上跨铁路营业线现浇梁防护棚架施工技术

上跨铁路营业线现浇梁防护棚架施工技术 【摘要】：目前公路、铁路工程建设正处于高速发展期，越来越多的上跨交叉施工，极大提高了桥梁施工技术难度及安全风险，本文结合施工实际介绍某公铁立交桥上跨高速铁路的防护棚架施工，研究总结其施工技术及工艺，以便于防护棚架施工技术在今后同类工程施工中得到推广和改进。 【关键词】：防护棚架 上跨铁路营业线现浇梁 安全 中图分类号：TU74 文献标识码：A 文章编号： 一、前言 某立交桥双幅第二联设计为52.5+95+52.5m三跨预应力混凝土连续刚构，双幅错开布置，与已经开通运营的高速铁路交角为51度。两主墩到既有铁路线中心间距平均为28.12米，最小距离为27.8米。通过一系列的变更和审批，最终该上跨方案确定为:“支架法逐块件现浇施工”。以全封闭的防护棚架作为跨越铁路的承重结构和防护设施。因此，如何安全、高效的完成防护棚架的搭设是整个上跨施工能否顺利进行的的关键所在。 二、防护棚的搭设步骤及控制要点 1、防护棚架主要材料的准备与加工 防护棚既是跨铁施工的防护结构又是承重结构，其材料本身及加工质量关系着既有线的运营安全，因此对所使用的钢管桩，连接槽钢，分配梁，防护钢板等原材的规格、型号、质量严格按规范及方案要求进行验收，不合格者严禁使用。 （1）、HN700型钢纵梁加工要求 等强连接：双根HN700型钢共长24m，由两节12m型钢采用连接板进行等强焊接。如下图7-2所示，在型钢的腹板及顶底板均设置连接板进行对接。B1、B3与N1间焊缝hf=20mm，B2与B1、B4与N1间焊缝hf=14mm，B5与N1间焊缝hf=12mm，其余焊缝hf=6mm，构件间焊缝采用三层焊接，第一层为打底焊，之后每层焊完后应将焊渣和飞溅物完全消除，再焊下一层，以防夹渣，焊缝应连续饱满，每层的收条部位应与上、下层的收条部位相互错开，务必保证焊缝质量。 图1：纵梁HN7000x300等强接头立面图 防电绝缘：按照铁路部门要求，营业线路及接触网立柱上方左右5m范围内纵梁需用绝缘橡胶与高压线隔离，绝缘橡胶的性能应符合跨既有线施工技术规程相关要求。绝缘橡胶与型钢梁应固定牢靠，型钢底面不得出现外露。施工要点：绝缘橡胶在HN700型钢底面紧贴后在下缘两侧卷至内侧，与下缘紧贴后，采用M14螺栓进行紧固，绝缘橡胶应拉紧，尤其是型钢底面不得出现松弛卷曲等，外露螺栓表面采用“DT-85 耐高温绝缘胶”进行涂刷隔离，涂刷厚度2mm，确保型钢底面良好的绝缘效果。埋头螺栓沿型钢每50cm一道进行紧固，确保绝缘橡胶的安装牢固、可靠。 型钢组对及荷载试压:为了保证上跨铁路处纵梁的拼装效率，减少铁路上方作业的时间，HN700型钢在钢结构车间内每2根组焊成一组，两型钢间设置水平花窗进行连接，加强自身抗扭能力。并按照设计跨度在HN700型钢的下翼缘预留M27长圆形螺栓孔位，以便安装时与桩顶分配梁快速栓结。组焊好的每组纵梁在车间内按照设计的荷载进行试压，一方面检验对接接头的连接质量，另一方面对纵梁实际变形值与理论值进行对比，获得更加准确的变形数据。 （2）、桩顶分配梁的组焊 铁路两侧管桩顶分配梁长度分别为60、48m，分别采用2H600型钢及2I56分配梁，根据分配梁与管桩的分组吊装情况，每根分配梁加工成3节，因此需要对分配梁进行统一加工、对接。加工前对分配梁长度及数量进行统计，并精确下料，对接尽可能减少拼缝。焊接工艺步骤同上述H70纵梁，该处就不再详述，其连接形式如下图2所示： 图2：桩顶分配梁等强接头立面图 上跨铁路处的两侧分配梁组焊完成后根据纵梁布设间距在分配梁两侧上翼缘预设组拼螺栓孔，孔位为30mm，钻孔前必须经过认真放样，保证分配梁与HN700型钢的连接准确无误。 （3）、管桩立柱的分组加工 钢管立柱采用60010mm。管桩间以上下两层216连接系进行有效连接，桩顶分配梁采用2H600，共长60m，分3组分别与每组管桩立柱相连，其接头设于中间分组管桩处。对桩顶分配梁与管桩的连接，采用耳朵板进行两侧边的焊接，同时管桩顶口加焊加劲板进行加强，焊缝均为10mm，构件间焊缝焊满焊牢，并保证焊缝质量。 在完成管桩与分配梁连接后，根据吊装需要，在两端管桩顶与分配梁连接的耳朵板上预留45mm吊装孔，耳板加强采用20mm厚钢板，焊缝高度大于10mm。 （4）、防护平台的加工 防护平台按设计要求在钢结构加工厂进行分块加工，沿铁路纵向每4.0m为一节段，共分为12块，单块重量为10.5t。防护面板为10mm厚钢板，上铺I16排架分配梁，两者采用6mm断焊连接。每块平台模板间采用法兰连接，法兰为10010mm角钢，钢板与钢板间、角钢与面板间为全焊缝连接，避免存在漏水、渗水现象，平台模板间拼接螺栓为M20，间距30cm，拼缝处设置止水橡胶条，随着螺栓的紧固将橡胶条压缩挤实，并用玻璃胶进行接缝处理，确保整个平台的严密、无滴漏。 