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跨铁路营业线门式墩钢箱梁施工技术

作者: 发布时间:2020-02-03 12:53:57 阅读: 45 次

  要:钢箱梁制作难度大,工艺复杂,铁路营业线施工时间紧、任务重,涉及部门多,安全风险高。本文介绍了杭长铁路客运专线赵家里特大桥跨既有铁路营业线钢箱梁门式墩的制作及吊装过程,旨在对以后类似或相似工程施工提供一定的借鉴和参考。

关键词:营业线  钢箱梁 制作 反装法 吊装

工程概况

杭州至长沙铁路客运专线赵家里特大桥在里程DK737+539处上跨既有沪昆铁路上行线,交角154.57°,跨线墩位编号为8#桥墩,采用门式钢箱梁立柱插入墩身式方案连接,钢梁混凝土柱混合结构。施工时首先施工钢柱以下混凝土柱,同时预埋型钢、钢板和临时固定螺栓,门式钢箱梁在工厂内分段加工,运至现场后进行组拼,在营业线封锁时间内采用重型起重设备一次将钢梁吊装到位。

钢箱梁制作

2.1 钢箱梁厂制单元划分

门式墩结构分为左右墩柱和盖梁三部分,计算跨径26.4m,盖梁为箱型结构,截面高3.00m、宽3.3m,钢柱长度方向宽3.3m,垂直于线路方向宽2.4m,结构总重量约为205吨。由于公路运输的超极限制约,根据钢箱梁尺寸、重量进行运输单元的划分,门式墩钢箱梁划分为6个运输节段,其中左右钢柱及横梁在工厂制造时各分成两部分,待运到工地后再进行全熔透焊接,钢盖梁与钢柱间采用M30高强螺栓栓接,钢箱梁划分单元详见图1

 图片1.png

1  钢盖梁单元划分图

2.2 钢箱梁制作

钢盖梁制作构件下料之前先进行矫平,清除钢板轧制过程中可能存在的内应力,借助CAD立体建模放样,通过数控切割机精密切割下料,并预留一定的工艺量,下料后应首先矫正热切割引起的变形,然后在刨边机上加工对接边坡口。 为减少焊后矫正的工作量,板肋与腹板的焊接在反变形胎架上进行。

钢箱梁在整体胎架上进行卧式拼装,采用反装法制作装配,反装法是指钢箱梁的组装采用主梁顶板在下,底板在上的方式,使与顶板连接的角焊缝处于水平位置施焊,然后翻转180°,平位置施焊与底板连接的角焊缝。钢箱梁节段组拼和试拼同步进行,一次连续生产完成。为防止各节段间工地连接时出现错台等偏差,在工厂制作时分段位置一侧400mm棱角焊缝不焊接,待工地节段连接后焊接此处焊缝,

2.3 钢箱梁现场拼装

为了确保工地焊缝的焊接质量,桥梁节段运抵桥址处时,在平整平台上采取整体卧式预拼装,即桥梁腹板面侧向上,腹板面焊接坡口向上,两侧面坡口向外。焊接顺序为先焊接一侧腹板、翻面焊接底板、翻面焊接另侧腹板、翻面焊接盖板,焊接完成经焊缝无损检验合格后再进行拼装栓接。

2.4 钢箱梁涂装

钢箱梁杆件各项几何形状、尺寸和焊接质量经检测合格后,采用抛丸或喷砂除锈,将表面附着物清除干净,达到GB/T8923-1988 标准的Sa3.0 级的要求,然后按《铁路钢桥保护涂装》(TB/T1527-2004)第七套涂装体系进行防腐。

吊装施工准备

3.1 起重机械选型

根据钢盖梁的规格、重量、安装位置以及现场场地情况,选择采用徐工QUY450型履带吊SHB超起工况模式进行吊装施工,主要技术参数如下:160t转台平衡重+40t车身平衡重+250t超起平衡重,超起平衡重半径16m,重型主臂长54.9m,作业半径18m,额定起重量300t。另采用一台50t汽车吊辅助配合。验算相邻7#墩卡杆、8#墩已施工混凝土墩身卡杆、既有线接触网,满足吊装安全、吊装高度、临近既有线最小安全距离的要求。

3.2 吊装场地地基处理

由于吊装施工区域土质为粘性土,故在履带吊进场前对施工区域换填1.0m厚级配碎石并采用C20混凝土硬化20cm,使吊装工作区域坡度、地基承载力满足吊装要求。为减少对地压强,吊装场地横向铺设厚度为300mm、长6000mm、宽2800mm的路基箱减小地面压强,超起吊装时,吊机总重量由8块路基箱承担。

3.3 钢盖梁吊点设置

钢盖梁安装吊耳采取顶部板式吊耳,在加劲板与钢梁横隔板连接处,距梁端6.225m、距离梁中心1.2m,对称设置4个临时吊点。吊耳钢板材质选用桥梁高强钢板Q345qD,吊绳水平夹角α=66.5°,四点起吊,根据吊点受力分析选择吊索和卸扣。另外,利用钢箱梁的吊耳挂设牵引用的缆风绳,以备吊装过程中进行人工牵引。

