拆除高铁受损箱梁施工方法与流程

1.本发明属于高速铁路桥梁修复技术领域，具体涉及一种拆除高铁受损箱梁施工方法。


背景技术：

2.随着我国基础设施建设的快速发展，高速铁路预制箱梁架设的数量也越来越多，高速铁路预制箱梁具有安装简便，架设速度快、质量易保证的显著优点，但在桥梁架设完成后，受行车荷载或外部不可预见因素（如地震）影响，预制箱梁时有发生倾斜破坏的现象，严重的甚至影响列车安全运行，高速铁路箱梁大多采用长32m重达900t的预制箱梁，为确保倾斜受损箱梁快速拆除，实现桥梁尽快修复及列车正常运营，有必要设计一种快速、经济、安全、较适用于高速铁路倾斜受损箱梁快速拆除的施工方法。


技术实现要素：

3.本发明为了解决受行车荷载或外部不可预见因素（如地震）影响造成预制箱梁发生倾斜破坏现场难以拆除的问题。
4.本发明提供了如下技术方案：一种拆除高铁受损箱梁施工方法，在受损箱梁的两侧腹板与地面之间张拉钢绞线，将数个千斤顶分两组布置于受损箱梁两端的墩帽上，每组千斤顶分为两部分，每部分至少两个，一部分安装在受损箱梁的上扬侧的墩帽顶面、一部分安装在墩帽凹槽处；并根据墩帽凹槽处实际空间大小选择是否凿除混凝土开辟千斤顶安装空间，凿除后采用砂浆找平；千斤顶与墩帽之间衬钢垫板，千斤顶与受损箱梁底面之间衬钢垫板，钢垫板包括楔形调节垫板，通过配置楔形调节垫板使千斤顶顶力方向与梁底垂直；墩帽上在受损箱梁滑移一侧安装截面为梯形或三角形的限位装置，限位装置的立面背靠支承垫石、斜面面向受损箱梁的腹板；受损箱梁扶正作业前解除两侧的钢绞线，受损箱梁扶正过程中数个千斤顶交替倒顶，位于墩帽凹槽的千斤顶同步缓慢顶升，位于墩帽顶面的千斤顶同步缓慢下降，并随顶升过程在梁底安装钢支墩，保证受损箱梁平衡，根据受损箱梁的举升高度，在千斤顶与墩帽之间设置钢垫墩，直至梁体底面与支承垫石顶面相平，受损箱梁的翼板上钻开吊装孔，吊装孔中穿入钢丝绳绑扎受损箱梁，起吊设备与钢丝绳连接吊运受损箱梁。
5.进一步地，若干个楔形调节垫板层叠设置，通过不断调整楔形调节垫板的层数及位置实现千斤顶顶力角度调节，楔形调节垫板上开有至少两个销孔，若干个楔形调节垫板通过穿过销孔的销轴组合在一起。
6.进一步地，受损箱梁的腹板与限位装置之间安装有橡胶垫块，用于减小受损箱梁顶升过程中限位装置对箱梁腹板产生挤压破坏。
7.进一步地，钢支墩包括墩柱和滑板，墩柱顶部的拱形凸台和滑板内凹的圆弧底面吻合组成柱面滑动副。
8.进一步地，吊装孔与箱梁腹板的表面相切。
9.进一步地，起吊设备包括两台履带式起重机，采用两台履带式起重机在受损箱梁的两个梁端双机同步抬吊，受损箱梁的翼板上共钻设八个吊装孔。
10.进一步地，起吊设备是轨行式提梁机，受损箱梁的翼板上共钻设四个吊装孔。
11.与现有技术相比，本发明的优势在于：本发明提供的一种拆除高铁受损箱梁施工方法，可实现倾斜受损箱梁的快速拆除施工，有效降低周转材料投入量，大大降低工程施工成本，同时，该施工方法还具有操作简单，施工便捷的特点，在高速铁路倾斜受损箱梁拆除施工中，采用该方法可达到经济、实用的目的。
附图说明
12.图1为倾斜受损箱梁调平横断面布置图。
13.图2为倾斜受损箱梁调平纵断面布置图一。
14.图3为倾斜受损箱梁调平纵断面布置图二。
15.图4为倾斜受损箱梁调平后横断面布置示意图。
16.图5为受损箱梁吊装横断面布置示意图。
17.图6为采用履带式起重机吊装受损箱梁平面布置示意图。
