大跨度鋼桁架天橋跨鐵路吊裝

1、<p>　　大跨度鋼桁架天橋跨鐵路吊裝</p><p>　　摘要：文章以哈大鐵路客運(yùn)專線遼陽站跨線人行天橋的吊裝施工設(shè)計(jì)為工程實(shí)例，闡明鐵路既有線大跨度鋼結(jié)構(gòu)桁架吊裝設(shè)計(jì)的有關(guān)理念，為類似大跨度鋼結(jié)構(gòu)桁架的吊裝施工設(shè)計(jì)提供借鑒與參考。 </p><p>　　關(guān)鍵詞：鐵路既有線；大跨度鋼結(jié)構(gòu)桁架；吊裝；設(shè)計(jì) </p><p>　　中圖分類號(hào)：F530.3 文

2、獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)： </p><p>　　跨線人行天橋位于遼陽火車站北側(cè)1.2公里處，跨度35米，橋?qū)?.0米，基礎(chǔ)、立柱及踏步為混凝土結(jié)構(gòu)，天橋平臺(tái)部分為鋼桁架結(jié)構(gòu)，鋼桁架總重量約為38噸。 </p><p>　　1、工程的影響因素 </p><p>　　跨線人行天橋橫跨5條既有線路，屬于既有線施工，鋼桁架部分與接觸網(wǎng)高壓線垂直距離1.2米；鋼桁架下的主要線

3、路為遼溪線，是溝通沈大、沈丹兩大干線的聯(lián)絡(luò)線，也是溝通沿線工業(yè)礦產(chǎn)的主干線。其余4條線路肩負(fù)著48趟列車的運(yùn)營任務(wù)。吊裝施工一旦處理不當(dāng)，將會(huì)造成難以估計(jì)的經(jīng)濟(jì)損失。 </p><p>　　圖1：跨線人行天橋現(xiàn)場側(cè)視圖 </p><p><b>　　2、設(shè)計(jì)方案 </b></p><p>　　為滿足鐵路相關(guān)規(guī)范中“跨越鐵路的橋梁不得現(xiàn)澆”的要求

4、，我方?jīng)Q定天橋構(gòu)件加工在廠家完成，用汽車運(yùn)至施工現(xiàn)場，現(xiàn)場完成整體拼裝后，使用汽車吊完成整體吊裝作業(yè)。 </p><p><b>　　3、方案優(yōu)化 </b></p><p>　　3.1吊裝前在天橋底部對應(yīng)接觸網(wǎng)位置安裝防電板對接觸網(wǎng)線進(jìn)行防護(hù)，確保既有線運(yùn)營安全和天橋整體吊裝施工安全。 </p><p>　　3.2采取鋼結(jié)構(gòu)在廠家加工、現(xiàn)場拼裝

5、、一次性吊裝就位的方法,減少既有線作業(yè)。 </p><p>　　3.3吊車支腿位置地基進(jìn)行加固處理，采用墊鋼板方式擴(kuò)大與地面接觸面積。 </p><p>　　3.4拼裝完畢后進(jìn)行現(xiàn)場試吊，根據(jù)試吊情況進(jìn)行分析討論，確保整體吊裝工作在60分鐘進(jìn)行完畢，并進(jìn)行吊裝前具體工作安排。 </p><p>　　3.5根據(jù)沈陽鐵路局提供的天窗時(shí)間，提前做好吊裝準(zhǔn)備，在天窗時(shí)間前將

6、桁架提前吊裝至高度范圍，天窗時(shí)間內(nèi)只進(jìn)行擺臂、下落、就位等工序，節(jié)省吊裝時(shí)間。 </p><p>　　3.6吊裝完畢后做好桁架接地、現(xiàn)場清理、恢復(fù)鐵路防護(hù)柵欄、接觸網(wǎng)通電，確保鐵路運(yùn)行。 </p><p><b>　　4、吊車選擇 </b></p><p><b>　　4.1吊裝要求： </b></p>&l

7、t;p>　　根據(jù)現(xiàn)場的實(shí)際情況，吊車站好位置后緩慢起吊至桁架上空位置，吊車最大旋轉(zhuǎn)半徑不超過21.5米，吊車桿長為31米，如下圖所示： </p><p>　　圖2：吊車站位示意圖 </p><p><b>　　4.2吊車參數(shù) </b></p><p>　　本工程擬選用350t汽車吊進(jìn)行鋼桁架的吊裝，350t汽車吊參數(shù)如下： </p&

