墩顶转体系统深化设计及BIM安装技术研究.pdf
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1、文章编号:()收稿日期:网络首发日期:基金项目:中国铁建股份有限公司科技研发计划项目()作者简介:田小路()男河北蠡县人高级工程师硕士现从事桥梁工程技术管理与研究工作:.引文格式:田小路.墩顶转体系统深化设计及 安装技术研究.铁道建筑技术():.墩顶转体系统深化设计及 安装技术研究田小路(中铁十六局集团第四工程有限公司 北京)摘 要:连续梁墩顶转体工艺相比于传统的墩底转体有效减轻了转铰承载重量增强了转体过程中的稳定性同时减少了承台的占地面积和埋置深度大幅降低了对既有线基础的扰动但墩顶空间狭小大吨位转体系统布置极其困难以蒙华铁路湖南段跨京广铁路转体连续梁为工程依托通过拓展桥墩顶面、变更转铰结构及
2、局部调整 块尺寸实现了转体系统布置于墩顶的目标 基于 技术对桥墩、转体系统、梁部 块进行精细化建模利用碰撞检查功能对钢筋、钢绞线进行检查优化钢筋及混凝土振捣孔位置确保施工质量 应用标高、轴网命令形成构件定位骨架辅助现场精确测量确保转铰的安装精度以三维模型动画形式进行可视化交底使施工人员直观地了解施工对象、步骤和要求 利用 技术对墩顶转体系统进行深化研究提高了信息化施工管理水平显著提高了施工精度及进度对以后类似工程施工具有借鉴意义关键词:连续梁 墩顶转体 转铰装置 钢管混凝土 技术中图分类号:.文献标识码:./.(.):.:引言为了确保既有线的行车安全不影响铁路的正常运输大跨度连续梁跨越既有线时
3、通常采用转体法施工转体系统通常布置在桥墩底部上下承台之间使得临近既有线的承台基坑敞口时间延长安全风险高转体质量需考虑上层承台及桥墩质量增加了转铰承载重量另外高墩转体使得重心提高施工稳定性差 若将转体系统布置在桥墩顶部就可以克服墩底转体的上述缺点同时采用 技术对墩顶转体系统及所处的环境进行精细化建模清晰展示复杂构件的组成提前模拟方案的可实施性进而提高转铰安装精度减少构件碰撞造成的施工错铁道建筑技术 ()田小路:墩顶转体系统深化设计及 安装技术研究误保证施工安全提升项目的整体管理水平 工程概况蒙华铁路跨京广铁路特大桥是蒙华铁路重点控制性工程之一该桥与京广铁路交叉点里程为 夹角为 采用()连续梁上跨
4、京广铁路梁体截面采用变高度、直腹板单箱单室形式梁底线形为二次抛物线梁底与 接触网立柱垂直距离最近为.连续梁位于 墩墩、墩为连续梁的中墩墩高分别为.和.桥墩基础为 根桩组成的群桩承台尺寸为.承台基坑采用钻孔灌注桩防护 该桥上跨的京广铁路是我国铁路运输最为繁忙的主要干线为确保施工安全故采用先在京广铁路两侧浇筑梁体再实施转体的施工方案 转体连续梁与京广铁路的平面位置关系如图 所示图 转体连续梁与京广铁路的平面位置关系示意 方案比选连续梁桥转体施工按照转体装置的位置可分为两大类:墩底转体和墩顶转体 如图 所示转体连续梁主墩承台距离既有线路基较近部分侵入既有铁路线栅栏内与坡脚外侧 为确保承台快速施工及既
5、有线安全施工方案采用墩顶转体 由于转体施工空间局限常规转体机构的布设和桥梁支点处结构形式、支座位置等相互冲突 因此需要针对墩顶转体系统的结构特点结合转体后桥梁结构正常使用功能的要求优化桥墩顶部、转铰系统及连续梁块形成相应的施工工艺 优化设计图 墩顶平面图(单位:).桥墩顶部优化一般()连续梁中墩截面为圆端形横向宽度为.纵向宽度为.为满足转体系统的布置需求墩顶面积需要适当加大 优化后的顶面拓展为矩形截面横向尺寸不变墩顶纵向尺寸优化为.倒角半径为.顶帽采用圆曲线过渡的花瓶式拓展后的墩顶平面如图 所示.转铰系统优化经过初步估算最大转体重量为 而墩顶两垫石之间净距离为.(见图)在满足转体重量的条件下传
6、统转铰需增大平面直径或加大与混凝土接触面尺寸因此上下转盘尺寸也将相应增大 为控制结构尺寸同时满足局部受力需要 墩顶转铰系统采用钢管混凝土转铰装置 该装置由上下两块钢质球面板、钢护筒及夹层钢板组成上面板为平面直径 的凸面钢质球面板通过外径 的钢护筒与梁底转盘连接下面板为平面直径 凹面钢质球面板嵌固于下转盘顶面.连续梁 块优化梁部图纸采用专桥()块节段长度仍为.横截面外形不变仅对 块梁体的底板、腹板进行局部加厚 调整后的 块体积由.变为.重量由.变为.其余节段尺寸不变 虚拟安装墩顶转体系统十分复杂各构件之间抽象的关系很难在图纸上清晰地表达出来 工程技术人员由于初次施工转体桥梁对安装过程没有形象的了
7、解而容易出现偏差 针对此种情况技术人员可以利用 软件建立三维模型把抽象的转体系统模拟出来从而避免设计与施工的“差错漏碰”极大地提高技术人员以及管理人员的工作效率 图 桥墩、转体系统、梁体 块 建模步骤及流程.建模的主要步骤和流程与其他类建模软件一样 建模也必须遵循一定的步骤和流程 首先要明确并统一项目建模标准完成项目的基本设置之后利用 软件创建桥墩、转体系统、梁体块及钢筋等构件的族文件创建项目文件生成标高、轴网按照施工先后顺序将族文件放置在相应标高、轴线上形成整体三维模型利用 软件建立桥墩、转体系统、梁体 块模拟施工动画文件制定施工方案、可视化技术交底以及人员培训 桥墩、转体系统、梁体 块 建
8、模步骤及流程如图 所示铁道建筑技术 ()田小路:墩顶转体系统深化设计及 安装技术研究.模型创建要点()构件的族文件创建依据施工图纸利用 软件分别创建桥墩、转体系统、梁体 块及钢筋等构件的族文件每类族文件包含了相应的技术参数信息桥墩的族文件创建墩身为圆端型实体桥墩在 软件中的公制常规族模型中绘制出圆端形截面通过设置拉伸点即可形成墩身的三维模型 墩帽并非较为规则的构件而是属于异形构件需要通过嵌套族的方式经过多次拉伸、放样融合才能创建新的墩帽模型转体系统的族文件创建转体系统各部件间的复杂关系二维图纸中很难表述清晰 因此对转体系统进行分解分别创建下转盘、球铰、上转盘、转体牵引系统等构件的参数化模型之后
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