18.图7为采用轨行式提梁机吊装受损箱梁横断面布置图。
19.图8为楔形调节垫板的结构示意图。
20.图9为楔形调节垫板层叠示意图。
21.图10为钢支墩的结构示意图。
22.图中：1-受损箱梁；2-千斤顶；3-钢垫板；4-限位装置；5-橡胶垫块；6-钢绞线；7-支承垫石；8-桥梁支座；9-钢支墩；10-吊装孔；11-钢丝绳；12-吊钩；13-履带式起重机；14-墩柱；15-滑板；16-楔形调节垫板；17-轨行式提梁机。
具体实施方式
23.为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图说明本发明的具体实施方式。各图所示内容仅用于理解发明的技术内容，而不代表产品的实际比例和真实形状，其中相同的标号表示结构相同或功能相同但结构相似的部分。
24.在本文中，“平行”、“垂直”等并非严格的数学和/或几何学意义上的限制，它也可以包含本领域技术人员可以理解的且制造或使用该产品时允许的误差。另外，“垂直”不仅包括在空间中两物体直接相接的互相垂直，还包括在空间中两物体不相接时的互相垂直。
25.如图1-图7所示：一种拆除高铁受损箱梁施工方法，在受损箱梁1的两侧腹板与地面之间张拉钢绞线6，保倾斜箱梁稳固。将数个千斤顶2分两组布置于受损箱梁1两端的墩帽上，每组千斤顶2分为两部分，每部分至少两个，一部分安装在受损箱梁1的上扬侧的墩帽顶面、一部分安装在墩帽凹槽处；并根据墩帽凹槽处实际空间大小选择是否凿除混凝土开辟千斤顶安装空间，凿除后采用砂浆找平；千斤顶2与墩帽之间衬钢垫板3，千斤顶2与受损箱梁1底面之间衬钢垫板3，钢垫板3包括楔形调节垫板16，通过配置楔形调节垫板16使千斤2顶顶力方向与梁底垂直；墩帽上在受损箱梁1滑移一侧安装截面为梯形或三角形的限位装置4，限位装置4的立面背靠支承垫石7、斜面面向受损箱梁1的腹板；受损箱梁1扶正作业前
解除两侧的钢绞线6，受损箱梁1扶正过程中数个千斤顶2交替倒顶，位于墩帽凹槽的两个千斤顶2同步缓慢顶升，位于墩帽顶面的两个千斤顶2同步缓慢下降，并随顶升过程在梁底安装钢支墩9，保证受损箱梁平衡，根据受损箱梁1的举升高度，在千斤顶2与墩帽之间设置钢垫墩，钢垫墩是型钢焊接的方墩，直至梁体底面与支承垫石7顶面相平，受损箱梁1的翼板上钻开吊装孔10，吊装孔10中穿入钢丝绳11绑扎受损箱梁1，起吊设备与钢丝绳11连接吊运受损箱梁1。
26.在箱梁扶正过程中，为防止梁体倾覆或者滑移，在箱梁滑移一侧安装限位装置4，限位装置4的骨架采用i56工字钢加工，面板采用2cm厚钢板加工而成。通过将限位装置4与墩顶固定连接，限制箱梁顶升过程侧向移动，有效降低了箱梁倾覆风险；在箱梁腹板与限位装置4之间安装橡胶垫块5，减小了箱梁顶升滑移过程中限位装置4对箱梁腹板的挤压破坏作用，确保了梁体的完整性。
27.由于受损箱梁1底面倾斜，采用千斤顶2顶升作业，千斤顶2顶升作业面将面临与箱梁底板无法密贴的问题，为解决梁体倾斜角度不同导致千斤顶与梁体底部无法垂直受力的问题。如图8、图9所示：若干个楔形调节垫板16层叠设置，通过不断调整楔形调节垫板16的层数及位置实现千斤顶顶力角度调节，楔形调节垫板16上开有至少两个销孔，若干个楔形调节垫板16通过穿过销孔的销轴组合在一起，保证楔形调节垫板16不会分块滑移。通过角度调节，该装置可实现千斤顶顶升力垂直作用于受损箱梁底板面，避免顶升过程中箱梁自重产生滑移分力，导致箱梁倾覆。
