Los puentes principales del puente Hengkou No. 3 del ferrocarril Nan-Kunming y del puente Badu No. 4, construidos por la Primera División de Ingeniería de la Oficina de Ingeniería de Túneles, son cerchas de acero continuas con soporte superior de 2 × 64 m. . Basándose en el método de fundición en voladizo de vigas continuas de hormigón armado pretensado, se logró con éxito el montaje y montaje en voladizo completo simétrico de dos vías. Este método de construcción requiere menos inversión en equipos mecánicos, reduce la carga de trabajo de montaje a la mitad, agrega una superficie de trabajo, tiene un período de construcción corto y tiene importantes beneficios sociales y económicos.
1 Prólogo
El puente Hengkou 3# del ferrocarril Nankun construido por la Oficina de Ingeniería de Túneles del Ministerio de Ferrocarriles tiene una longitud total de 369,45 m, de los cuales abarca 6# y 7 # son vigas de armadura de acero continuas de 2 × 64 m, las alturas de los pilares 5 #, 6 # y 7 # son 57 m, 61 my 38 m respectivamente. La longitud total del puente Badu 4# es de 355,33 m, de los cuales los tramos 5# y 6# son vigas continuas de acero de 2 × 64 m, y las alturas de los pilares 4#, 5# y 6# son 61 m, 74 m y 40 m respectivamente. .
Debido al profundo barranco y los altos pilares del puente, el diseño original de los dos puentes utilizaba un montaje en voladizo completo unidireccional. El Ministerio de Ferrocarriles tiene una experiencia madura en construcción y es fácil garantizar la seguridad estructural durante el montaje en voladizo. Sin embargo, es necesario montar y desmontar la viga de equilibrio de 64 m, lo que duplica la carga de trabajo y prolonga el período de construcción. Además, después del primer uso de pernos de alta resistencia, la condición de la superficie cambia, el valor discreto del coeficiente corto de torsión aumenta y la calidad del segundo uso es difícil de controlar.
Después de repetidos estudios y comparaciones, se decidió aprender del método de fundición en voladizo de vigas continuas de hormigón armado pretensado y adoptar un esquema de montaje en voladizo simétrico de dos vías desde la parte superior del muelle central hacia ambos lados. En comparación con el diseño original, la solución real requiere menos inversión en equipos, un período de construcción más corto, una carga de trabajo de montaje reducida y importantes beneficios sociales y económicos.
2 Características y ámbito de aplicación del método de construcción
(1) Los pilares y estribos adyacentes se pueden construir normalmente sin verse afectados por la construcción en voladizo (2) No es necesario; erigir vigas militares de 32 m y andamios para toda la sala;
(3) Confiando en el equilibrio del peso propio de las vigas de acero sin necesidad de presión, la carga de trabajo de ensamblar la armadura principal se reduce a la mitad y una operación se agrega superficie;
(4) El diseño original del teleférico elevado de 20 t se cambió a un teleférico elevado de 3 × 3,5 t, lo que reduce el costo del teleférico, aprovecha al máximo la capacidad de transporte del teleférico y elimina el equipo de transporte de vigas de vía y la grúa de montaje;
(5) Este método es adecuado para operación continua en montañas altas y valles profundos Montaje de vigas de acero.
3 principios del proceso
En este plan, el conjunto de voladizo simétrico de dos vías se basa en el equilibrio del peso propio de las vigas de acero. La clave para garantizar la seguridad estructural durante la construcción son las medidas de refuerzo temporal entre pilares y vigas. Después de la comparación, se seleccionaron vigas en I soldadas como vigas de construcción. En comparación con el soporte al lado del pilar triangular, la estructura es simple y fácil de instalar y desmontar. Durante el proceso de ensamblaje de vigas de acero, las vigas de construcción forman una estructura rígida en forma de T entre el pilar central y la viga de armadura de acero, que transmite la carga muerta, la carga de construcción, el momento flector, etc. de la viga de armadura de acero, y es la plataforma de montaje entre las dos secciones.
