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專線遼陽站跨線人行天橋的吊裝施工設計為工程實例，闡明鐵路既有線大跨度鋼結構桁架吊裝設計的有關理念，為類似大跨度鋼結構桁架的吊裝施工設計提供借鑒與參考。 </p><p>　　關鍵詞：鐵路既有線；大跨度鋼結構桁架；吊裝；設計 </p><p>　　中圖分類號：F530.3 文

2、獻標識碼：A 文章編號： </p><p>　　跨線人行天橋位于遼陽火車站北側1.2公里處，跨度35米，橋寬4.0米，基礎、立柱及踏步為混凝土結構，天橋平臺部分為鋼桁架結構，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、沈丹兩大干線的聯絡線，也是溝通沿線工業(yè)礦產的主干線。其余4條線路肩負著48趟列車的運營任務。吊裝施工一旦處理不當，將會造成難以估計的經濟損失。 </p><p>　　圖1：跨線人行天橋現場側視圖 </p><p><b>　　2、設計方案 </b></p><p>　　為滿足鐵路相關規(guī)范中“跨越鐵路的橋梁不得現澆”的要求

4、，我方決定天橋構件加工在廠家完成，用汽車運至施工現場，現場完成整體拼裝后，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接觸網位置安裝防電板對接觸網線進行防護，確保既有線運營安全和天橋整體吊裝施工安全。 </p><p>　　3.2采取鋼結構在廠家加工、現場拼裝

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行加固處理，采用墊鋼板方式擴大與地面接觸面積。 </p><p>　　3.4拼裝完畢后進行現場試吊，根據試吊情況進行分析討論，確保整體吊裝工作在60分鐘進行完畢，并進行吊裝前具體工作安排。 </p><p>　　3.5根據沈陽鐵路局提供的天窗時間，提前做好吊裝準備，在天窗時間前將

6、桁架提前吊裝至高度范圍，天窗時間內只進行擺臂、下落、就位等工序，節(jié)省吊裝時間。 </p><p>　　3.6吊裝完畢后做好桁架接地、現場清理、恢復鐵路防護柵欄、接觸網通電，確保鐵路運行。 </p><p><b>　　4、吊車選擇 </b></p><p><b>　　4.1吊裝要求： </b></p>&l

7、t;p>　　根據現場的實際情況，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 </b></p><p>　　本工程擬選用350t汽車吊進行鋼桁架的吊裝，350t汽車吊參數如下： </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半徑內，吊車具備吊起50噸重物的能力。因此可以選用350噸輪胎式吊車進行吊裝。 </p><p>　　5、鋼桁架吊裝相關計算 </p><p>　　5.1吊裝地基承載力計算 </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)域地質為粉質粘土，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>　　吊車采用四點支撐，單個支撐面積≥26.25/4=（6.6m2）鋼板自重所以每個支腿所墊鋼板應該≥7m2， </p>

10、;<p>　　桁架自重38噸，當吊起桁架時，對于中心軸線的吊車支腿內力加大，38t/120kpa =3.2m2 </p><p>　　中心軸線上的支腿所墊鋼板面積應該≥(7t+3.2t/2)=8.6m2。 </p><p>　　5.2吊裝過程構件受力分析 </p><p>　　采用midas Gen有限元分析軟件進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：吊裝時桁架單元內力圖（最大內力發(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

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:鋼絲強度極限―1700N/mm2 </p><p>　　鋼絲破斷拉力總和―1025.0kN </p><p>　　參考質量―571.7kg/100m </p><p>　　計算方法及公式：[Fg]=α* Fg/K。 </p><p&

13、gt;　　符號含義：[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，取0.85 </p><p>　　K―鋼絲繩使用安全系數，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、鋼桁架吊裝實施 </p><p>　　由于鋼桁架下的既有線運營頻率高，鋼桁架吊裝施工安排在經批準的天窗點時間進行，做好施工前各項準備工作對

15、吊裝施工質量和效率起到關鍵作用。 </p><p><b>　　6.1施工準備 </b></p><p>　　6.1.1將施工便道和現場場地平整碾壓到密實度達到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進行處理，場地四周設置排水設施。 </p><p>　　6.

16、1.2檢測吊耳等強度焊接質量，經探傷檢驗達到設計規(guī)范要求. </p><p>　　6.1.3在吊裝施工區(qū)域的通道口設置防護人員；并在施工區(qū)域四周拉設警戒線，防止非工作人員進入施工現場。 </p><p>　　6.1.4派專人在車站行車室擔任駐站聯絡員，與車站值班員和施工現場作業(yè)負責人保持不間斷聯系。施工區(qū)域天橋兩側各800米處設置防護員，配備禁止通行警示標，防護員與駐站聯絡員隨時保持通訊聯

17、絡。 </p><p>　　6.1.5天橋底部對應既有線接觸網位置安裝防電板對接觸網線進行防護，確保既有線運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行試吊，鋼桁架在吊運過程中保持平穩(wěn)，沒有發(fā)生繞吊點的旋轉，吊車運行平穩(wěn)。 </p><p><b>　　6.2正式吊裝 </b></p>&

18、lt;p>　　通過與駐站聯絡員確認時間進入天窗點后，電務部門對接觸網進行接地，確保吊裝區(qū)域內的接觸網斷電?，F場防護人員在天橋兩側800米處的鐵路線上設置紅色禁止通行警示標，并通知現場施工負責人可以進行吊裝作業(yè)。 </p><p>　　吊車緩緩將鋼桁架吊離地面后，大臂旋轉，將鋼桁架向天橋中心移動，鋼桁架兩端設置的纜風繩由兩組人員進行控制，引導鋼桁架轉移到混凝土牛腿上部。經纜風繩微調后，鋼桁架下落進入V形槽，現

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，將現場人員、機具等撤出線路以外，并撤除防護措施后，報車站進行銷記。 </p><p><b>　　7 結束語 </b></p><p>　　7.1本工程為營運線路上的既有線施工，施工前需填報“天窗”施工計劃。按照規(guī)定，“天窗“施工前須不遲于開工前1小時到達施工地點組

20、織好人員、機具、防護設施等，并不遲于開工前40分鐘在車站《行車設備檢查登記簿》上登記請點。施工作業(yè)完畢后，須將人員、機具等撤出線路以外，并撤除防護措施后進行銷記。登、銷記要嚴格執(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任駐站聯絡員，與車站值班員和施工現場作業(yè)負責人保持不間斷聯系?，F場必須設施工作業(yè)負責人1人、防護員2名，并與駐站聯絡員隨時保持通訊聯絡。 <

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

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