8、gt;<p>　　表1：350t汽車吊主臂起重性能表 </p><p>　　由起重性能表可知，350噸汽車吊在吊裝最大旋轉(zhuǎn)半徑內(nèi)，吊車具備吊起50噸重物的能力。因此可以選用350噸輪胎式吊車進(jìn)行吊裝。 </p><p>　　5、鋼桁架吊裝相關(guān)計(jì)算 </p><p>　　5.1吊裝地基承載力計(jì)算 </p><p>　　吊車自重P1

9、=170噸，吊車配重P2=142噸，吊具重P4=3噸，吊車站位區(qū)域地質(zhì)為粉質(zhì)粘土，地基承載力fak=120kpa， </p><p>　　支撐面積≥（P1+P2+P3+P4）/fak=(170t+142t+3t)/120kpa=26.25m2， </p><p>　　吊車采用四點(diǎn)支撐，單個(gè)支撐面積≥26.25/4=（6.6m2）鋼板自重所以每個(gè)支腿所墊鋼板應(yīng)該≥7m2， </p>

10、;<p>　　桁架自重38噸，當(dāng)?shù)跗痂旒軙r(shí)，對于中心軸線的吊車支腿內(nèi)力加大，38t/120kpa =3.2m2 </p><p>　　中心軸線上的支腿所墊鋼板面積應(yīng)該≥(7t+3.2t/2)=8.6m2。 </p><p>　　5.2吊裝過程構(gòu)件受力分析 </p><p>　　采用midas Gen有限元分析軟件進(jìn)行鋼桁架吊裝過程中的受力分析： <

11、;/p><p>　　鋼桁架在吊裝過程中受力分析圖如下： </p><p>　　圖3：吊裝時(shí)桁架單元內(nèi)力圖（最大內(nèi)力發(fā)生在吊索上大小為123.6kN） </p><p>　　5.3吊梁用鋼絲繩受力計(jì)算 </p><p>　　本次梁體吊裝采用直徑為40.0mm的6×19鋼絲繩，梁體兩端各并排使用2根，共4根鋼絲繩將梁體吊起。梁體及鋼絲繩總質(zhì)

12、量取40噸。鋼絲繩與水平方向夾角為54°。 </p><p>　　鋼絲繩性能參數(shù):鋼絲強(qiáng)度極限―1700N/mm2 </p><p>　　鋼絲破斷拉力總和―1025.0kN </p><p>　　參考質(zhì)量―571.7kg/100m </p><p>　　計(jì)算方法及公式：[Fg]=α* Fg/K。 </p><p&

13、gt;　　符號(hào)含義：[Fg]―鋼絲繩的容許拉力（kN） </p><p>　　Fg―鋼絲繩的破斷拉力總和（kN） </p><p>　　α―鋼絲繩之間荷載不均勻系數(shù)，取0.85 </p><p>　　K―鋼絲繩使用安全系數(shù)，取6.0 </p><p>　　則[Fg]=0.85×1025.0÷6.0=145.2（kN） &l

14、t;/p><p>　　每根鋼絲繩分擔(dān)的拉力F=400÷sin54°÷4=123.6（kN） </p><p>　　可知：[Fg]＞F，故鋼絲繩滿足要求。 </p><p>　　6、鋼桁架吊裝實(shí)施 </p><p>　　由于鋼桁架下的既有線運(yùn)營頻率高，鋼桁架吊裝施工安排在經(jīng)批準(zhǔn)的天窗點(diǎn)時(shí)間進(jìn)行，做好施工前各項(xiàng)準(zhǔn)備工作對

15、吊裝施工質(zhì)量和效率起到關(guān)鍵作用。 </p><p><b>　　6.1施工準(zhǔn)備 </b></p><p>　　6.1.1將施工便道和現(xiàn)場場地平整碾壓到密實(shí)度達(dá)到95％以上，在吊車行走路線下滿鋪20厘米厚的石子，對吊車就位位置采取清除表面60厘米雜填土，采用碎石換填并墊放鋼板的方式對基礎(chǔ)進(jìn)行處理，場地四周設(shè)置排水設(shè)施。 </p><p>　　6.

