高速铁路斜拉连续刚构组合桥合拢段施工方法

摘要

本发明公开了一种高速铁路斜拉连续刚构组合桥合拢段施工方法，依次包括设置临时辅助设施、合拢口标高调整、强制降温、顶推、劲性骨架临时锁定、浇筑混凝土，本发明利用临时换重压载调整合拢口两端的标高，避免了调索对有索区梁段线型及应力的影响，减少了合拢准备的工期，劲性骨架临时锁定后，将换重压载恢复，又保证了换重压载的设置要求；通过强制降温措施减少了现场施工对合拢温度的等待时间，确保了施工进度；将最后的合拢工序分成劲性骨架临时锁定(即预合拢)和浇筑混凝土的终合拢，增加的24小时观察时间给体系转化留出了变形的时间及空间，对最终合拢后的梁体应力及线型具有很大的改善。

说明书

技术领域

本发明涉及一种高速铁路斜拉连续刚构组合桥合拢段施工技术。

背景技术

除公路上有斜拉连续刚构组合桥的合拢段施工技术外，高速铁路无斜拉连续刚构组合桥的该类施工技术。

现有的斜拉连续刚构组合桥的合拢段施工技术为：中跨合拢口设置劲性骨架、临时顶推支座、临时换重压载；对斜拉索力进行调整，使合拢口两端高差及梁段内力符合设计和监控的要求；等待环境温度达到要求；对合拢口施加顶推力；焊接锁定劲性骨架，卸载顶推力，张拉临时预应力束，绑扎钢筋，调整模型；在规定的时间段内浇筑混凝土。其不能直接在高速铁路中应用是因为高速铁路中的使用环境比公路上更苛刻，具体体现在如下方面：

（1）高速铁路活载比公路的大，列车开行速度比公路快；

（2）高速铁路桥梁体刚度远大于公路桥，线型要求高于公路桥；

（3）墩台沉降要求高；

（4）使用年限为100年。

因此在高速铁路中需要进一步解决如下的技术问题:

（1）梁体刚度满足高铁规范；

（2）减小或控制体系转换后附加内力的产生；

（3）梁体线型满足高铁高速运行及乘坐舒适性要求；

（4）降低后期梁体的徐变变形。

才能保证高速铁路斜拉连续刚构组合桥合拢后满足要求。但是现在国内外还没有关于在高速铁路应用斜拉连续刚构组合桥合拢技术的相关报道，申请者认为其原因是存在相关技术瓶颈，具体为：

（1）斜拉连续刚构桥公路上建成的较少，铁路斜拉桥建造的例子也少，高铁的更是首次采用，相关技术不成熟；

（2）斜拉连续刚构桥采用的墩梁固结或塔梁墩固结体系对温度影响非常敏感，合拢温度条件不易满足；

（3）合拢体系转换产生的附加内力不易控制，影响成桥后的索力及线型；

（4）梁体混凝土的后期徐变不易控制。

因此，本发明的发明目的在于：克服现有的公路斜拉连续刚构组合桥合拢段施工技术存在的上述四点不足，解决技术瓶颈，提供一种在高速铁路中应用的斜拉连续刚构组合桥合拢段施工技术。

发明内容

鉴于以上情况，本发明着重要解决的技术问题如下：

1、避免或减少对梁体线型、内力的影响，实现无应力合拢。

2、满足斜拉连续刚构桥对合拢温度的苛刻要求，缩短等待温度合拢的时间。

本发明目的是通过实施下述技术方案来实现的：

一种高速铁路斜拉刚构组合桥中跨合拢段施工方法，依次包括以下步骤:

（1）设置临时辅助设施：

在完成合拢口两侧梁段施工及边跨合拢后，在中跨合拢口两侧梁段间设置临时顶推支架及体外劲性骨架，并在两侧梁段上设置临时换重压载；

（2）合拢口标高调整：

清除梁段上的多余荷载，在合拢口两端梁面上分别设置1/2合拢段重量的临时换重压载，对斜拉索索力不作调整，通过增、减临时换重压载的重量使合拢口梁段的标高与设计理论值的误差在5mm内，即：当实际标高大于设计理论值时，增加临时换重压载的重量使合拢口梁段的标高与设计理论值的误差在5mm内，当实际标高小于设计理论值时，减少临时换重压载的重量使合拢口梁段的标高与设计理论值的误差在5mm内；此处的设计理论值是指设计院和监控单位利用分析软件建模计算得出的理论值。

（3）强制降温：

将一天中温差最小的5-8个小时作为合拢时间，在梁段内箱放置冷却介质使梁段内外温度在合拢时间保持在20°及以下；

此处所说的一天中温差最小的5-8个小时，具体来说，是指在这个时间段内最高温度和最低温度之间的差值最小。

（4）顶推：

按设计及监控的理论值施加顶推力，顶推部位按保证顶推合力通过合拢口形心的原则设置，顶推力施加采用应力、应变双控，应力是千斤顶施加的力值，应变是边跨梁缝的压缩量及边墩顶的位移量；

