跨高速鐵路連續(xù)梁棚架防護(hù)施工工法

1、<p>　　跨高速鐵路連續(xù)梁棚架防護(hù)施工工法</p><p>　　中鐵十一局集團(tuán)第一工程有限公司</p><p>　　姚海濤 劉守成 羅國景 袁定安 孫浩林</p><p><b>　　1 前言</b></p><p>　　武咸城際鐵路跨武廣客專特大橋?yàn)槲湎坛请H鐵路的重難點(diǎn)控制性工程之一，跨350km/

2、h高速鐵路連續(xù)梁棚架防護(hù)施工在國內(nèi)外尚屬首次，技術(shù)含量高，施工難度大，尚無成功例子借鑒。中鐵十一局集團(tuán)有限公司針對武咸城際鐵路跨武廣客專特大橋工程難點(diǎn)進(jìn)行研究，在總結(jié)跨高速鐵路連續(xù)梁棚架防護(hù)施工技術(shù)的基礎(chǔ)上，形成本工法。該工法在質(zhì)量控制上達(dá)到優(yōu)良標(biāo)準(zhǔn)，在棚架抗震、防氣動(dòng)力、拆除技術(shù)等方面效果明顯，技術(shù)先進(jìn)，取得明顯的社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益及環(huán)保效益。經(jīng)查新，在國內(nèi)外尚無相同的報(bào)到；《跨高速鐵路連續(xù)梁棚架防護(hù)施工技術(shù)》于2012年10月通過中國鐵道

3、建筑總公司組織的科技成果評審，認(rèn)為該項(xiàng)目成果總體技術(shù)達(dá)到國內(nèi)領(lǐng)先水平；該技術(shù)獲得2011年度中鐵十一局集團(tuán)公司科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)；2012年5月《一種上跨高速鐵路防氣動(dòng)力防護(hù)棚架》獲國家專利，專利號(hào)為ZL201120358206.3。該工法應(yīng)用于跨線路施工防護(hù)，具有廣闊的推廣應(yīng)用前景。</p><p><b>　　2 工法特點(diǎn)</b></p><p>　　2.0.1 施工

4、安全，增加跨高速鐵路施工安全系數(shù)，降低安全風(fēng)險(xiǎn)。</p><p>　　2.0.2 加快施工進(jìn)度，降低工程成本。與傳統(tǒng)要點(diǎn)施工比較，通過棚架防護(hù)，減少跨高速鐵路施工要點(diǎn)作業(yè)時(shí)間，縮短了施工工期，節(jié)約大量資源。</p><p>　　2.0.3該工法操作簡單，適用性強(qiáng)，容易推廣應(yīng)用。</p><p><b>　　3 適用范圍</b></p>

5、;<p>　　本工法適用于跨線橋梁安全防護(hù)施工，尤其是跨高速鐵路及高速公路施工時(shí)，可優(yōu)選本工法。</p><p><b>　　4 工藝原理</b></p><p>　　通過在高速鐵路兩側(cè)設(shè)置樁基礎(chǔ)，安裝立柱架設(shè)鋼桁梁，形成多個(gè)門式鋼架，再通過縱連工字鋼將其連接成棚架，保護(hù)下方營運(yùn)線行車安全；通過在棚架頂部增設(shè)透氣天窗，降低高速列車通過時(shí)對棚架的氣動(dòng)力沖擊

6、，保證棚架結(jié)構(gòu)穩(wěn)定；在立柱頂部設(shè)置滑道，將主桁梁拖拽至梁底外拆除，確保施工安全。</p><p>　　5 施工工藝流程及操作要點(diǎn)</p><p>　　5.1施工工藝流程（見圖5.1）</p><p><b>　　5.2操作要點(diǎn)</b></p><p><b>　　5.2.1基礎(chǔ)</b></p&

7、gt;<p>　　基礎(chǔ)采用直徑1.2m的挖孔樁，樁長3.8m，上接1.4×1.4×1.2m的承臺(tái)?；炷敛捎肅30。樁基采用人工挖孔干灌成樁，而后立模澆筑承臺(tái)，并預(yù)埋立柱連接螺栓。</p><p><b>　　5.2.2立柱</b></p><p>　　立柱采用外徑630mm，壁厚8mm的圓鋼管，材質(zhì)Q235鋼材。立柱在工廠加工制作，

