王麗范
(北京鐵建工程監(jiān)理有限公司,北京 100055)
某客運專線特大橋設(shè)計采用60+100+60m連續(xù)梁跨越既有運營中鐵路干線,該鐵路為上下行雙線,兩側(cè)封閉設(shè)有防護網(wǎng)火車流量大。梁體采用懸臂掛籃施工。兩側(cè)防護網(wǎng)距離14.73~16.15m。
連續(xù)梁底寬6.7m,梁頂寬12.2m,梁高由7.85m按二次拋物線線形過度至4.85m,墩頂處梁高最大,中跨處梁高最小。
客運專線與鐵路中心交點處梁底與軌頂?shù)母卟顬?3.08米,客運專線與鐵路中心交點處限界頂距橋梁底6.39m。
連續(xù)梁設(shè)計采取掛籃現(xiàn)澆法施工,掛籃在跨越鐵路上方施工時,掛籃移動、鋼筋綁扎焊接和混凝土現(xiàn)澆施工作業(yè)過程中的工具、焊渣、混凝土的水泥漿和石子等的可能墜落將會影響列車運行安全正常運行構(gòu)成影響。
基于對營業(yè)線安全方面的綜合分析和考慮,采用防護棚在橋梁施工安全影響區(qū)段對鐵路進行防護。
3.1 防護棚立柱基礎(chǔ)采用C20混凝土擴大基礎(chǔ),基底應(yīng)力允許承載能力[σ]=110kPa,基底要求設(shè)置在現(xiàn)場凍土線以下0.5m深度,擴大基礎(chǔ)高度為1.1m,底面積為1.2*1.6m2。基礎(chǔ)部預(yù)埋20mm鋼板,用于安設(shè)鋼管立柱。
3.2 立柱采用Φ30cm(壁厚0.75cm)鋼管,高度需要根據(jù)具體基礎(chǔ)頂面標(biāo)高精確確定,確保各立桿頂面標(biāo)高在同一水平面上,誤差不超過2mm;立桿間距6米,鐵路每側(cè)12根。立柱外側(cè)設(shè)纜風(fēng)繩,防止倒伏。
3.3 立柱頂設(shè)橫向分配梁,分配梁采用雙[20槽鋼設(shè)置,其上橫向布置貝雷梁。
3.4 每一橫梁采用1榀2片單層21m貝雷梁,貝雷片間距為30cm,采用花格連接,并用雙[20槽鋼斜撐加固。貝雷梁間距6米,跨徑19.2米。貝雷梁上部布置16工字鋼縱向分配梁,上面鋪設(shè)長度1.2m,寬度0.3m,厚度5cm木板,木板上鋪設(shè)2mm鐵皮。
棚架橫梁底面與軌頂之間的垂直距離為7.5m,滿足《標(biāo)準(zhǔn)軌距鐵路建筑限界(GB146.2-83)》中鐵路最高限界(電力機車)6.55m的要求。
防護棚施工流程為:基礎(chǔ)施工-立柱安裝-縱梁安裝-貝雷梁安裝-縱梁安裝-安裝頂棚(木板和鐵皮)。
4.1 基礎(chǔ)施工
基礎(chǔ)采用C20混凝土擴大基礎(chǔ),基底位于凍脹線下0.5m。基礎(chǔ)表面預(yù)埋鋼板(500×500×20mm)?;炷敛捎霉捃囘\輸,混凝土泵車泵送,插入式振動棒振搗。
施工前首先探明地下光、電纜的準(zhǔn)確位置,采用人工挖孔?;娱_挖至設(shè)計標(biāo)高后,采用輕型觸探儀檢測地基承載力,基底承載力≥110KPa,不夠時將地基換填處理?;娱_挖前做好既有鐵路的防護措施,基坑滿足要求后綁扎鋼筋,澆筑混凝土,盡量減少對鐵路的影響?;A(chǔ)砼澆筑采用汽車吊裝,吊裝時吊臂不能侵入鐵路安全網(wǎng)內(nèi)。
砼澆筑同時預(yù)埋支撐立柱鋼板,澆筑完成使用塑料膜覆蓋,按混凝土規(guī)范要求予以養(yǎng)生,并清理灑漏的砼,保持線路兩側(cè)環(huán)境。待砼強度達到80%后回填基坑。
4.2 立柱、縱梁
立柱采用φ300mm的鋼管,單側(cè)設(shè)置12根,共24根,立柱間距6m。為加強基礎(chǔ)立柱的整體性,兩立柱間用7×7cm角鋼做斜撐。
立柱與基礎(chǔ)采用預(yù)埋鋼板焊接連接。立柱高度根據(jù)實際基礎(chǔ)頂面標(biāo)高及柱頂設(shè)計標(biāo)高控制進行制作,立柱分別位于安全網(wǎng)外側(cè),距相鄰線路為5.8米。
