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      探討某橋梁項目梁場布置及T 梁架設(shè)施工技術(shù)要點

      2022-09-08 03:43:12廖斌斌
      交通科技與管理 2022年17期
      關(guān)鍵詞:上梁梁場龍門吊

      廖斌斌

      (貴州省公路建設(shè)養(yǎng)護(hù)集團(tuán)有限公司,貴州 貴陽 550001)

      0 引言

      某橋梁兩端均是隧道相連,主干線8 km 以內(nèi)沒有可設(shè)置梁場的路基,該橋位于螺旋展線的中心地帶,地形十分復(fù)雜。該橋梁是整個高速公路的主要樞紐,其施工環(huán)境和工期都十分緊迫[1-3]?;诂F(xiàn)場工況,從項目現(xiàn)場實際情況出發(fā),擬定橋梁項目梁場布置及T 梁架設(shè)方案,再進(jìn)行方案選優(yōu),確定最佳施工方案。

      1 工程概況

      該高速公路總長度32.72 km,全線共設(shè)28 座橋梁、15個隧道,地質(zhì)條件惡劣,橋隧比例達(dá)75.5%。某橋梁是一座14 跨4 聯(lián)40 m 的T 型梁橋,其上部結(jié)構(gòu)采用預(yù)應(yīng)力混凝土T 梁,長40 m,設(shè)計用量為154 片;橋梁建設(shè)場地為深割侵蝕溝谷地形,地形總體呈“W”形,地勢右高左低,橋軸線通過段的地表相對高差95.18 m,溝谷多為“V”形,寬度為2.0~20.0 m,兩側(cè)的斜坡較陡,大約40°~60°,部分基本達(dá)垂直狀態(tài),大約50°~86°,形成陡崖,谷底堆積層有滾石、塊石、碎石等組分。

      2 線外梁場布置

      高速公路梁場的布局,應(yīng)以橋頭路基為起點,利用已有的路基,降低梁場的造價。利用橋頭路基作梁場,施工空間距離最近,梁體架設(shè)便捷,可節(jié)約架梁工期[4-6]。

      (1)預(yù)制梁場位置,宜盡量靠近主體工程施工區(qū),減小運(yùn)梁的間距。經(jīng)過技術(shù)和經(jīng)濟(jì)的比較,只有在該橋的右方才具備設(shè)置梁場的條件,在A2-1 號T 梁預(yù)制區(qū)內(nèi),總共設(shè)置了12個T 梁預(yù)制基座,以滿足T 梁的預(yù)制和安裝需求。

      (2)根據(jù)總工期指標(biāo),主線和隧道的貫通時間,反向計算出梁場建設(shè)工期、T 梁開始結(jié)束預(yù)制時間,以確保預(yù)制梁場能夠按時投入使用。

      (3)根據(jù)“工廠化、專業(yè)化”的原則,對預(yù)制梁場的建設(shè)規(guī)模和地點進(jìn)行了明確,包括選址、占地面積、功能區(qū)劃分、場地道路、排水、供電設(shè)備等。

      (4)按照該標(biāo)段的路線走向、地形地貌和橋梁位置分布,本著安全適用、經(jīng)濟(jì)合理、綠色環(huán)保的原則,進(jìn)行合理的設(shè)計。以工期安排,梁板數(shù)量,拌和站的布置等因素為側(cè)重點,從區(qū)位、運(yùn)輸、物料供給等角度出發(fā),實現(xiàn)梁板預(yù)制速度快、質(zhì)量高、場地建設(shè)成本低,并盡可能節(jié)省土地。

      (5)梁場建設(shè)在回彈土區(qū)域,為有效監(jiān)測橋梁施工階段梁場、臺座差異沉降,梁場建設(shè)完工后,須在臺座周圍布設(shè)沉降觀測釘,以精確掌控梁場的整體穩(wěn)定性。

      3 T 梁架設(shè)方案對比

      由于受空間位置的制約,這種大型橋體的架設(shè)不適合采用常規(guī)架梁方法,應(yīng)結(jié)合現(xiàn)場的實際地形,從技術(shù)、經(jīng)濟(jì)、工期等方面考慮。基于安全因素,擬采用了兩種上架梁方案作對比分析。

