耿永征
(中鐵十八局集團第二工程有限公司,河北 唐山 064000 )
某鐵路橋與既有鐵路為大角度斜交形式,建成后橋下凈空不小于7.96m??玷F路三跨一聯(lián)(20m-50m-20m),其中20m橋跨采用裝配式預應力砼簡支箱梁,50m橋跨采用裝配式預應力砼簡支T梁。下部結(jié)構(gòu)為圓形墩柱,鉆孔灌注樁基礎,橋面采用分離式雙幅形式,兩幅橋面間有0.5In的間隙,單幅橋面凈寬10.75m,橋面總寬24.5m。
作業(yè)內(nèi)容:路跨線橋50mT梁梁板安裝施工。
施工重難點:架梁上跨的鐵路為營業(yè)線,梁板架設工序銜接緊、任務重,基本沒有容錯的可能,因此施工組織顯得尤為重要。
T梁理論重量根據(jù)《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》(GB50009-2012)[1],取C50鋼筋混凝土自身容重2·6kN/m3參考設計圖紙給出的梁板理論方量及外露護欄等鋼筋重量,具體理論重量計算如下:
混凝土的理論重量=方量*單位混凝土重量
鋼筋的理論重量=單位鋼筋的重量*每根鋼筋長度*根數(shù)
護欄鋼筋按照施工圖紙,外露部分直徑為20鋼筋,按照外露長度單根2.4m計算,50mT梁共333根,折合理論重量[2]計算如下:50mT梁:2.47×2.4×333=1.97t。
主梁中橫隔梁預制部分、端橫梁預制部分以及梁體頂部兩側(cè)預留銜接鋼筋為直徑25和12的熱軋帶肋鋼筋,其中Ф25的帶肋鋼筋按照外露0.3m計算,50mT梁共計16根;Ф12按照0.5m計算,50T梁共計333根,計算公式如下:50mT梁:3.85×0.3×16+0.89×0.5×333=0.4t。
護欄鋼筋只涉及邊梁,梁板理論重量計算見表1。
表1 50mT梁理論重量
由表1可計算,50mT梁最大梁板自重為188.4t。
該橋位于橋面縱坡0.3%的下坡縱斷面上,橋面橫坡為2%,橋機兩支腿間距6.5m、高差13cm,橋機地軌下方采用混凝土基礎施工方式找平。
架橋機組裝完畢,施工前架橋機各支腿位置、尺寸為:1#支腿的端頭和2#相距2m,2#和3#相距36m,3#和4#相距29m,4#和5#的端頭相距35m,橋機共長102m,備用動力支腿與3#支腿相鄰(見圖1)。架橋機全部支撐點位均采用C30混凝土條形基礎設置[3],其基礎尺寸分別為:
圖1 各支腿位置與尺寸斷面示意
1#支腿高度為3.42m,可調(diào)整±20cm。1#支腿混凝土底標高為1974.64m,橫梁底砼基礎高23cm,主梁底標高設為整體的基準面,標高為1978.29m。
主梁標高=支撐面底標高+軌道橫梁砼基礎高度+支撐高度=1974.64m+0.23m+3.42m=1978.29m。
2#支腿高度為2.35m,支撐條形基礎最小厚度40cm,軌道橫梁砼基礎底標高1975.54m。
主梁標高=軌道橫梁砼基礎底標高+條形基礎厚度+支腿的高度=1975.54m +0.40m +2.35m =1978.29m。
3#、4#、5#支腿和備用動力支腿自身高度為2m,可上升高度為80cm。支撐面采用C30砼條形基礎。此三處支腿點位以及備用支點處標高均與前兩個支點的標高保持一致。如果支腿高度不夠,準備質(zhì)量好的方木墊高支腿,方木緊湊擺放,上下層橫豎交錯[4]。
架橋機自重定位230t,邊跨邊梁自重為188.4t,T梁架 設時1#和2#支撐點位為主承重,均承重209.21;主梁進入橋機架設區(qū)域時3#、4#、5#支撐點位為主承重,此三處支點均承重104.6t。根據(jù)《混凝土結(jié)構(gòu)設計規(guī)范》(GB50010-2010)[5]得出以下公式,重量取1.1的系數(shù)。
混凝土受力公式[6]為:Fl≤ 1.35×βc×βl×fc ×Aln
式中:Fl—局部受壓面上作用壓力設計值;fc一混凝土軸心抗壓強度設計值;βc—混凝土強度影響系數(shù),C30的混凝土取值為1;β1一混凝土局部受壓時的強度提高系數(shù);AI—混凝土局部受壓面積;AIn—混凝土局部受壓凈面積;Ab—局部受壓的計算底面積。
經(jīng)計算所得混凝土基礎滿足梁板架設需要。
(1)對墊石和支座進行檢查,其標高、平整度等指標要符合要求。(2)對負責梁板安裝的技術、設備操作人手進行培訓,提高其業(yè)務能力。(3)對架梁中所使用的簡易千斤頂、倒鏈、鋼板、支撐墊木以及架設過程中使用的其他機械設備進行仔細檢查。(4)在正式吊梁前,對橋機進行試吊、試運行。
(1)檢查架橋機各部位設備、電路工作狀態(tài)。前天車位移至3#支腿頂部,后天車位移至后端4m-6m的位置,前后天車均處于制動狀態(tài), 2#、3#、4#、5#支撐點位受力。
(2)1#和5#支腿收起。通過2#支腿、備用支腿上的動力裝置將主梁以1.57m/min向前移動30m,前天車同步后移30m,前天車相對地面是靜止狀態(tài)。2#、3#、備用動力支撐、4#支腿受力,后天車處于制動狀態(tài),用時20min。