立柱頂部用500×500×20mm鋼板封端,頂部沿線路方向安裝雙[20槽鋼作為縱梁,立柱頂部提前焊接鋼板,鋼板及槽鋼也采用焊接連接。吊裝時線路駐站聯(lián)絡(luò)員、現(xiàn)場看護員和安全員必須到場。
4.3 貝雷梁安裝
用貝雷架作為橫梁,每一橫梁采用1榀2片單層21米貝雷架(非加強型),貝雷片間距為30cm,單片21m貝雷梁在鐵路防護網(wǎng)外側(cè)拼裝完成后,用輕型鐵路吊車吊裝,外部采用1輛25t的汽車吊配合。貝雷梁吊裝到立柱分配梁上,采用φ16U型卡扣與分配梁連接,組裝后成為整體,每片貝雷梁之間設(shè)置花格連接,貝雷梁兩側(cè)采用[20槽鋼支撐加固,保證貝雷梁垂直度和不傾倒。貝雷梁與縱梁連接處焊接角鋼,限制貝雷梁左右位移。
4.4 頂棚的制作安裝
頂棚結(jié)構(gòu)布置為底層Ⅰ16工字鋼,以上為5cm的木板,上鋪2mm的鐵皮。
先將頂棚做成數(shù)塊6*2.4m平行四邊形的頂板,頂板在防護網(wǎng)外組裝完畢后采用鐵路吊車與汽車吊配合吊運至貝雷梁上固定。
頂棚設(shè)置1%坡度,頂棚從上到下依次為:2mm厚鐵皮,4cmm木板,Ⅰ16工字鋼。木板與工字鋼綁扎牢固,木板間使其拼接緊湊,并且連接牢固。頂部采用鐵皮封閉,接縫處處理密實。
4.5 防護棚拆除
中跨合攏后,依次要點在封鎖點內(nèi)拆除防護棚。
防護棚拆除時,因防護棚上部有連續(xù)梁遮擋,因此拆除時,只能使用人工拆除。頂棚拆除時利用倒鏈將其沿著立柱頂部拉出,施工時在縱梁上涂抹黃油以減小摩阻力,將頂棚拉出到連續(xù)梁投影面以外,用吊車吊運至線路外側(cè)。
立柱拆除時在梁面上和相鄰立柱頂人工用麻繩牽引,解除立柱頂部與鋼板的聯(lián)結(jié)。
4.6 施工人員及設(shè)備組織
人工安排:焊工8人,主要負責(zé)結(jié)構(gòu)的焊接。架子工8人,主要負責(zé)鋼管架的搭設(shè)。普工20人,主要負責(zé)槽鋼、立柱吊裝、貝雷架安裝及打雜?,F(xiàn)場派2名安全員進行安全防護工作?,F(xiàn)場指揮人員2人。所有人員必須嚴(yán)格服從指揮人員的指揮管理。
設(shè)備安排:2臺吊車、8臺電焊機、氧焊設(shè)備4套(氧氣、乙炔各備4瓶)。
施工影響鐵路主干道,無論是建棚還是拆棚,屆時需要封鎖時間架設(shè)貝雷梁、和頂棚,需要按點施工。由于每天開天窗時間比較緊張,所以必須認(rèn)真組織,合理安排。為節(jié)省時間,要求所有材料準(zhǔn)備齊全、人員、機械需到位,與設(shè)備管理單位及時聯(lián)系,線路封鎖后立即施工。
設(shè)置防護棚沉降觀測點,觀測點設(shè)在基礎(chǔ)上或立柱上,每側(cè)6個點,定期觀測,發(fā)現(xiàn)變化較大時及時停止施工并查找原因補救。
綜上所述,通過以上的施工防護,有效地對既有線安全提供了保證,既不影響上跨橋正常施工,也不對營業(yè)線安全構(gòu)成隱患。雖然上述防護結(jié)構(gòu)根據(jù)不同施工環(huán)境可能不同,但都必須經(jīng)過仔細地檢算,使結(jié)構(gòu)無論是剛性還是穩(wěn)定性都能滿足要求,在這里詳細的檢算過程就不再論述。
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[2]嚴(yán)正庭等.簡明鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計手冊[C].中國建筑工業(yè)出版社.
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