28.千斤顶按照梁体最大重量1200t考虑（箱梁自重875.5t+无砟轨道224.17t+桥面系55t=1154t），考虑1.2倍安全系数的原则来选择，所需千斤顶顶力f=1.2*1200=1440t，采用4组千斤顶，型号为qf500t-20b，顶升力为500*4=2000t＞1440t，满足要求。在千斤顶与楔形调节垫板之间插入20mm厚橡胶垫，增加防滑能力。
29.顶升前对所有人员进行详细安全技术交底，采用智能同步顶升系统进行操作，千斤顶的顶升速度控制在8mm/min,泵压控制在30mpa-35mpa，各顶同步位移差≤
±
1mm，顶升过程中应严密监控，若有异常情况，立即停止顶升。
30.在顶升过程中对梁体、墩柱控制截面的位移和混凝土裂缝进行监测，同时对施工工艺、流程进行监控。施工监控以位移监控为主。监控方法为：（1）顶升和落梁行程控制采取标高和油压双控顶升，操作人员按统一号令，将梁同步顶升至刚离开支座时停止，观察千斤顶上接触面混凝土有无局部受压破损迹象。静置几分钟若无异常出现，继续顶升一个行程后停一下，观察千斤顶持荷是否稳定，梁体各处顶升高度是否一致，若一切正常再重复上述操作，直至同步落梁至支座上。顶升或落梁过程中若发现问题，解决后重试，直至一切正常。
31.（2）裂缝的观察与控制在梁体顶起时，对裂缝变化情况进行观测，如果有裂缝等异常情况出现时停止顶升，查找原因，经采取措施和查出原因后，方可继续进行顶升。对各支点的支撑情况细致观察，如有松动或移位立即停止。对监控系统的应变控制有急剧变化等异常状况，立即停上顶升，查明并解决问题后再顶升。
32.如图10所示：钢支墩包括墩柱14和滑板15，墩柱14顶部的拱形凸台和滑板15内凹
的圆弧底面吻合组成柱面滑动副，在一定角度区间内，滑板15随梁底的角度变化在墩柱14的拱形凸台上滑行。
33.起吊设备包括两台履带式起重机13，采用两台履带式起重机13在受损箱梁1的两个梁端双机同步抬吊，受损箱梁1的翼板上共钻设八个吊装孔10。
34.当现场空间不足，履带式起重机13无法展开作业时，起吊设备采用轨行式提梁机17，对提梁机轨行区域地基进行处理，并施做混凝土条形基础；在混凝土条形基础上方安装提梁机走行轨道，并拼装轨行式提梁机，受损箱梁的翼板上共钻设四个吊装孔。
35.应用实例本技术单位负责承担某段高铁线路地震灾害抢险复旧工程，该工程位于xx省xx市xx县境内，受地震影响，xx大桥8孔梁体横向侧倾、纵向开裂、局部破损，支座和防落梁装置的螺栓剪断及附属设施破损等地震损伤病害，采用本方法安全拆除受损箱梁。
36.为解决严重受损铁路箱梁拆除的问题，通过技术攻关与现场试验，创新性的采用千斤顶对梁体进行了扶正，通过模拟梁体倾斜角度加工的层叠楔形垫板，精确控制千斤顶的顶升角度，确保顶升时千斤顶与梁体底面垂直受力，避免了千斤顶侧滑的风险。工程实际应用表明该技术已成熟，可以在类似的工程中推广应用。
37.应当理解，虽然本说明书是按照各个实施例描述的，但并非每个实施例仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
38.上文所列出的一系列的详细说明仅仅是针对本发明的可行性实施例的具体说明，它们并非用以限制本发明的保护范围，凡未脱离本发明技艺精神所作的等效实施例或变更均应包含在本发明的保护范围之内。