16、1.2檢測吊耳等強(qiáng)度焊接質(zhì)量，經(jīng)探傷檢驗(yàn)達(dá)到設(shè)計(jì)規(guī)范要求. </p><p>　　6.1.3在吊裝施工區(qū)域的通道口設(shè)置防護(hù)人員；并在施工區(qū)域四周拉設(shè)警戒線，防止非工作人員進(jìn)入施工現(xiàn)場。 </p><p>　　6.1.4派專人在車站行車室擔(dān)任駐站聯(lián)絡(luò)員，與車站值班員和施工現(xiàn)場作業(yè)負(fù)責(zé)人保持不間斷聯(lián)系。施工區(qū)域天橋兩側(cè)各800米處設(shè)置防護(hù)員，配備禁止通行警示標(biāo)，防護(hù)員與駐站聯(lián)絡(luò)員隨時(shí)保持通訊聯(lián)

17、絡(luò)。 </p><p>　　6.1.5天橋底部對應(yīng)既有線接觸網(wǎng)位置安裝防電板對接觸網(wǎng)線進(jìn)行防護(hù)，確保既有線運(yùn)營安全和天橋整體吊裝施工安全。 </p><p>　　6.1.6在鋼桁架正式吊裝前進(jìn)行試吊，鋼桁架在吊運(yùn)過程中保持平穩(wěn)，沒有發(fā)生繞吊點(diǎn)的旋轉(zhuǎn)，吊車運(yùn)行平穩(wěn)。 </p><p><b>　　6.2正式吊裝 </b></p>&

18、lt;p>　　通過與駐站聯(lián)絡(luò)員確認(rèn)時(shí)間進(jìn)入天窗點(diǎn)后，電務(wù)部門對接觸網(wǎng)進(jìn)行接地，確保吊裝區(qū)域內(nèi)的接觸網(wǎng)斷電?，F(xiàn)場防護(hù)人員在天橋兩側(cè)800米處的鐵路線上設(shè)置紅色禁止通行警示標(biāo)，并通知現(xiàn)場施工負(fù)責(zé)人可以進(jìn)行吊裝作業(yè)。 </p><p>　　吊車緩緩將鋼桁架吊離地面后，大臂旋轉(zhuǎn)，將鋼桁架向天橋中心移動(dòng)，鋼桁架兩端設(shè)置的纜風(fēng)繩由兩組人員進(jìn)行控制，引導(dǎo)鋼桁架轉(zhuǎn)移到混凝土牛腿上部。經(jīng)纜風(fēng)繩微調(diào)后，鋼桁架下落進(jìn)入V形槽，現(xiàn)

19、場電焊工配合鋼桁架就位，完成鋼桁架吊裝就位。 </p><p>　　吊裝完畢后，將現(xiàn)場人員、機(jī)具等撤出線路以外，并撤除防護(hù)措施后，報(bào)車站進(jìn)行銷記。 </p><p><b>　　7 結(jié)束語 </b></p><p>　　7.1本工程為營運(yùn)線路上的既有線施工，施工前需填報(bào)“天窗”施工計(jì)劃。按照規(guī)定，“天窗“施工前須不遲于開工前1小時(shí)到達(dá)施工地點(diǎn)組

20、織好人員、機(jī)具、防護(hù)設(shè)施等，并不遲于開工前40分鐘在車站《行車設(shè)備檢查登記簿》上登記請點(diǎn)。施工作業(yè)完畢后，須將人員、機(jī)具等撤出線路以外，并撤除防護(hù)措施后進(jìn)行銷記。登、銷記要嚴(yán)格執(zhí)行“誰登記、誰銷記”的制度。 </p><p>　　7.2施工單位必須指定專人在車站行車室擔(dān)任駐站聯(lián)絡(luò)員，與車站值班員和施工現(xiàn)場作業(yè)負(fù)責(zé)人保持不間斷聯(lián)系。現(xiàn)場必須設(shè)施工作業(yè)負(fù)責(zé)人1人、防護(hù)員2名，并與駐站聯(lián)絡(luò)員隨時(shí)保持通訊聯(lián)絡(luò)。 <

21、/p><p>　　7.3施工期間，施工單位在施工范圍兩端各800米處設(shè)置防護(hù)員，并配備防護(hù)用品，防止施工期間閑雜人等靠近，發(fā)現(xiàn)危及安全的情況及時(shí)報(bào)告，確保列車運(yùn)行的安全萬無一失。 </p><p>　　7.4本工程經(jīng)過參建各方的充分準(zhǔn)備和精心施工，順利完成跨鐵路鋼桁架吊裝施工。 </p><p><b>　　【參考文獻(xiàn)】 </b></p>

22、;<p>　　[1] 江正榮.《建筑施工計(jì)算手冊》第一版.北京.中國建筑工業(yè)出版社.2001年7月.739 </p><p>　　[2] 哈大鐵路客運(yùn)專線有限責(zé)任公司.《哈大鐵路客運(yùn)專線鐵路工程運(yùn)輸管理辦法》（第一版）.沈陽. 哈大鐵路客運(yùn)專線有限責(zé)任公司.2010年9月.8-14 </p><p>　　宋永濤，中鐵建工集團(tuán)有限公司北京分公司工程技術(shù)部 </p>