8、焊接上下連接法蘭盤及剪刀撐綴板，而后運(yùn)至現(xiàn)場。立柱用一臺(tái)25t吊車安裝，與基礎(chǔ)法蘭盤連接，并安裝剪刀撐。</p><p><b>　　5.2.3滑道</b></p><p>　　立柱安裝完成后在柱頂安裝滑道，滑道為兩根雙拼[32槽鋼，通過螺栓連接于柱頂法蘭盤上。</p><p><b>　　5.2.4鋼桁梁</b><

9、/p><p>　　鋼桁梁在工廠分節(jié)段加工后運(yùn)至現(xiàn)場拼裝成整體桁梁，通過吊車安裝于滑道上方。吊裝時(shí)采用兩支點(diǎn)法吊裝，根據(jù)鋼桁梁結(jié)構(gòu)形狀計(jì)算吊點(diǎn)位置。</p><p>　　桁梁底部設(shè)置3個(gè)滾軸，采用?50x324mm鋼棒，兩端焊接14mm厚?75的圓形擋板，滾軸外側(cè)設(shè)置1000x410x20mm連接鋼板，開?55孔。棚架工作時(shí)與滑道焊接，拆除時(shí)用焊機(jī)切除下面5cm的高度，使桁架與鋼管柱頂脫離，利用

10、滾軸在滑道上方滾動(dòng)，將棚架鋼桁梁逐步拖拽至梁體外拆除。</p><p><b>　　5.2.5縱梁</b></p><p>　　縱梁采用工16工字鋼，與鋼桁梁焊接，支承于鋼桁梁上，布置方向與武廣客運(yùn)專線線路方向平行，間距為1.0m。</p><p><b>　　5.2.6氣窗</b></p><p>

11、;　　連續(xù)梁梁面投影兩側(cè)5米范圍以內(nèi)設(shè)置竹膠板及防水板保護(hù)；在防護(hù)棚架頂部中心預(yù)留寬2.4m、通長的天窗，便于氣流排除；當(dāng)掛籃施工到天窗頂部時(shí)，天窗采用三層密目鋼板網(wǎng)進(jìn)行封閉，防止落物進(jìn)入線路內(nèi)影響行車安全。</p><p>　　5.2.7密目防護(hù)網(wǎng)</p><p>　　防護(hù)棚架頂部未鋪設(shè)竹膠板區(qū)域，通過在棚架頂部鋪設(shè)密目防護(hù)網(wǎng)來防止梁體施工過程中的物品、器具掉落而影響營業(yè)線行車。密目防護(hù)

12、網(wǎng)與棚架頂部I16工字鋼采用鐵皮壓緊后鉚釘鉚固，并定期檢查是否有脫離跡象。</p><p><b>　　5.2.8變形監(jiān)測</b></p><p>　　1.在立柱基礎(chǔ)上設(shè)置觀測點(diǎn)，每周一次觀測基礎(chǔ)有無沉降；在鋼桁梁跨中設(shè)置觀測點(diǎn)，每周一次觀測鋼桁梁變形情況。若基礎(chǔ)發(fā)生沉降時(shí)，加打鋼板樁，穩(wěn)定路基；若鋼桁梁變形不可恢復(fù)時(shí)及時(shí)更換鋼桁梁并增大截面面積。</p>

13、<p>　　2.列車駛過時(shí)利用全站儀觀測縱梁（I16）、鋼桁梁振幅變化情況，最大振幅值不得超過8/400=0.02m。</p><p><b>　　5.2.9拆除</b></p><p>　　考慮到棚架與梁底的距離很小，吊車無法作業(yè)，因此在拆除鋼桁架頂部的竹膠板、工字鋼后，利用滑道將鋼桁架整體依次拖拽出梁底外，利用100T吊車將鋼桁架逐榀吊離線路范圍后落

14、地。</p><p><b>　　防護(hù)棚架拆除順序：</b></p><p><b>　　1.拆除密目防護(hù)網(wǎng)</b></p><p>　　2.拆除棚架頂一半工字鋼</p><p>　　3.利用倒鏈將鋼桁架整體拖拽出梁底，拆防電板，拆除第一片鋼架與第二片鋼架間剩余部分工字鋼，解除第一片鋼架與后續(xù)幾片鋼

15、架的聯(lián)結(jié)，利用100T吊車將第一榀鋼桁架整體吊出。</p><p>　　4.依次拖拽出第二片鋼桁架，吊車吊出，直至最后一片。</p><p><b>　　5.拆除滑道。</b></p><p><b>　　6.拆除立柱。</b></p><p><b>　　7.接地拆除。</b>