      方案一:將一隧道進(jìn)洞口場地擴(kuò)建為上梁臺。方案二:在右線6~8 號橋墩合適位置設(shè)置上梁臺。上梁的布置示意圖見圖1。

      圖1 上梁方案平面布局圖

      3.1 擴(kuò)大一隧道進(jìn)口作為上梁平臺

      按原設(shè)計方案,自14 號橋臺起,架設(shè)T 梁至0 號橋臺位置,因目前在建路基和洞口平臺不能滿足40 m T 梁的運(yùn)輸架設(shè)條件,在洞口外采取施作混凝土擋墻,回填后形成上梁平臺,T 梁先庫存于隧道洞口,架設(shè)T 梁時,從洞口喂梁,擋土墻設(shè)置部位及結(jié)構(gòu)尺寸需通過力學(xué)性能檢驗,符合設(shè)計要求。

      該橋橋址區(qū)域巖性主要為風(fēng)化砂巖,根據(jù)施工難度的不同,以軟石質(zhì)~次堅石質(zhì)為主。在洞口(左、右線14 號橋墩)處,巖體為硬質(zhì)風(fēng)化砂巖,裸巖地貌,巖層厚度總體較薄,硬度較高,經(jīng)加固后,場地硬度、承載力滿足架梁平臺的地基要求,在此基礎(chǔ)上,也可以作為平臺擴(kuò)展的地基,并且在前期的同類巖體工況施工階段,已積累較多此類巖體加固處治經(jīng)驗,可用于指導(dǎo)該次平臺上梁的擴(kuò)展基礎(chǔ)施工,滿足平臺上梁拓展基礎(chǔ)承載力需求。

      3.1.1 擴(kuò)大平臺范圍的確定

      該橋預(yù)應(yīng)力T 梁長度40 m,重量在120~130 t 之間,建議將普通四軸運(yùn)梁機(jī)的基本技術(shù)參數(shù)和40 m 梁長,作為擴(kuò)展平臺范圍的依據(jù)。

      (1)四軸運(yùn)梁車的主要技術(shù)指標(biāo)如下:1)CA4113型柴油發(fā)動機(jī);2)引擎功率:140 MW;3)引擎速度:2 600 r/min;4)15~20 m 的最小回轉(zhuǎn)半徑;場地為防積水,地基平頂面層可施作橫坡3%,縱坡5%。

      (2)基于上述參數(shù),提出了用40 m 長、3 m寬的矩形框架,模擬40 m T 梁,40 m T 梁利用運(yùn)梁機(jī)進(jìn)行安裝試驗。同時,在考慮了運(yùn)梁車梁托盤與主車前、副車后部間距的同時,為擴(kuò)大平臺基礎(chǔ)邊線,將運(yùn)載軌道外邊線向外偏移5 m。

      (3)利用CAD 軟件對T 梁的運(yùn)輸路線進(jìn)行了計算機(jī)仿真,以保證該方案的可行性,對右邊服務(wù)區(qū)將洞口的實際布置圖進(jìn)行了實地測量,并使用型鋼制造了一個簡單的T 梁模型。對T 梁的現(xiàn)場施工進(jìn)行了仿真,結(jié)果表明,在現(xiàn)場的模擬結(jié)果與理論計算的結(jié)果是吻合的,符合T 梁架設(shè)的要求[7-8]。

      3.1.2 擴(kuò)大平臺支撐結(jié)構(gòu)的確定

      根據(jù)平臺外圍的地形剖面,確定了平臺的外緣和地形線高度相差約28 m,考慮到平臺所要承受的載荷,以及地處中風(fēng)化的砂巖段,并結(jié)合已有的隧道進(jìn)口端擋墻施工經(jīng)驗,對其穩(wěn)定性進(jìn)行了驗算,確定了以下方案:

      (1)分級布置重力擋墻,回填洞渣壓實,為拓展平臺提供支撐。

      (2)平臺施工區(qū)域山體較為陡峭,為防止擋墻失穩(wěn)造成安全事故,擋墻采用錨拉型擋土墻,并用砂漿錨索錨固于斜坡。

      (3)在圍護(hù)結(jié)構(gòu)的基坑外側(cè),開挖一個小平臺,設(shè)置垂直錨桿和鋼筋網(wǎng),以提高圍護(hù)結(jié)構(gòu)的抗滑性和穩(wěn)定性。

      (4)墻體澆注C20 混凝土,分層澆注時,依設(shè)計要求設(shè)置插筋。

      (5)依據(jù)現(xiàn)場工況,建議采用5 種類型的擋土墻組合布置,其中主線右側(cè)拓寬平臺共分為5 段擋墻組,主線左側(cè)擴(kuò)展平臺分為4個擋墻組。重力式圍護(hù)方案的典型結(jié)構(gòu)見圖2。

      圖2 重力式擋土墻典型構(gòu)造圖(單位:cm)

