三定位卡盘工艺在接触网支柱基础施工中的应用
0 引言
新建通辽站—新民北站客运专线TLSG-1标段线路全长52.17km,其中路基工程40.53km,共有路基接触网支柱基础1 694处,包括ZQ120, ZQ140 2种型号。
客运专线接触网支柱基础施工质量是控制站后工程施工的关键,而基础施工精度要求高、定位准确性要求高,须严格按照设计施工,允许误差为1mm。为实现高效、高质量地施工接触网支柱基础,须采用先进的定位方法对基础进行精确定位。按传统工艺施工时,浇筑完成基础混凝土后预埋地脚螺栓时常发生偏位,进而导致返工。为避免此类问题,以保证施工质量为根本,通过技术创新,研发路基接触网支柱基础双定位卡盘加工模具+单定位卡盘安装的三定位卡盘施工工艺,极大地提高了地脚螺栓预埋精度及施工质量。
1 接触网支柱基础安装要求
1) 根据设计要求,基础中需预埋M39锚栓,锚栓外露基础面170mm,套丝长 (170±5) mm,锚栓头采用镦头加工。
2) 预埋锚栓应严格按照设计图中的预留尺寸施工,施工完成后需采取有效措施保护螺栓外露部分,避免支柱安装前损坏螺纹。
3) 预埋钢板应与基础面平齐, 预埋螺栓应与基础水平面垂直, 螺栓顶部偏离垂直位置的距离应≤1mm, 相邻或相隔2根螺栓间距、对角线距离的误差均≤1mm。
4) 同一里程处2个基础横向间距≥11 300mm,即不允许接触网支柱基础侵限。
5) 基础平面扭角≤1°。
2 三定位卡盘施工工艺
三定位卡盘施工工艺流程为:首先在工厂采用双定位卡盘模具完成对地脚螺栓组的加工;然后运输至施工现场,采用单定位卡盘安装,并对地脚螺栓组进行位置及高程校核与调整;最后通过单定位卡盘固定在基础模板上。采用双定位卡盘加工地脚螺栓组可使螺栓间的相对位置更加精确,进而提高加工质量。采用单定位卡盘可快速将地脚螺栓组安装至基础坑内并固定,进而提高基础施工效率。
3 基础施工流程
3.1 测量放样
采用全站仪进行放样,确定接触网支柱基础的中心位置,在基础边缘1.5m处设置护桩并标识,埋设护桩时须用水泥砂浆 (或混凝土) 包裹,钻机就位前认真核对桩位。
3.2 钻孔
护桩设置完成后采用小型螺旋钻机配合人工进行开挖干钻成孔施工,钻孔深度须达到设计深度。
3.3 钢筋笼安装
钢筋笼加工完成后采用板车运至施工现场,安装钢筋笼时利用四周的护桩进行准确定位,防止偏位,钢筋笼放至设计位置后立即固定。
3.4 模板安装
采用定型钢模板,通过护桩定位,将模板安装至准确位置,然后采用钢管架进行固定,保证模板在混凝土浇筑过程中的稳定性。
3.5 双定位卡盘地脚螺栓加工工艺
1) 双定位卡盘组成
双定位卡盘由卡盘、固定架和底座组成。卡盘为2块外径80cm、内径30cm、厚0.5cm的钢板,按地脚螺栓预埋设计图纸中的尺寸和布置形式在工厂加工而成。固定架由[20主骨架、钢筋连接杆、钢筋斜撑组成。固定架在双卡盘两侧焊接,两侧固定架结构相同,单侧结构形式为2块长80cm的[20口对口放置,间距30cm,通过3根长30cm的12钢筋连接,钢筋位于槽钢两端及中间部位。单侧固定架两侧分别设1根长65cm的钢筋进行支撑加固。底座由10块[20组成,其中1块长60cm、4块长80cm、3块长100cm、2块长120cm。固定架与双定位卡盘及底座均通过满焊连接,如图1所示。
2) 双定位卡盘地脚螺栓加工
双定位卡盘地脚螺栓加工步骤如下:①步骤1将8根地脚螺栓安装在卡盘1, 2上, 各地脚螺栓带螺纹一端伸出卡盘1的长度相同, 与卡盘1的距离控制为50cm, 如图2a所示;②步骤2在每根地脚螺栓上首先安装1个螺母, 各螺母安装位置应保持相同, 同时保证每个螺母外侧螺栓长度满足安装1块卡盘和1个螺母的要求, 如图2b所示;③步骤3将1块与卡盘1, 2完全相同的卡盘3安装在第1个螺母外侧, 然后在卡盘3外侧每根螺栓上安装1个螺母将卡盘3固定, 如图2c所示;④步骤4在距卡盘3内侧30~40cm处焊接第1圈20加强钢筋, 在距卡盘3内侧60~70cm处焊接第2圈加强钢筋, 如图2d所示;⑤步骤5取出焊接好的地脚螺栓组, 在每根地脚螺栓上焊接1根带弯钩的20光圆钢筋, 焊接时保证弯钩朝向内侧, 如图2e所示;⑥步骤6将加工完成的地脚螺栓组运至现场进行安装。
3.6 单定位卡盘地脚螺栓安装
为控制地脚螺栓安装精度,将双定位卡盘加工成整体后运至现场,采用单定位卡盘进行定位安装。
1) 定位装置加工定位装置由单定位卡盘和可调式螺栓组成,单定位卡盘由10mm厚钢板加工而成。采用数控机床钻螺栓定位孔,孔径偏差<1mm。可调式螺栓为4对螺栓组,分别安装在定位卡盘的上、下侧。
2) 螺栓组预埋将加工完成的地脚螺栓组通过上、下2个螺母固定在定位板上,使地脚螺栓组与定位板连为整体,然后将定位板置于基础模板上。
3) 粗调利用辅助定位点将定位板与螺栓组整体对中,通过脚架上的底托调节定位板高程,并保证螺栓的外露长度,高程调好后调节定位板至水平。
4) 精调粗调完成后由测量人员对预埋螺栓位置、高程、间距等进行复核,如有偏差则通过定位卡盘上的4对螺栓组进行微调。复核无误后焊接螺栓组与钢筋笼,然后固定脚架与钢筋笼。
3.7 混凝土浇筑
混凝土由拌合站集中拌合,由运输车运至施工现场,浇筑前应对模板、钢筋和地脚螺栓组、接地端子等构件进行安装并检查。
3.8 拆模养护
拆除模板后应及时进行覆盖,并定期对混凝土进行洒水养护。外露的螺杆部分应先涂抹1层黄油,然后使用胶带纸进行包裹保护,防止生锈。
4 施工效果
通过采用三定位卡盘施工工艺,本工程1 694处接触网支柱基础全部一次性验收合格,施工效果良好,如表1所示。
5 结语
对新建通辽站—新民北站客运专线TLSG-1标段路基接触网支柱基础施工技术进行研究,详细阐述施工工艺流程。设计并制作双定位卡盘地脚螺栓加工装置,该装置的应用在很大程度上改善了基础预埋地脚螺栓组的加工精度,通过现场安装定位卡盘提高了安装质量。双定位卡盘加工模具+单定位卡盘安装的三定位卡盘施工工艺减少了施工费用及人员投入,同时提高了施工质量。
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