La altura de la viga de construcción se determina mediante un cálculo exhaustivo basado en la tensión y la deflexión del extremo voladizo de la viga de acero, la altura del soporte y la altura de trabajo del gato. Debido a que es imposible mantener un equilibrio absoluto durante la construcción real, las vigas de construcción deben poder soportar momentos de flexión.
4 Tecnología de la construcción
4.1 Vigas de construcción
(1) Teniendo en cuenta la conveniencia del procesamiento y transporte de las vigas de construcción y las limitaciones de la capacidad de elevación de Teleféricos aéreos, cada uno. Cada viga se fabrica en tres secciones y se ensambla en la parte superior del pilar central.
(2) La observación de las vigas debe reforzarse durante la construcción. Se puede utilizar un nivel para observar el valor de deflexión de las vigas y calcular la fuerza interna de las vigas cuando las condiciones lo permitan, medidores de tensión de resistencia estática; También se puede utilizar. Observe la tensión en las vigas. Durante el proceso de construcción, es necesario centrarse en monitorear las soldaduras, pernos y otras partes de las vigas de construcción para garantizar la seguridad estructural.
4.2 Preparación de la construcción
El teleférico elevado es el equipo clave para levantar las barras, y el personal también necesita utilizar el teleférico para llegar al puente. Antes de la construcción, se debe realizar una prueba de carga en el teleférico elevado para garantizar la seguridad del teleférico.
Los componentes de las vigas de acero deben contarse y apilarse ordenadamente en el orden de montaje;
Limpiar el sitio de premontaje y construir un pedestal premontado;
Establecer una construcción en forma de I en la parte superior del pilar central. Vigas, ajuste la elevación de la línea central.
4.3 Premontaje de barras
Con el fin de acelerar el avance del montaje y reducir la cantidad de trabajos en altura, en función de las características estructurales de las vigas de acero, las características de Según el plan de construcción, la capacidad de elevación del teleférico elevado y otros factores, el puente se premontó con vigas de acero inferiores.
Los métodos principales son los siguientes:
(1) Preensamblar la placa de unión, la placa de ensamblaje, la placa de relleno, la placa de unión longitudinal horizontal inferior y la cuerda inferior delante del voladizo de la cuerda inferior. Para facilitar la instalación del siguiente cordón inferior, se reserva una cantidad adecuada de clavos perforados y no se aprietan todos los pernos de alta resistencia.
(2) La varilla inclinada se instala por separado.
(3) Los postes, vigas de vía y sujetadores transversales aguas arriba y aguas abajo están preensamblados y izados en su conjunto. Para facilitar la instalación de la varilla del cordón superior, se reserva una cantidad adecuada de clavos punzones según la normativa y no se aprietan los pernos de alta resistencia.
(4) Apriete las varillas del cordón superior respectivamente. Para facilitar la instalación del cordón superior en la sección inferior, la placa de montaje superior en el extremo voladizo del cordón superior no está instalada por el momento.
(5) Los travesaños horizontales y verticales se premontan debajo del puente y se izan en su conjunto.
(6) Al instalar vigas longitudinales, debido al buen sitio de construcción en el puente, no se realiza el premontaje debajo del puente.
Compruebe el número, el tamaño y la capa protectora de las varillas antes de realizar el empalme previo, y vuelva a rociar la superficie rociada de aluminio con una pequeña cantidad de óxido según sea necesario. (Consulte el sitio web chino de construcción)
Después de preensamblar cada grupo de barras de acero, el inspector debe verificar exhaustivamente si el tamaño, la cantidad, la posición y la dirección de cada parte de las piezas ensambladas cumplen los requisitos de diseño. Después de la confirmación, complete el formulario de inspección de barras de acero preensambladas y marque la ubicación de instalación del puente y la palabra "calificado" en las barras de acero.
