种施工方法。法。根据转动平面的不同,分为水平转体法和竖直转体根据转动平面的不同,
15、分为水平转体法和竖直转体法;法;根据转动体支承的形式,分为单点支承和双点支承。根据转动体支承的形式,分为单点支承和双点支承。39 外国桥梁转体法施工始于上世纪四十年代。大陆于1977年3月在四川遂宁首次采用水平转体法建成了70m跨径箱肋拱桥。上个世纪,山区公路桥梁采用转体法施工的较多。本世纪,铁路、市政桥梁也陆续采用转体法施工,从而使桥梁转体法特别是水平转体法经历了一个快速发展的时期。据不完全统计,目前大陆采用转体法施工的桥梁已有数百座。401)水平转体系统创新水平转体系统创新 承 重系统桥梁水平转体体系转动系统 平 衡保险系统411)水平转体系统创新水平转体系统创新 上个世纪,大陆桥梁采用转
16、体法施工工艺至今,承重系统的结构形式大体上经历了钢轴一环道、钢管混凝土轴一钢滚轮、钢筋混凝土球铰一支撑脚及钢管混凝土轴钢筋混凝土球铰四个阶段。本世纪,承重系统以钢结构为主,出现了钢球铰、钢平板铰和组合铰。结构以工厂加工为主,施工工艺日趋简单,转动体重量剧增,转体更加灵活。42b 钢管混凝土轴钢管混凝土轴钢滚轮组合钢滚轮组合a 钢轴钢轴环道组合环道组合c 混凝土球铰混凝土球铰支撑脚组合支撑脚组合d 钢管混凝土轴钢管混凝土轴混凝土球铰混凝土球铰图图1 二十世纪承重系统结构示意图二十世纪承重系统结构示意图1)水平转体系统创新水平转体系统创新431)水平转体系统创新水平转体系统创新 上个世纪,桥梁转动
17、体的重量一般为几百至几千吨,转体阻力相对较小,转动系统多采用倒链和普遍千斤顶。随着转动体重量的剧增,倒链和普通千斤顶的动力不能满足要求,最初主要用于竖向提升的大吨位连续张拉千斤顶被创造性地用于大吨位桥梁的平转,同时还实现了近距离桥梁的双幅同步平转。441)水平转体系统创新水平转体系统创新 平衡保险系统一般由撑脚、环道和保险柱组成。在早期以拱桥为主的转体法施工过程中,由于转动体自身平衡难以准确控制,有时出现撑脚顶住环道或者保险柱顶住上转盘的现象,平衡保险系统在发挥作用地同时,转体开始遭遇麻烦。如何预先准确检查出转动体的平衡性能、确保顺利转体的问题,在本世纪初通过采用称重试验方法,得到有效解决。4
18、51.1.1 钢球铰钢球铰 钢球铰和混凝土球铰一样,同属单点支承结构,承受全部转体重量,具有承载力大、加工精度高、安装简便、转动灵活等优点。钢球铰一般由下球铰、上球铰和转轴组成。上、下球铰在工厂用钢板精加工而成,运到现场后,在钢支架上安装定位。钢球铰凹面向下,接触面镶嵌聚四氟乙烯滑块,并填充润滑剂,以减少转动摩擦阻力。图图2 钢球铰结构示意图钢球铰结构示意图1.1 承重系统承重系统46钢球铰工厂加工钢球铰工厂加工钢球铰现场安装钢球铰现场安装1.1.1 钢球铰钢球铰471.1.2 钢平板铰钢平板铰 钢平板铰与混凝土球铰、钢球铰同属单点支承,承受全部转体重量,具有受力明确、承载力大、易于加工、安装
19、简便、转动灵活等优点。钢平板铰由上钢板、下钢板和转轴组成,上下钢板之间铺设不锈钢板或镶嵌聚四氟乙烯滑块,并填充润滑剂,以减少转动摩擦阻力。图图3 钢平板铰结构示意图钢平板铰结构示意图481.1.2 钢平板铰钢平板铰 2003年8月,赣龙铁路吊钟岩大桥140m上承式劲性钢管骨架钢筋混凝土提篮拱在4台10t倒链拽拉下分别平转180、81合拢。承重系统采用4m钢平板钢平板铰铰,岸两侧半跨转动体各重3012t。491.1.2 钢平板铰钢平板铰 2004年8月,重8498t的贵州崇遵高速公路鞍山大桥跨黔渝铁路251.5mT型刚构采用3.02m钢平板铰钢平板铰,平转45后合拢。501.1.2 钢平板铰钢平
20、板铰 2005年9月转体的黑龙江绥芬河市新华街西延伸线2100m独塔单索面斜拉桥采用4m钢平板铰钢平板铰,转动体长196m、重14000t,是大陆迄今为止转动体最长的斜拉桥大陆迄今为止转动体最长的斜拉桥。511.1.3 组合铰组合铰 由转轴、上钢板、下钢板、环道及撑脚组成,上下钢板之间以及撑脚与滑道之间均镶嵌聚四氟乙烯滑块、填充润滑剂,以减少转动摩擦阻力。介于单点支承和双点支承之间,转体重量以撑脚承受为主,转轴四周上下钢板承受为辅,受力较为复杂,但承载力大、稳定性高。图图4 组组合合铰结铰结构示意构示意图图521.1.3 组合铰组合铰 2000年6月建成通车的广州丫髻沙大桥丫髻沙大桥采用(76
21、+360+76)m连续自锚中承式钢管混凝土系杆拱跨越珠江,江两岸半跨主拱肋卧拼竖转之后连同边跨拱肋一并分别平转92、117合拢。承重系统即采用组合铰组合铰,由300mm转轴、2m上下钢板、33m1.1m环道以及14对撑脚组成。转动体长258.7m、宽39.4m、高86.3m,重量13685t。转体重量,撑脚承受约2/3,转轴四周上下钢板承受约1/3。图图5 丫髻沙大桥丫髻沙大桥组组合合铰结铰结构构图图531.1.3 组合铰组合铰丫髻沙大桥平转过程中丫髻沙大桥平转过程中541.1.3 组合铰组合铰 2006年1月,广东佛山东平大桥东平大桥(43.5+95.5+300+95.5+43.5)m连续梁
22、-自锚式钢箱拱采用与丫髻沙大桥类似的组合铰,组合铰,两岸分别转动体平转106、180后合拢,转动体重14800t。一、一、竖转过竖转过程中程中二、平二、平转过转过程中程中552)转动系统转动系统 转动系统一般由钢绞线、反力座、穿心式张拉千斤顶、液压泵站和控制台组成。转体时,千斤顶对称布置在下转盘两侧的反力座后方,通过拽拉一端锚固在上转盘中的钢绞线,使桥梁匀速、平稳转动。图图6 转动转动系系统统平面布置示意平面布置示意图图562)转动系统转动系统穿心式千斤顶穿心式千斤顶液压泵站液压泵站主控台主控台573)转体平衡检测方法创新转体平衡检测方法创新 中国铁道科学研究院于2003年结合北京五环石景山(
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