16、;</p><p>　　倒鏈整體拖拽鋼桁架立面示意圖如圖5.2.9。</p><p><b>　　5.3施工注意事項(xiàng)</b></p><p>　　5.3.1鋼桁梁運(yùn)至現(xiàn)場堆放時(shí)根據(jù)其長度和形狀采用兩支點(diǎn)法或三支點(diǎn)法。</p><p>　　5.3.2立柱、鋼桁梁按照設(shè)計(jì)尺寸拼裝好后，用汽車吊進(jìn)行吊裝安設(shè)。吊裝前與鐵路部門取

17、得聯(lián)系，要點(diǎn)施工吊裝。吊裝的安全工作，由專人指揮，專人防護(hù)。</p><p>　　5.3.3在鋼桁梁上面鋪設(shè)的16a工字鋼，工字鋼先焊在鋼桁梁的支耳上，再用插銷鎖定；密目網(wǎng)通過壓條和鉚釘固定在工字鋼上。</p><p>　　5.3.4棚架拆除前清洗滑道，去除銹跡，并涂抹潤滑油。牽引之前解除鋼桁梁與滑道的連接。</p><p>　　5.3.5棚架兩側(cè)設(shè)置的安全防護(hù)柵欄

18、，設(shè)計(jì)時(shí)考慮氣動(dòng)力效應(yīng)。</p><p>　　5.3.6棚架安裝及拆除時(shí)，縱向16a工字鋼上站立作業(yè)人員不得超過1人，作業(yè)人員佩戴安全帶并系牢。</p><p>　　5.4勞動(dòng)力組織（見表5.4）</p><p>　　表5.4 勞動(dòng)力組織</p><p><b>　　6 材料與設(shè)備</b></p><

19、;p>　　見表6-1、表6-2。</p><p><b>　　7 質(zhì)量控制</b></p><p>　　7.0.1鋼材采用Q235-B鋼材，并應(yīng)符合《碳素結(jié)構(gòu)鋼》（GB/T700）的規(guī)定。</p><p>　　7.0.2螺栓應(yīng)符合《六角頭螺栓C級》（GB/T5780-2000）的規(guī)定，其抗拉、抗剪強(qiáng)度應(yīng)滿足國家標(biāo)準(zhǔn)《緊固件機(jī)械性能螺栓、螺

20、釘和螺柱》（GB3098）的規(guī)定。</p><p>　　7.0.3焊條采用E43××系列，并應(yīng)符合《碳鋼焊條》（GB/T5117）的規(guī)定。</p><p>　　7.0.4所有構(gòu)件除注明焊縫者外均為連續(xù)滿焊，其焊縫厚度除注明者外均不得小于焊接構(gòu)件的最小厚度。</p><p>　　表6-1 主要材料</p><p>　　表6

21、-2 主要設(shè)備</p><p>　　7.0.5桁架各桿件的具體長度應(yīng)以放大樣確定，并滿足焊縫長度要求。</p><p>　　7.0.6在組裝好的構(gòu)件上施焊，應(yīng)嚴(yán)格按照規(guī)定的參數(shù)和順序進(jìn)行，為控制焊后構(gòu)件變形，焊波應(yīng)均勻，不得有裂紋、漏焊、咬邊夾渣、氣孔等缺陷。</p><p>　　7.0.7焊接位置，外形尺寸必須符合施工圖及GB50205的規(guī)定，焊接完成后，應(yīng)對焊

22、縫作無損檢測。</p><p>　　7.0.8結(jié)構(gòu)焊縫質(zhì)量等級均為二級。</p><p><b>　　8 安全措施</b></p><p>　　8.0.1依據(jù)施工安全的需要，在防護(hù)棚架線路兩側(cè)各設(shè)置1名專職安全員與1名防護(hù)員，負(fù)責(zé)該處的安全防護(hù)、現(xiàn)場的安全檢查、現(xiàn)場安全協(xié)調(diào)，要求安全員與防護(hù)員24小時(shí)跟班作業(yè)，做到只要有施工，就必須有安全員與防

23、護(hù)員值班。所有的安全防護(hù)人員必須經(jīng)過武漢鐵路局安檢部門培訓(xùn)合格后才能上崗，并發(fā)培訓(xùn)合格證。</p><p>　　8.0.2嚴(yán)格執(zhí)行天窗制度。</p><p>　　8.0.3施工中防止機(jī)械設(shè)備侵限、傾覆等的防護(hù)方案及措施：</p><p>　　1. 機(jī)械設(shè)備侵限：在施工前對機(jī)械司機(jī)進(jìn)行安全教育，同時(shí)在限界外拉線防護(hù)，在操作過程中要有專人進(jìn)行指揮，使得司機(jī)在操作過程中避