4.4 Componentes en voladizo
(1) Los nodos representativos de las vigas de acero son E6 y E4. Al ensamblar, la armadura principal debe formar una estructura estable lo antes posible. Las varillas en ambos lados deben ensamblarse simétricamente para mantener el equilibrio en ambos lados, reducir los momentos de flexión y garantizar la estabilidad estructural. Se deben instalar sistemas de conexión verticales y transversales. lo antes posible para garantizar la estabilidad espacial de la estructura de vigas de acero. La varilla instalada primero no interfiere con la instalación de las varillas instaladas posteriormente.
(2) Los clavos perforadores se utilizan para las vigas del marco. El material es acero al carbono 35#. φ22,7(-0,05~0), HRC~40.
(3) Al ensamblar los componentes principales de la armadura, los clavos perforados y el 30% de los pernos de alta resistencia se distribuyen uniformemente según el número total de orificios. Generalmente, se pueden aflojar después de apretarlos. Abra el gancho y afloje otros componentes después de perforar un 30% de clavos y un 30% de pernos de alta resistencia. Después de aflojar el gancho, los pernos de alta resistencia en los orificios restantes se repondrán inmediatamente y, por lo general, se apretarán. Luego, estos pernos de alta resistencia se apretarán uno por uno de acuerdo con el proceso de apriete.
(4) En el segundo paso, utilice pernos de alta resistencia en lugar de clavos y, en general, apriételos. El número de clavos perforados retirados a la vez no debe exceder el 20% del número total de clavos perforados; después de reemplazar todos los clavos perforados con pernos de alta resistencia, se debe realizar el ajuste inicial y final de acuerdo con el proceso.
(5) Las vigas de acero se ensamblan en un sistema tridimensional. Verifique que la cantidad de barras de acero cumpla con los requisitos de diseño. Una vez que se cumplan los requisitos, se puede realizar la conexión por pernos de los paquetes de placas. La dirección de conexión del perno de la unión de la armadura principal debe expandirse radialmente desde el centro de la unión hacia el exterior.
(6) Para garantizar la seguridad de las vigas de acero y el diseño de la contraflecha, el ajuste final de los pernos de alta resistencia en los nodos principales de la armadura no debe quedar atrás de los extremos en voladizo de las dos secciones.
(7) Durante la instalación, la carga de construcción temporal y su ubicación deben controlarse estrictamente, y no se permite llevar a voluntad el exceso de herramientas y materiales de construcción al extremo del voladizo cuando el voladizo está instalado cerca; a los pilares adyacentes, se debe realizar una inspección exhaustiva de todas las cargas temporales sobre vigas de acero para garantizar la seguridad de la construcción. Para minimizar el peso muerto de las vigas de acero, las vigas longitudinales del ferrocarril y el equipo de prueba no se instalarán por el momento. Se instalarán después de que las vigas de acero lleguen a los dos pilares adyacentes.
(8) Cuando las barras de acero estén alineadas con los orificios, se deben insertar varios clavos en los orificios de manera uniforme y luego se deben golpear los clavos en secuencia con un martillo pequeño para hacer los orificios. las barras de acero se superponen. Está estrictamente prohibido utilizar un mazo para golpear con fuerza el clavo perforador para forzar un agujero.
(9) Durante el proceso de ensamblaje del voladizo, las posiciones planas y de elevación de las vigas de acero deben medirse y registrarse en cualquier momento para guiar la construcción.
(10) Los pernos de alta resistencia deben instalarse de acuerdo con las regulaciones, especificaciones e instrucciones, y no se deben usar pernos cortos o pernos cortos en lugar de pernos largos. No es apropiado utilizar dos o más lotes de pernos de alta resistencia para la misma especificación en el mismo nodo, lo que resulta en una variedad de pares de apriete en el puente y es incómodo de manejar.
