广深铁路桥支座反力测试及高程调整施工技术

兴发娱乐平台

2018-07-10 23:37:21

ns-serif">:杂填土、粉质黏土、淤泥质土、中细砂、砾砂层、砾砂卵石层、砂质黏土、砂质残积层及全风化、强风化、中风化和微风化花岗片麻岩。

采用高压旋喷桩对暗挖隧道进行了加固,从人工挖孔桩和旋喷桩抽芯检测来看,旋喷桩在砾砂卵石层成桩效果不佳,未起到止水作用,在挖孔桩施工期间曾发生井内涌砂现象。

2采取安全技术措施的必要性

对于广深铁路桥连续梁(17至21号桥墩)支座受力状态进行测定和增加支座高程调整措施具有重要意义。

(1)由于广深铁路桥已运行了10多年,已无法查明各桥墩的实际沉降量,故不能通过支座位移估算连续梁体受力状态;但通过实测支座反力,可以比较准确地计算出连续梁体实际受力状态,评估连续梁体的安全度。

(2)未发现梁体产生新裂缝,但梁体有可能已处于不利甚至临界开裂工作状态,而且重叠隧道开挖(尤其是桥下掘进过程中),必然引起地下水损失、土体扰动和变形,尤其广深铁路桥地质条件极其复杂,致使暗挖隧道施工困难,因此将不可避免地引起邻近桥墩继续产生沉降。这样,明确连续梁体实际受力状态,即可科学地制定监测控制标准,再增加支座高程调整安全措施,可使广深铁路桥处于可控安全状态。

(1)地下水位降低:重叠隧道开挖,必然引起地下水损失,从而引起邻近桥墩沉降;根据施工监测信息分析,广深铁路桥对地下水位变化极为敏感;如果在暗挖隧道施工过程中发生突发事件(如塌方或严重失水),还有可能引起邻近桥墩产生突然沉降。

(2)土体扰动和侧向变形:重叠隧道开挖,将不可避免地引起桩周侧土体扰动和变形,破坏土体原状结构,导致桩周应力释放,桥墩摩阻力降低,桥墩产生沉降,并可能使桥墩产生水平位移。

3支座反力测试

支座为板式橡胶支座,弹性体,可在受测支座附近安装千斤顶,通过分级施加顶力,记录在每一级顶力作用下支座垂直位移量,绘制出顶力与位移之间关系图,通过分析比较,即可得出支座实际反力值。由于支座垫实状态不同,实际曲线与典型曲线可能有所不同。

为了保证铁路行车安全,预防万一,根据广深线实际情况,必须在夜间23:00至凌晨4:00时间段封锁线路后才能进行施工。

首先在17至21号5个桥墩上放置千斤顶,然后逐个测试这5个桥墩支座反力。施工顺序为:21号桥墩→20号桥墩→17号桥墩→18号桥墩→19号桥墩。千斤顶逐个加力,在梁体顶动瞬间,根据位移百分表、千斤顶油表读数(为了准确测量支座反力,可在千斤顶上安装传感器),绘制梁体位移与顶力曲线,推算实际支座反力,再进行下一个支座反力测试。

4支座高程调整

广深铁路桥为单墩双支座体系,如果某一支座实际反力与设计反力值相差较大,须进行支座调整。调整位移量按下述原理计算:按支座设计反力值,分级施加顶力,记录每一级顶力下支座垂直位移量,绘制顶力与位移之间关系图,即为支座反力调试原理图。

顶力轴上(f轴)按照设计反力fd画一条平行于位移轴(s轴)平行线,该线与顶力-位移曲线交点对应的位移sd减去so,得出△s=sd-so。△s为支座所需加垫高度,超顶后垫入钢垫片,回油后测试各支座位移是否达到预期值,如不符合则反复调整,即可将支座反力基本调整到设计值。

(1)按照支座反力测试结果,计算分析得出各支座需要调整位移量。

(2)支座高程调整次序由调整量来决定,调整次序由大到小。逐个千斤顶加压,将梁底顶至需要调到的高程以上1mm,然后在支座下底填充薄钢板或填塞干硬砂浆。最后松开千斤顶,完成该墩支座调整。

(3)所有支座调整完一次以后,再重新进行支座反力测试,此时实际支座反力与设计支座反力偏差应在5%以内。如果偏差超过5%,则需要重新调整支座,直到所有支座实际反力与设计反力偏差在5%以内即可。

(4)支座调整完后,检查全桥高程情况和各支点情况,如有异常应分析原因并采取措施,同时检查线路轨道方向和水平。只有在线路情况和桥梁情况符合要求,才能解除封锁,放行列车。

(5)简支梁支座高度调整比较简单,缓慢加压千斤顶,梁体顶至原始高程,将薄钢板或干硬砂浆塞进支座板底即可。

(7)支座不宜多次调整,最多2~3次。18至20号支座为盆式支座,受支座构造限制,累计调整量不宜超过10mm。

520号和23号桥墩加固

所有支座调整以后,把千斤顶放置在20至23号桥墩临时支架上,施加设计顶力的20%,使临时支架与既有桥梁基础共同受力。临时支架采用钢管桩基础,上部采用钢结构。

(1)钻孔。钻机成孔Ф300mm,钻至中风化岩层,深度20~24m。

(2)泥浆置换。通过泥浆循环,使泥浆比重为1∶1。

(3)下钢管。采用Ф220mm,壁厚6mm钢管,分节连接,下至孔底。

(4)下碎石填充管内及管与孔壁之间。

(5)注水泥浆。注1∶1的水泥浆,从孔底开始,直至孔口冒出干净的水泥浆。

钢管桩施工完成后,进行土方开挖、桩头处理、绑扎钢筋、预埋螺栓、安装模板、浇注联梁混凝土。桩顶联梁尺寸为mm×1700mm×1200mm。

钢构件采用i500工字钢和Ф500钢管,其加工与钢管桩同时进行,桩顶联梁强度达到设计强度70%后即可安装。

Ф500钢管与桩顶联梁采用螺栓连接,上设i500工字钢,工字钢上安放千斤顶,顶紧梁底。

20号、23号桥墩临时支架只能作为辅助受力结构,不能代替既有基础。暗挖隧道施工过程中要确保不能大量失水或严重变形,否则将造成墩台大量下沉、倾斜、承载力不足,将使支座调整方案无效。单靠支座调整方案是不能保证墩台大量沉降情况下梁部结构安全。

6结束语

在地铁暗挖隧道穿越广深铁路桥下的整个施工过程中,分别对铁路桥进行了三次支座反力测试和两次高程调整,高程调整位移量最大为5mm。当暗挖隧道结构完成六个月的效果分析,17至21号桥墩的各个支座反力值相差在设计值的±10%以内,说明预应力连续梁受力状态是稳定安全的,确保了广深铁路正常运营。