此处所说的设计及监控的理论值是指设计院和监控单位利用分析软件建模计算得出的理论值。

上述顶推合力通过合拢口形心原则中的“形心”即普通概念中的“形心”。

（5）劲性骨架临时锁定：

测量合拢口两侧标高及梁段应力，符合设计理论值后，在所述合拢时间内将合拢口的劲性骨架焊接锁定，并将合拢口两端梁面上的临时换重压载恢复至1/2合拢段重量，焊接锁定后卸载顶推力，张拉设计的临时预应力束；

此处的设计理论值是指设计院和监控单位利用分析软件建模计算得出的理论值。

（6）浇筑混凝土：

观察24小时，期间绑扎钢筋，加固模板，若观察期间内的实际标高与设计监控理论值的误差在5mm内、应力与设计监控理论值的误差在2%内，则在所述合拢时间内浇筑混凝土，边浇筑混凝土边卸载临时换重，实现无应力合拢；若实际标高与设计监控理论值的误差不在5mm内，则增、减换重压载使标高与设计监控理论值的误差在5mm内，若实际应力与设计监控理论值的误差不在2%内，则增大或减小临时预应力束力值使应力与设计监控理论值的误差在2%内。

此处所说的设计监控理论值是指设计院和监控单位利用分析软件建模计算得出的理论值。

作为优选方式，所述强制降温过程中的冷却介质为冰块。

作为优选方式，所述合拢时间为凌晨1点至5点。

作为优选方式，所述的临时换重压载为设置在梁顶面的水箱，通过增减水箱里的水来增减临时换重压载的重量。

本发明的有益效果如下：

（1）单一的通过换重压载调整合拢前的梁端高差，避免了斜拉索调整对梁体线型、内力的影响，减少了合拢准备的工期，劲性骨架临时锁定后，将换重压载恢复，又保证了换重压载的设置要求。

（2）通过冰块强制降温，满足斜拉连续刚构桥对合拢温度的苛刻要求，大大减少了环境温度对整个体系的影响，也缩短了等待温度合拢的时间。

（3）劲性骨架临时锁定后，观察24小时，待梁体内力、标高无变化后浇筑合拢段混凝土。将最后的合拢工序分成劲性骨架临时锁定（即预合拢）和浇筑混凝土的终合拢，增加的24小时观察时间给体系转化留出了变形的时间及空间，对最终合拢后的梁体应力及线型具有很大的改善。

具体实施方式

下列非限制性实施例用于说明本发明：

实施例1

西江特大桥位于广珠城际轨道交通工程江门支线，该桥合拢施工工艺为：

（1）设置临时辅助设施：

在完成合拢口两侧梁段施工及边跨合拢后，在中跨合拢口两侧梁段间设置临时顶推支架及体外劲性骨架，并在两侧梁段上设置临时换重压载；

（2）合拢口标高调整：

清除梁段上的多余荷载，在合拢口两端梁面上分别设置1/2合拢段重量的临时换重压载，所述的临时换重压载为设置在梁顶面的水箱，通过增减水箱里的水来增减临时换重压载的重量。对斜拉索索力不作调整，通过增、减梁顶面水箱里的水使合拢口梁段的标高与设计理论值的误差在5mm内，即：当实际标高大于设计理论值时，增加梁顶面水箱里的水使合拢口梁段的标高与设计理论值的误差在5mm内，当实际标高小于设计理论值时，减少梁顶面水箱里的水使合拢口梁段的标高与设计理论值的误差在5mm内；此处的设计理论值是指设计院和监控单位利用分析软件建模计算得出的理论值。

（3）强制降温：

将凌晨1点至5点作为合拢时间，因为在这个时间段内最高温度和最低温度之间的差值最小，在梁段内箱放置冰块使梁段内外温度在合拢时间保持在20°及以下；

（4）顶推：

按设计及监控的理论值施加顶推力，顶推部位按保证顶推合力通过合拢口形心的原则设置，顶推力施加采用应力、应变双控，应力是千斤顶施加的力值，应变是边跨梁缝的压缩量及边墩顶的位移量；此处所说的设计及监控的理论值是指设计院和监控单位利用分析软件建模计算得出的理论值。

上述顶推合力通过合拢口形心原则中的“形心”即普通概念中的“形心”。

（5）劲性骨架临时锁定：

测量合拢口两侧标高及梁段应力，符合设计理论值后，在所述合拢时间内将合拢口的劲性骨架焊接锁定，并将合拢口两端梁面上的临时换重压载恢复至1/2合拢段重量，焊接锁定后卸载顶推力，张拉设计的临时预应力束；

此处的设计理论值是指设计院和监控单位利用分析软件建模计算得出的理论值。

（6）浇筑混凝土：

观察24小时，期间绑扎钢筋，加固模板，若观察期间内的实际标高与设计监控理论值的误差在5mm内、应力与设计监控理论值的误差在2%内，则在所述合拢时间内浇筑混凝土，边浇筑混凝土边卸载临时换重，实现无应力合拢；若实际标高与设计监控理论值的误差不在5mm内，则增、减换重压载使标高与设计监控理论值的误差在5mm内，若实际应力与设计监控理论值的误差不在2%内，则增大或减小临时预应力束力值使应力与设计监控理论值的误差在2%内。

此处所说的设计监控理论值是指设计院和监控单位利用分析软件建模计算得出的理论值。 

实施例2

将凌晨1点至8点作为合拢时间，因为在这个时间段内最高温度和最低温度之间的差值最小，其他步骤与实施例1相同。