(11) Durante el proceso de instalación, el acoplador de freno no puede convertirse en un sistema completo, por lo que no puede soportar fuerza.
(12) Para evitar la tensión de ensamblaje causada por la deformación de la armadura principal, solo los pernos de alta resistencia en ambos extremos de los nodos longitudinales horizontales superior e inferior se aprietan inicialmente durante el proceso de ensamblaje para Asegurar la rigidez y estabilidad espacial de la viga de acero durante el proceso de montaje. Después de ensamblar y ajustar la viga de acero, afloje los pernos de alta resistencia en ambos extremos de las juntas longitudinales horizontales superior e inferior y vuelva a apretarlos.
(13) Después de unir el voladizo al pilar adyacente, todos los nodos principales cerca del punto de apoyo y sus sistemas de conexión relacionados deben atornillarse antes de levantarlos.
(14) Dado que la cuerda inferior se desviará hacia abajo cuando se monte el voladizo, será difícil instalar la varilla inclinada y la cuerda superior. Después de instalar en su lugar un extremo de la varilla inclinada y la cuerda superior, use una cadena invertida de 5 dientes para colocar el otro extremo en su lugar.
5 Control de calidad
5.1 Almacenamiento y premontaje de barras
(1) El lugar de almacenamiento de barras de acero debe ser plano y estable, y tener un buen drenaje. Sistema para evitar fallas en los cimientos. El asentamiento uniforme hace que las barras de acero se inclinen y caigan.
(2) El punto de apoyo de la varilla debe ubicarse donde la varilla no se deforme permanentemente por su propio peso. No se deben apilar varias capas de postes similares demasiado alto y las almohadillas entre las capas deben estar en la misma línea vertical. Las cuerdas de la armadura principal, los postes diagonales y los postes verticales no se apilarán en más de cinco capas.
(3) Evitar que el agua de lluvia se acumule en la superficie de las barras de acero.
(4) En áreas de almacenamiento o áreas de premontaje, las barras de acero deben recubrirse con capa final al menos una vez. Si las condiciones son limitadas, se puede aplicar la segunda capa de capa final después del montaje, pero la tercera capa de capa final se debe aplicar después de completar la viga.
(5) Después de que los componentes de la viga de acero lleguen al sitio, se debe verificar la cantidad con los documentos de diseño, y la información técnica y los componentes físicos proporcionados por el fabricante deben inspeccionarse o verificarse al azar de acuerdo con los documentos de diseño y las "Especificaciones de fabricación de puentes de acero para ferrocarriles". El contenido principal de la inspección de calidad es el siguiente:
(1) Registros de prueba de vigas de acero;
(2) Registros de inspección de soldadura (incluidos datos de inspección que no muestren grietas en las barras de acero). después del enderezamiento en caliente y en frío);
(3) Tolerancias dimensionales de los cordones principales de la armadura, postes diagonales, postes verticales y vigas longitudinales y transversales, enfocándose en verificar el ancho de los extremos de los cordones (cobertura de placas de conexión y placas de empalme) para cumplir con los requisitos Fricción del nodo
(4) Si se han erradicado las espuelas en el borde del orificio de la varilla
⑤Tolerancia de las piezas de elevación pulidas;
⑥Uniones cuando el panel sale de fábrica Datos de prueba del coeficiente de fricción;
⑦Daños y deformaciones de las varillas causados por transporte y carga y descarga inadecuados;
⑧Defecto de las varillas faltantes cuando saliendo de fábrica;
⑨varillas Defectos en la superficie del aluminio causados por pintura o manipulación.
(6) Antes del montaje, se debe verificar el coeficiente de fricción utilizando una placa de prueba con el mismo proceso que la superficie de fricción de la viga de acero fijada por el fabricante.