      3.1.3 擋板造價的計算

      根據(jù)擋墻布置方式、主體結(jié)構(gòu)、分段擋土層長度,計算擋墻工程量,并按照現(xiàn)行的工程量清單計量標(biāo)準(zhǔn),對以上的主要工程量進(jìn)行了計價[9]。最后,通過對該工程實例的分析,得出了增加隧道入口上梁平臺的工程造價450 000 元。

      3.2 利用右線6~8 號墩位置設(shè)置上梁平臺

      3.2.1 方案布置

      該橋右段6~8 段橋墩為切方斜坡,加上施工期間修筑的施工便道,形成一處尺寸較大、平整度較高的平臺,可作為T 梁的架設(shè)平臺。但因場地限制,當(dāng)前平臺尺寸無法滿足常規(guī)T 梁架設(shè)條件。經(jīng)技術(shù)人員多方研討,提出利用高低腿跨橋式龍門吊架設(shè)T 梁的施工方案,施工方案示意圖如圖3 所示。

      圖3 跨墩龍門吊布置圖

      (1)將上部梁平臺設(shè)在右線6~8 墩處,并在40 m T 梁上安裝兩臺80 t 高低支腿龍門吊,依次架設(shè)右線7~8跨T 梁、右線其他 T 梁,再由右線輸送T 梁至該隧道左線出口端,T 梁至14 臺由左線0 臺依次向14 號臺架設(shè)推進(jìn)。

      (2)該方案對右幅6~8 號橋墩處平臺場地尺寸要求較高,因場地地勢較陡,現(xiàn)有便道較窄,不適合開挖。目前施工便道的轉(zhuǎn)彎半徑已不能滿足梁體運(yùn)輸需要,如采用該方案,需要對原有的施工便道進(jìn)行局部拓寬。

      (3)因橋梁右幅的6~8 橋墩位于一座小山丘上,地勢中部偏高,兩側(cè)地勢較陡,為防止架梁期間發(fā)生安全事故,需要在架梁平臺范圍內(nèi)修筑臨時軌道墻,墻體高度根據(jù)場地區(qū)域陡峭程度確定。

      3.2.2 造價分析

      按照上述施工方案,須布設(shè)2 臺80 t 高低腿跨橋式龍門吊,若直接購買,須聯(lián)系廠家根據(jù)場地地形條件設(shè)計定制,成本較高且周期較長。若采取租賃方式,同樣要考慮設(shè)備租賃費(fèi)、人工費(fèi)、出場費(fèi)等因素,租期為2個月,周期、成本相對合適,故采取租賃方式,加之軌道墻開挖、安裝,臨時平臺場地清理、硬化等,經(jīng)測算,該方案工程造價為160 萬元左右。

      4 T 梁架設(shè)方案選擇

      項目方、總包方等單位對上述T 梁架設(shè)方案進(jìn)行了多次實地考察、論證,確定了采用6~8 號橋墩處采用高低腿跨橋式龍門吊架設(shè)T 梁的施工方案作業(yè)量大、成本高,且租賃升降式龍門吊穩(wěn)定性差,施工安全性控制能力差,故放棄了該施工方案。

      該橋全部T 梁必須由一條便道運(yùn)送到架梁平臺上,該項目是大橋建設(shè)和隧道施工的主干道,由于其施工過程中存在著嚴(yán)重的交叉干擾,必須在龍門吊起T 梁后才能進(jìn)行T 梁安裝,T 梁的安裝工作進(jìn)展很慢。經(jīng)理論分析和現(xiàn)場仿真,結(jié)果表明,方案一施工安全、造價低廉、施工干擾少,且方案一架梁的施工速度較快,所以確定第一種方案更具有優(yōu)勢。最終,在技術(shù)、經(jīng)濟(jì)、安全等諸多因素的考慮下,選定方案一作為橋梁架梁方案。

      5 結(jié)論

      考慮技術(shù)、經(jīng)濟(jì)和安全等多個因素,從理論與實踐的角度,對兩種不同的上梁方案進(jìn)行了比較,最終選定了具有較高安全穩(wěn)定性和較高性價比的架梁方案,該橋選用方案一“隧道進(jìn)洞口場地擴(kuò)建為上梁臺”,安全、高效地完成了架梁施工,為工程工期控制奠定了基礎(chǔ)。方案的優(yōu)選是項目技術(shù)管理的重要環(huán)節(jié),合理的方案選擇不僅可以節(jié)省建設(shè)費(fèi)用,而且對項目的安全和質(zhì)量有著重要影響。

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