(3)后天車往前運行24m。前、后天車距離5m,4#支腿前移19m,距離3#支腿10m。運梁車運梁到后天車,后天車用鋼絲繩兜住梁板,前天車處于制動狀態(tài),2#、3#、4#以及備用動力支撐受力,4#支腿是機動性支腿,用時20min。
(4)后天車提升梁板。不能將梁板吊離運梁車,架橋機主梁繼續(xù)向前20m,運梁車不動,前、后天車向后同步向后運行。1#支腿支撐,3#支腿距離5#支腿14m,1#、2#、3#、4#以及備用動力支撐受力,4#支腿是機動性支腿,過孔到位,用時20min。
(5)前天車前行34m。距離2#支腿2m處,后天車處于制動狀態(tài),前、后天車距離39m,鎖定橋機,進人待架梁狀態(tài)。1#、2#、4#支腿受力,需要用時20min。架橋機完成全部過孔工序達到架設條件總計80min。
2.6.1 中梁架設步驟
(1)運梁車將梁板運至主梁正下方,梁板要與主梁中心線相對應。將前天車鋼絲繩捆綁梁板,1#、2#、3#支腿受力,4#支腿起輔助作用,5#和備用動力支撐不受力,前、后天車處于制動狀態(tài),用時10min。
(2)前天車將梁板提起,梁板穩(wěn)定后前天車向前運行6m,運梁車同步前進6m,前、后天車相距45m。將后天車的鋼絲繩捆綁在梁板上,后天車處于制動狀態(tài),用時15min。此時1#、2#、3#支點均受力,4#支點在梁體前移過程中起輔助作用。
(3)后天車將梁板的后端提起,梁板穩(wěn)定后前、后天車以相同的速度前行,運梁車退回繼續(xù)運梁,前天車前進至距離1#支腿3m處,前、后天車同時停止前進,用時10min。此時1#、2#、3#支點均受力,4#支點在梁體前移過程中起輔助作用。
(4)主梁移至待架點位,同時將3#、4#支腿收起。3#、4#、5#和備用動力支腿不受力,1#、2#支腿受力,前、后天車處于制動狀態(tài),再次檢查各支腿和天車的狀態(tài),以及確保橫移軌道上無障礙物,用時15min。
(5)前、后天車同時降落梁板,距離墊石5cm時停止降落,梁板穩(wěn)定后,架橋機的橫移調(diào)整梁板的左右位置,進行梁板安裝,梁板安裝到位同時進行梁板加固,1#、2#支腿受力,3#、4#、5#和備用動力支腿不受力,安裝完成,用時30min。架設中跨、邊跨中梁用時80min。
2.6.2 邊梁架設步驟[8](如圖2所示)
圖2 邊梁架設步驟
步驟(1)、(2)同中梁架設。
(3)梁體穩(wěn)定后架橋機攜梁橫移2.4m,平均速度為1.57m/min。前、后天車左右橫移處于制動狀態(tài)不動,前、后天車可向前或向后移動調(diào)整梁板位置。梁板橫移至臨近邊梁的墊石上降低,距離墊石5cm時停止降落,準備橫移橋機,需時20min。
(4)架橋機以1.57m/min橫向移動,橫移到主梁距離鋼絲繩穿掛點10cm處,停止移動。前、后天車均進行制動。此時1#與2#支撐點位受力,3#、4#、5#、備用動力支點不受力,用時20min。
(5)架橋機攜梁以1.57m/min橫移2.4m,到達指定落梁位置。前、后天車在橋機攜梁橫移過程左右橫移處于制動狀態(tài),前、后天車可向前或向后移動來調(diào)整落梁的前后位置,需時30min。安裝邊梁完成用時95min。
跨鐵路架梁需在鐵路局給定的天窗時間(一般為110min)內(nèi)完成,這就要求人員組織、安全防護、工序銜接等準確高效,不能出現(xiàn)意外。
(1)在架梁前,要對所有施工和技術人員開展崗前安全質(zhì)量教育培訓,設備操作人員必須持證上崗,具備特種設備操作證書,另外要強化施工和技術人員的各項培訓以及績效考評。(2)配備專職的安全人對跨鐵路架梁施工全過程進行認真細致的監(jiān)控。(3)跨鐵路架梁在運輸梁體前,要百分百保證保橋機的防滑移系統(tǒng)、吊裝結(jié)構(gòu)等設備的安全性能,確保萬無一失。(4)在進行跨鐵路架梁吊裝作業(yè)時,在起吊及移動范圍不讓人員進入,務必保證吊具的安全、可靠。(5)非施工作業(yè)人員不得進入跨鐵路架梁施工作業(yè)現(xiàn)場。(6)施工作業(yè)和技術人員要嚴格執(zhí)行佩戴安全帶和安全帽、穿防滑鞋等必要的防護措施。(7)在惡劣的施工環(huán)境,如暴風、下雪、冰雹、雷陣雨等天氣,以及夜間情況,不許進行架梁、運梁、吊梁等相關施工。(8)對架橋機的主支腿以及支承墊石間支承進行強化,不許在未進行支承密實、穩(wěn)固的前提下匆忙施工。施工時切實強化監(jiān)控主支腿,嚴禁進行無監(jiān)控和野蠻施工。
通過分析某鐵路橋段上跨既有線架梁施工工藝,可知該類施工可使用時間非常有限,如何在有限的時間內(nèi)安全完成施工任務成為最重要的問題。整個施工過程既在與時間賽跑,工序銜接又不能出現(xiàn)任何差錯。這些都需要精心組織,需要機械設備的良性維護和全體人員的通力合作。