(7) Después de preensamblar cada barra de acero, el técnico de turno verificará y firmará, completará la tarjeta de registro de barras de acero preensamblada y luego el inspector de calidad la aceptará. Las barras de acero preensambladas que hayan pasado la inspección deben estar firmadas por los técnicos e inspectores de turno, y se debe marcar "pasó la inspección" en las barras de acero.
5.2 Ensamblaje de vigas de acero
(1) Al ensamblar los componentes principales de la armadura, distribuya uniformemente el 50 % del número total de orificios e introduzca el 35 % del número total de pernos de resistencia en las patas superiores. Generalmente, el gancho solo se puede aflojar después de apretarlo; aflojarlo después de perforar el 30% del número total de orificios para clavos y el 30% del número total de orificios para pernos de alta resistencia en otras barras de acero. Después de aflojar el gancho, vuelva a colocar inmediatamente los pernos de alta resistencia en los orificios restantes y apriételos universalmente. Luego, esta parte de los pernos de alta resistencia se apretará primero y luego se apretará de acuerdo con el proceso de apriete. Después de que los pernos de alta resistencia apretados finales pasen la inspección, se marcarán con pintura amarilla. El segundo paso es utilizar pernos de alta resistencia en lugar de clavos y apretarlos normalmente. El número de clavos perforadores retirados a la vez no deberá exceder el 20% del número total de clavos perforadores. Después de reemplazar todos los clavos perforados con pernos de alta resistencia, realice el ajuste inicial y final de acuerdo con el proceso. Una vez calificados los pernos de alta resistencia después del apriete final, también se deben marcar con pintura amarilla. Los miembros horizontales y longitudinales en forma de cruz que dificultan el empernado se pueden separar temporalmente y restablecerse después del empernado, pero los dos miembros conectados transversalmente no deben moverse al mismo tiempo y deben mantener su función de soporte.
(2) Cuando las barras de acero estén alineadas con los orificios, se deben insertar varios clavos en los orificios de manera uniforme y luego se deben golpear los clavos en secuencia con un martillo pequeño para hacer los orificios. las barras de acero se superponen. Está prohibido utilizar un mazo para introducir clavos en los agujeros.
(3) El uso de pernos de alta resistencia no debe reemplazarse por pernos cortos o pernos largos, y no se deben usar dos o más lotes de pernos de alta resistencia en el mismo punto, lo que resultará en diferentes Pares de apriete en el puente Diversos y difíciles de gestionar. Es mejor no utilizar más de dos llaves a la vez y el par calibrado de las llaves debe cumplir con los requisitos de diseño.
(4) Para garantizar la seguridad de la viga de acero y lograr la precombustión diseñada, el apriete final de los pernos de alta resistencia en los nodos principales de la armadura no debe quedar atrás de las dos secciones en la extremo en voladizo.
5.3 Pernos de alta resistencia
(1) Se deben tomar algunas medidas durante el almacenamiento, transporte y embalaje de los componentes de la viga de acero para evitar rayones, contaminación, descamación y grietas localizadas en el material pulverizado. superficie de aluminio. Rocíe el área desgastada con aluminio y limpie la superficie contaminada con gasolina o acetona. La superficie de la placa del perno debe ser lisa, libre de escoria de soldadura y manchas de aceite, y los bordes de la placa del orificio deben estar libres de rebabas y rebabas. Está prohibido realizar marcas en la superficie de la placa del perno.
Para pernos de alta resistencia cuyas condiciones de superficie han cambiado, el coeficiente de torsión debe volver a probarse antes de su uso y el torque debe volver a determinarse en función del coeficiente de torsión obtenido mediante la prueba.
(2) La construcción de pernos de alta resistencia se divide en apriete inicial y apriete final. El apriete inicial y el apriete final de pernos de alta resistencia deben completarse dentro del mismo día hábil. Utilice el método de golpeteo para comprobar uno por uno los pernos de alta resistencia que se apretaron al principio. Después de pasar la inspección, marque los pernos, tuercas, arandelas y componentes con pintura blanca para verificar si falta algún tornillo y si las arandelas o los pernos giran durante el apriete final.
