分段切割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，具体涉及一种分段切割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，高速铁路桥梁施工的数量也越来越多，桥梁分布的区域也越来越复杂，在复杂地质区域，受区域地质活动及外部偏心荷载作用影响，桥梁梁体极易发生大角度倾斜破坏甚至掉落现象，对于大角度倾斜破坏箱梁拆除施工，目前施工现场大多采用爆破拆除的方法，该方法可在一定程度上实现桥梁梁体快速拆除，但当桥梁墩身仍可二次利用时，其将无法满足施工要求，为此，为确保倾斜受损箱梁安全快速拆除，避免拆除对既有桥墩造成破坏，有效降低工程施工成本投入及施工安全风险，有必要设计一种快速、经济、安全、较适用于高铁倾斜受损大吨位箱梁快速切除的施工方法。


技术实现要素：

3.本发明的目的是确保桥梁墩身不受损的前提下安全快速拆除倾斜受损箱梁。
4.本发明提供了如下技术方案：一种分段切割拆除高铁受损箱梁施工方法，包括扶正受损箱梁和分段切割受损箱梁两个步骤；扶正受损箱梁：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；分段切割受损箱梁：在支撑受损箱梁的墩柱外侧承台处设置一套钢管柱作为支架，钢管柱与承台、墩柱通过植筋、膨胀螺栓进行固结，支架顶部设置数根工字钢组合横梁，箱梁两端的两道横梁之间架设贝雷梁，贝雷梁并排设置铺满横梁，贝雷梁上部焊接钢板形成作业平台，绳锯切割机安装在作业平台上分段切割受损箱梁，作业平台上在受损箱梁的拟切割区段之间设置钢垫墩，而后进行切割吊离作业。
5.进一步地，贝雷梁的中段梁底设置有辅助支架，辅助支架包括数根分两列布置的钢管柱，同列钢管柱的柱底与混凝土条形基础固结、柱顶与贝雷梁的梁底之间设置有工字钢，钢管柱之间连接有横撑和剪刀撑。
6.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。
7.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。
8.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。
9.与现有技术相比，本发明的优势在于：本发明提供的一种分段切割拆除高铁受损箱梁施工方法，不同于现有爆破施工及箱梁整体吊离施工方法，其可有效确保桥墩实体结构的完整性，同时可降低整体吊装安全施工风险，同时，采用该方法拆除既有倾斜箱梁具有操作简单，施工安全的特点，在高铁倾斜受损大吨位箱梁拆除施工中，其可达到经济、实用的目的。
附图说明
10.图1为受损箱梁切割横断面布置图。
11.图2为受损箱梁切割纵向布置图。
12.图3为倾斜受损箱梁调平纵断面布置图一。
13.图4为倾斜受损箱梁调平纵断面布置图二。
14.图5为楔形调节垫板的结构示意图。
15.图6为楔形调节垫板层叠示意图。
16.图7为钢支墩的结构示意图。
17.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；9.1-墩柱；9.2-滑板；10-混凝土条形基础固结；11-钢管柱；12-横梁；13-贝雷梁；14-绳锯切割机；15-辅助支架；16-横撑；17-剪刀撑；18-楔形调节垫板。
具体实施方式
18.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。
19.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。
20.如图1-图4所示：一种分段切割拆除高铁受损箱梁施工方法，包括扶正受损箱梁1和分段切割受损箱梁1两个步骤；扶正受损箱梁1：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18，通过配置楔形调节垫板18使千斤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，位于墩帽凹槽的千斤顶2同步缓慢顶升，位于墩帽顶面的千斤顶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，保证受损箱梁1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；分段切割受损箱梁：在支撑受损箱梁1的墩柱外侧承台处设置一套钢管柱11作为支架，钢管柱11与承台、墩柱通过植筋、膨胀螺栓进行固结，支架顶部设置数根工字钢组合横梁12，箱梁两端的两道横梁12之间架设贝雷梁13，贝雷梁13并排设置铺满横梁12，贝雷梁13上部焊接钢板形成作业平台，绳锯切割机14安装在作业平台上分段切割受损箱梁1，作业平台上在受损箱梁1的拟切割区段之间设置钢垫墩，钢垫墩分段支撑切割后的箱梁，而后进行切割吊离作业。
21.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。
22.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5、图6所示：若干个楔形调节垫板18层叠设置，通过不断调整楔形调节垫板18的层数及位置实现千斤顶顶力角度调节，楔形调节垫板18上开有至少两个销孔，若干个楔形调节垫板18通过穿过销孔的销轴组合在一起，保证楔形调节垫板18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。
23.千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。
24.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。
25.（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。
26.如图7所示：钢支墩9包括墩柱9.1和滑板9.2，墩柱9.1顶部的拱形凸台和滑板9.2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9.2随梁底的角度变化在墩柱9.1的拱形凸台上滑行。
27.为了防止贝雷梁13中间折断，贝雷梁13的中段梁底设置有辅助支架15，辅助支架15包括数根分两列布置的钢管柱11，同列钢管柱11的柱底与混凝土条形基础10固结、柱顶与贝雷梁13的梁底之间设置有工字钢组成的横梁12，钢管柱11之间连接有横撑16和剪力撑17，提高钢管柱11的抗剪切强度。
28.若干个楔形调节垫板18层叠设置，通过不断调整楔形调节垫板18的层数及位置实现千斤顶顶力角度调节，楔形调节垫板18上开有至少两个销孔，若干个楔形调节垫板18通过穿过销孔的销轴组合在一起。
29.受损箱梁1的腹板与限位装置4之间安装有橡胶垫块5，用于减小受损箱梁1顶升过程中限位装置4对箱梁腹板产生挤压破坏。
30.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。
31.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。
32.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。