24、免失誤而造成設(shè)備侵限。</p><p>　　2.施工機(jī)械的傾覆：在機(jī)械上場之前，要對場地進(jìn)行壓實(shí)，并對機(jī)械的性能有把握。對于吊裝作業(yè)，確保起吊重物時(shí)吊機(jī)足夠安全。</p><p>　　3.管線的查找：在開工之前對施工范圍的地下管線進(jìn)行勘探，了解管線的位置，并制定具體的防護(hù)措施。</p><p>　　8.0.4特殊情況應(yīng)急措施</p><p>

25、　　1. 樁、承臺(tái)施工時(shí)引起鐵路路基開裂，沉降時(shí)，加打鋼板樁穩(wěn)定路基。</p><p>　　2. 鋼柱、桁架梁施工時(shí)，傾倒、掉落鐵路線路上，用人工配合現(xiàn)場25T或100T吊車迅速將傾倒或掉落在鐵路線上的障礙物清離鐵路線，在最短的時(shí)間內(nèi)恢復(fù)線路正常運(yùn)營。</p><p>　　8.0.5安裝足夠的照明設(shè)備，保證夜間施工有良好的照明條件。對于在夜間施工難以保證工程質(zhì)量和施工安全的項(xiàng)目，不得安排在

26、夜間施工。</p><p>　　8.0.6做好夜間施工防護(hù)，在作業(yè)地點(diǎn)附近設(shè)置警示標(biāo)志，懸掛紅色警示燈，以提醒行人和司機(jī)注意，并安排專人值守。</p><p><b>　　9 環(huán)保措施</b></p><p>　　9.0.1棚架采用拼裝式結(jié)構(gòu)，施工結(jié)束拆除后可用于其他施工生產(chǎn)所需。</p><p>　　9.0.2采用棚架

27、防護(hù)，避免上部梁體施工過程中對下方線路軌道污染。</p><p>　　9.0.3棚架拆除后，通過移植草坪、播撒草種，對施工區(qū)域內(nèi)被破壞地表進(jìn)行恢復(fù)，創(chuàng)造更好的生態(tài)環(huán)境。</p><p><b>　　10 效益分析</b></p><p>　　10.0.1經(jīng)濟(jì)效益：采用長70m寬21.2m防護(hù)棚架對連續(xù)梁施工防護(hù)，降低了跨線施工的安全風(fēng)險(xiǎn)，提升施

28、工效率，降低了工程成本，經(jīng)分析對比直接節(jié)約工期約2個(gè)月，節(jié)約工程成本約45萬元，取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益。</p><p>　　10.0.2社會(huì)效益：在防護(hù)棚架的防護(hù)下跨武廣客專特大橋連續(xù)梁轉(zhuǎn)體施工成功，標(biāo)志著武咸城際鐵路重難點(diǎn)工程之一取得了突破性進(jìn)展，填補(bǔ)了武咸城際鐵路跨高速鐵路（350km/h）施工的又一項(xiàng)技術(shù)空白，施工中無任何安全事故，質(zhì)量優(yōu)良，得到監(jiān)理、業(yè)主表彰，取得了良好的社會(huì)效益。</p>

29、<p>　　10.0.3環(huán)保節(jié)能效益：采用防護(hù)棚架對連續(xù)梁作業(yè)進(jìn)行安全防護(hù)，避免了對下方高速鐵路的施工污染，同時(shí)棚架拆除后可重新組裝使用，增加了材料的利用率，同時(shí)節(jié)約工期2個(gè)月，減少了機(jī)械設(shè)備的投入，降低油耗，減少廢氣排放，有效節(jié)約了能源，環(huán)保、節(jié)能效益顯著。</p><p><b>　　11 應(yīng)用實(shí)例</b></p><p>　　武咸城際鐵路跨武廣客運(yùn)專線

30、特大橋位于咸寧市橫溝橋鎮(zhèn)，橋長1483.534m，于DK59+576處采用(48m+80m+48m)連續(xù)梁斜跨武廣高鐵，與武廣高鐵夾角為155°，曲線半徑7000m。箱梁全長177.2m，為單箱單室、變高度、變截面結(jié)構(gòu)。下方武廣高鐵最高行車速度350Km/h，行車密度25min/趟。該橋是武咸城際鐵路的重難點(diǎn)控制性工程之一，為減少上部結(jié)構(gòu)施工對下方武廣高鐵行車安全的影響，該橋采用防護(hù)棚架防護(hù)施工的方法，防護(hù)棚架長度（沿武廣高鐵