(3) El apriete final adopta el método de torsión, utilizando una llave eléctrica de torsión constante de 900 Nm. Las llaves dinamométricas fijas deben calibrarse antes de su uso y su error de torsión no será superior al 5% del valor de torsión utilizado. Antes y después de cada operación de turno, se debe calibrar el torque de la llave de construcción y los resultados de la calibración deben completarse en la hoja de registro y firmarse por el calibrador. Al corregir el torque después del trabajo, si se encuentra que el error está fuera del rango permitido, se debe usar una llave de inspección para inspeccionar y procesar todos los pernos de alta resistencia que finalmente se apretaron usando esta llave en este turno.
(4) La llave eléctrica debe usarse junto con la caja de control y no debe mezclarse. Debe alimentarse de forma independiente y equiparse con una fuente de alimentación regulada para separarla de la fuente de alimentación de maquinaria y equipos grandes para evitar el impacto de las fluctuaciones de voltaje en la precisión del par de salida de la llave eléctrica durante el arranque.
(5) Después del apriete final, las tuercas deben marcarse con pintura roja.
(6) La llave eléctrica utiliza un medidor de fuerza del eje, la llave neumática utiliza una llave de cuadrante y la llave manual utiliza el método de peso colgante para la calibración. Personal dedicado debe inspeccionar y calibrar varias llaves utilizadas en vigas de acero todos los días, y se debe crear un libro de historia.
(7) La inspección final del par de apriete de los pernos de alta resistencia debe completarse dentro de las 24 horas posteriores al apriete final de 4 horas. Inspección de apriete final: primero observe todos los pernos de alta resistencia después del apriete final, verifique si las posiciones relativas de los pernos y tuercas marcados con pintura blanca después del apriete inicial han girado para verificar si hay alguna fuga en el apriete final y luego apriete con una llave indicadora de cuadrante. Los que pasan la inspección están marcados con pintura amarilla en el extremo del perno.
6 Medidas de seguridad
Todas las operaciones de montaje e instalación deben realizarse de acuerdo con las disposiciones pertinentes de las "Reglas de seguridad para la construcción de puentes y alcantarillas ferroviarias" (TBJ403-87). y se deben tomar las siguientes medidas de seguridad:
(1) Protección de aislamiento de equipos eléctricos;
(2) Precauciones de seguridad para las operaciones de elevación;
(3 ) Medidas de seguridad para operaciones a gran altura.
7 Análisis de Beneficios
Este método de construcción reduce la inversión en una gran cantidad de equipos, reduce a la mitad la carga de trabajo de ensamblaje de la armadura principal y reduce los costos de ensamblaje y montaje de la estructura. La armadura principal de cada viga de acero es más de la mitad; cuando se ensambla y erige cada viga de acero, se agrega una superficie de trabajo y el período de ensamblaje de la armadura principal es solo 1/4 del plan original, lo que tiene importantes beneficios sociales y económicos.
Los pernos de alta resistencia no se reutilizan dos veces para garantizar la calidad del apriete.
8 ejemplos de proyectos
El puente Hengkou nº 3 y el puente Badu nº 4 del ferrocarril Nankun-Kunming construidos por la Oficina de Ingeniería de Túneles del Ministerio de Ferrocarriles son ambos 2 ×64m de cerchas continuas de acero de soporte superior, con valles profundos y pilas altas. Este método de construcción ahorra una gran cantidad de mano de obra y recursos materiales, y completa la tarea de montaje de vigas de acero con alta calidad y eficiencia. Solo tomó 27 días ensamblar la armadura principal del puente Hengkou 3#, y solo 30 días para ensamblar la armadura principal del puente Badu 4#. La contraflecha de la viga de acero cumplió plenamente los requisitos de diseño y no se produjeron accidentes durante la construcción.
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