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為武咸城際鐵路的重難點控制性工程之一，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；2012年5月《一種上跨高速鐵路防氣動力防護(hù)棚架》獲國家專利，專利號為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</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。</p><p>　　2.0.2 加快施工進(jìn)度，降低工程成本。與傳統(tǒng)要點施工比較，通過棚架防護(hù)，減少跨高速鐵路施工要點作業(yè)時間，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，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對棚架的氣動力沖擊

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</p><p>　　5.1施工工藝流程（見圖5.1）</p><p><b>　　5.2操作要點</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。混凝土采用C30。樁基采用人工挖孔干灌成樁，而后立模澆筑承臺，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，而后運至現(xiàn)場。立柱用一臺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。吊裝時采用兩支點法吊裝，根據(jù)鋼桁梁結(jié)構(gòu)形狀計算吊點位置。</p><p>　　桁梁底部設(shè)置3個滾軸，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。棚架工作時與滑道焊接，拆除時用焊機(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，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，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，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，每周一次觀測鋼桁梁變形情況。若基礎(chǔ)發(fā)生沉降時，加打鋼板樁，穩(wěn)定路基；若鋼桁梁變形不可恢復(fù)時及時更換鋼桁梁并增大截面面積。</p>

13、<p>　　2.列車駛過時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</b></p><p>　　5.3.1鋼桁梁運至現(xiàn)場堆放時根據(jù)其長度和形狀采用兩支點法或三支點法。</p><p>　　5.3.2立柱、鋼桁梁按照設(shè)計尺寸拼裝好后，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)計時考慮氣動力效應(yīng)。</p><p>　　5.3.6棚架安裝及拆除時，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勞動力組織（見表5.4）</p><p>　　表5.4 勞動力組織</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，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、承臺施工時引起鐵路路基開裂，沉降時，加打鋼板樁穩(wěn)定路基。</p><p>　　2. 鋼柱、桁架梁施工時，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，在最短的時間內(nèi)恢復(fù)線路正常運營。</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，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，同時棚架拆除后可重新組裝使用，增加了材料的利用率，同時節(jié)約工期2個月，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)用實例</b></p><p>　　武咸城際鐵路跨武廣客運專線

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