每块防护平台根据单向坡设置，在一侧预留30cm的“排水沟”，雨水由I16间的空挡汇流至拼缝一侧的“排水沟”内，顺流至支架外侧。 2、扩大基础施工 防护棚两端的钢管桩基础位于铁路边坡上，通过动力触探试验，承载力满足施工要求，综合考虑要点作业、施工难易、作业安全等方面的情况，选取扩大基础作为钢管立柱基础的施工方案。并在开挖前密切注意周围地下管线情况，提前挖测探沟，设置沉降位移观测点，确认无管线影响时才可进行施工。 3、钢管桩立柱及分配梁安装 对组焊成型的钢管立柱及桩顶分配梁进行全面的检查验收，并根据要点计划，提前进行机械、人员的组织、吊机站位场地的准备。 在铁路两侧各采用一台SCC1000C履带起重机，其站位在所需安装的每组管桩纵向中间对应的II级平台上，垂直铁路方向。单侧吊点采用双根32.5钢丝绳吊索，钢丝绳应无断丝、死弯等不良缺陷，吊点设置好后，首先将平躺于地面的管桩立柱吊立垂直，同时保持整体水平，起吊时缓缓进行，不得来回摆动。在吊至一定高度后，向扩大基础上方进行转动，最大转角为150。管桩与法兰位置基本对中后，缓缓进行下落，精确对位后， 首先焊接背离铁路一侧的连接板，与此同时，在背朝铁路方向按照左、中、右的设置三根揽风绳，保证立柱的整体稳定性。 在与其对应的第二排立柱安装到位后，通过纵向连接系将分别独立的两排立柱连接成整体。在整个安装过程中对管桩与基础法兰、连接板之间的焊缝逐道进行进行检查，确保符合要求。 4、HN700型钢纵梁的安装 HN700型钢的安装是整个现浇支架施工中最关键也是防护要求最高的环节，该安装属于A类施工，需要在要点、停电时间内作业。纵梁的安装程序如下： （1）、对组焊成型的H70分组编号并进行检查签证，根据安装计划将所需机具、设备、材料运放到位。对人员进行安全技术交底，在收到施工命令后，开始纵梁的吊装作业。 （2）、两台SCC1000C履带起重机分别站位在左幅5#墩及右幅6#墩的已平整好的场地上，该位置不受支架管桩及分配梁影响，起重机可直接将HN700型钢吊到铁路上方，该环节内起重机的最大旋转角度为109，最大作业半径为18.7m，起升高度20.9m，最大臂长为28.0m，通过查询SCC1000C履带起重机标准主臂工况荷载表，最大额定起吊重量为16.3t，安全系数k=1.851.7。施工时安全可靠。 （3）、每组纵梁吊装到位后即时将与桩顶分配梁连接的M27螺栓上紧，在对每组纵梁锁定后，即进行每组间的窗花连接，窗花以角钢为主，沿纵梁每隔2m左右设置一道法兰，法兰位置必须精确对应，以提高窗花栓接接的效率。 5、防护平台的安装 由于防护面板面积较大,采用吊具吊装，吊具分配梁采用H4883001216型钢，与I16分配梁采用17.5mm钢丝绳连接，H型钢顶部焊接吊点耳朵板，用于起重机吊挂。 防护面板的安装也属于A类施工，其要点计划安排，履带起重机的作业半径、起升高度、最大臂长、 钢丝绳安全系数均经过查询验算，安全可靠。 安装的第一块平台模板首先与HN700纵梁顶面进行前、后、左、右四个方向间断焊缝连接，检查合格后进行第二块的安装，相邻两块面板在拼接法兰处设15mm厚橡胶条，螺栓紧固的同时将橡胶条压缩至48mm后才可进行其它三个方向与纵梁顶面的焊接，以此顺序完成其它块防护平台的安装。在每次要点时间内必须完成吊装到位平台模板的焊接工作，以确保列车在通行时上部防护平台的整体稳定性。在该环节中对所有拼装螺栓进行涂油防护，以避免螺栓生锈。 6、防护栏的安装 防护平台安装完成后，立即在要点时间内在上跨铁路支架的两端设置高2.5m高的防护栏杆。防护栏采用带通风孔的薄钢板定型制作，立杆及横联采用10型钢与防护平台焊接而成，立杆间距0.5m，共三道横联，在立杆中部设置斜撑进行加固。防止施工期间的物件坠落等，确保营业线施工安全。 7、现浇支架接地及验收、警示 防护棚搭设安装完成后，按照每侧两组的原则布设接地体，接地采用504mm角钢和扁铁与支架相连，接地角钢的顶端距地面0.50.8m，埋入土层2.0m左右，安装好后由现场测定其电阻，要求不大于4。 三、结束语 通过五个月的努力，该防护棚架成功搭设完成，为后续块段顺利施工打下良好基础，同时，在此施工过程中所采取的各种技术工艺，安全措施，为我们今后其他类似跨铁路营业线桥梁的施工提供了宝贵经验。 参考文献：（1）、公路桥涵施工技术规范(JTJ041-2000) （2）、公路工程施工安全技术规程(JTJ076-95) （3）、钢结构设计规范（GB50017- 2003） （4）、贝雷梁使用手册 （5）、跨既有线施工技术规程 （6）、SCC1000C履带起重机标准主臂工况荷载表第 8 页 共 8 页