3.4 混凝土立柱准备

8#墩墩柱下部混凝土施工过程中采取措施将预埋钢筋预先定位并向外弯曲45°,避免钢箱梁吊装就位时墩柱的内层钢筋网与钢盖梁立柱的剪力钉产生冲突。吊装施工前,在混凝土立柱四周搭设施工排架,排架采用双层排架,立杆间距90cm,水平联系杆间距150cm,布置2层剪刀撑,满足8个人、1000Kg的承重能力。

钢盖梁吊装

由于钢横梁吊装属跨铁路营业线施工,为保证跨线施工安全与既有线运营安全,根据铁道部、南昌铁路局对行车安全的要求,结合钢箱梁施工的内容和特点,确定吊装施工方案分为四个阶段。

4.1 申报要点计划

将要点施工计划提前1个月向铁路运营部门申报,施工两天前发出联合电报,向南昌铁路局调度所申请施工要点。计划批准后,进行线路封锁要点施工前的准备工作。

4.2 试吊

在正式进行吊装前2~3天,现场组织试吊一次。履带吊移动至指定位置后,验证空载试验起吊幅度和就位幅度是否在规定的范围内,确认吊机和钢梁的位置满足吊装要求,试吊时门式墩需离开支承座20cm后悬停20分钟,然后吊机缓缓起升,检查回转的稳定性,同时检查所有的机具是否正常,观察地基、路基箱、吊机、吊耳等无异常情况后试吊完毕,构件重新放置在临时存梁台上。

4.3 点中封锁及吊装

根据计划,申请到的施工天窗时间为150分钟(其中停电与恢复供电各15分钟,实际施工时间120分钟);给点后,施工负责人下达施工命令,防护人员全部到位并按《技规》要求设置防护,封锁线路,中断行车。

吊装时分5个步骤:

1)在确认的封锁时间40分钟前,先将梁体吊起,上升至规定的13m高度,构件及吊机位置如图2所示。

 

 图片2.png

2  构件起吊位置

2)顺时针旋转吊机主臂42°,同时利用盖梁两端的绝缘绳牵引钢盖梁使其顺时针旋转53°,构件停留在既有线边上,与既有线平行,距离既有线栅栏约3m,同时吊机主臂变幅至18m

3)进入封锁时间,首先采用50t吊机配合,将缆风绳跨越既有线。然后主起重机吊臂再次顺时针旋转72°,同时利用盖梁两端的绝缘绳牵引钢盖梁使其旋转64°,至门字墩混凝土结构上方;缓慢落下至距离墩顶10cm

4)测量确认位置准确后,落梁,若有偏差,吊机配合人工采用小型千斤顶调整钢盖梁的姿态,保证钢盖梁位置误差在设计允许范围内(±5mm)。调整的次序为:先保证立柱的根部平面位置准确,再调整立柱的垂直度,不平整的部位采用钢楔块楔平。

钢梁定位完成后,对钢箱梁进行临时固定。临时固定采用焊接连接,将钢盖梁四周各焊接24cm长的焊缝,焊缝质量与焊缝质量同等要求,同时将墩身接地钢筋与钢盖梁焊接,确保钢盖梁接地安全。

5)履带吊回钩,拆除吊装钢丝绳扣和卡环等其它工器具,履带臂杆转到平行于既有线侧。

4.4 点后措施

1)开通前检查确认

开通线路前,必须由专人对线路进行检查,并做好记录,确认达到开通条件后,由路局现场人员确认无误后,向驻站联络员发出销点命令,由驻站联络员汇报运营调度部门,接到线路开通命令后,由施工负责人通知现场防护人员撤除封锁防护。

2)钢盖梁加固

钢盖梁采用混凝土包裹加固,在钢箱梁外侧及钢盖梁内部,浇筑C40无收缩混凝土,混凝土浇筑时,从顶部检查孔进料,振捣人员从检查孔进入盖梁内部进行振捣。

结语

钢箱梁装配采用了反装法,避免了仰焊,提高了焊接质量,减轻了焊工的作业强度,提高了工效,降低了成本,焊缝无损检验合格,工厂制作和现场拼接精度均控制在允许误差范围内;吊装施工布局合理、组织严密、分工明确,在营业线规定的封锁时间内的完成了钢箱梁吊装,对类似工程具有借鉴意义。

 

 

参考文献:

[1] 中铁三桥集团有限公司主编《铁路钢桥制造规范》(TB102122009)北京:中国铁道出版社,2010

[2] 发展和改革委员会发布《大型设备吊装工程施工工艺标准》(SHJ/T3515-2003)北京:中国石化出版社,2004

[3]南昌铁路局《南昌铁路局营业线施工及安全管理细则》(南铁办[2008]222)及其《补充办法》(南铁办[2010]148)