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        鐵路便橋耳板鉸接法型鋼剪刀撐施工技術(shù)研究

        2020-07-20 12:03:22詹亞橋
        四川建筑 2020年2期
        關(guān)鍵詞:鐵路施工

        詹亞橋

        (中鐵十七局集團(tuán)上海軌道交通工程有限公司, 上海 200122)

        1 工程概況

        寧波站改建工程上跨深基坑鐵路便橋結(jié)構(gòu)形式為國內(nèi)首例,為加快整個(gè)工程的施工進(jìn)度,利用地鐵深基坑內(nèi)工程樁、國鐵站房工程樁及鋼格構(gòu)柱修建橫跨地鐵深基坑梁板式鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)臨時(shí)鐵路便橋,營業(yè)線利用便橋在深基坑上方通行,同步實(shí)施地鐵深基坑的開挖,節(jié)約工期約2年,加快進(jìn)度。

        鐵路便橋長133.6m,寬12.9m,橫跨地鐵深基坑43.7m,深基坑開挖20.8m?;A(chǔ)采用鉆孔灌注樁,共91根,其中新增立柱樁57根,利用工程樁34根,樁長約80m,樁徑為φ1000mm、φ1500mm,灌注樁內(nèi)插等邊L200×20 mm角鋼加工成的格構(gòu)柱,插入深度6 m,格構(gòu)柱伸入梁體85 cm,便橋上部縱、橫向采用1000 mm×1000 mm、600 mm×800 mm、350 mm×600 mm鋼筋混凝土連梁及[28a將鋼格構(gòu)連接成整體,梁頂部以下350 mm為鋼筋混凝土板結(jié)構(gòu)。深基坑內(nèi)便橋范圍采用三軸攪拌樁加固,加固寬度18 m,深度24.3 m,深入地鐵深基坑底板3 m,P·O42.5水泥,強(qiáng)加固區(qū)摻量20 %,弱加固區(qū)10 %,便橋和深基坑承垂直交叉結(jié)構(gòu)形式[1]。

        2 工程重難點(diǎn)

        (1)便橋下方為軟土地鐵深基坑,通行車輛期間,深基坑必須進(jìn)行土方開挖,邊挖邊進(jìn)行支撐的施工;

        (2)受限于鐵路運(yùn)營安全的考慮,便橋下深基坑土方開挖時(shí)遵循“通車不動(dòng)土、動(dòng)土不通車”的要求,路局在評審和批復(fù)方案時(shí),便橋下土方開挖時(shí)間僅僅給90 min,每日施工時(shí)間短,工作量大。

        (3)受開挖深度、便橋面板及支撐影響,剪刀撐安裝不能采用吊車吊裝,必須全部采用人工安裝,因采用為[28a,重量為38.22 kg/m,安裝困難,施工空間狹?。?/p>

        (4)鋼格構(gòu)柱因空孔部分較長,格構(gòu)柱吊裝時(shí)容易造成一定方向偏轉(zhuǎn),導(dǎo)致剪刀撐焊接連接困難,原設(shè)計(jì)連接方式會(huì)導(dǎo)致工作時(shí)間加長。

        3 施工工藝及效果分析

        3.1 施工原理

        在樁基施工過程中,內(nèi)插埋深6 m長度不一的鋼格構(gòu)柱,在鐵路便橋運(yùn)營后,以‘格構(gòu)柱’作為‘橋洞’支撐,鋼筋混凝土澆筑成‘橋面’,待下部開挖時(shí)暴露出鋼格構(gòu)柱,利用事先加工好的[28a剪刀撐,通過耳板鉸接法連接鋼格構(gòu)柱與剪刀撐這種簡單易操作的方法將橫、縱向剪刀撐與鋼格構(gòu)柱連成一體,確保安裝速度、鐵路便橋的穩(wěn)定、臨時(shí)正線正常運(yùn)營[2]。

        3.2 施工工藝流程

        3.2.1 剪刀撐制作

        剪刀撐材質(zhì)使用[28a,施工開挖到在單元格構(gòu)底部節(jié)點(diǎn)部位后,相關(guān)人員量測人字形剪刀撐具體尺寸,保證安裝工藝順利實(shí)施[3]。

        3.2.2 耳板焊接:

        鉸點(diǎn)及耳板安裝格構(gòu)柱角鋼露出后,先將節(jié)點(diǎn)鋼板焊接在兩格構(gòu)柱內(nèi)側(cè)對立面,再焊接鉸點(diǎn)連接耳板,掛線確定鉸點(diǎn)耳板焊接的位置和連接方向,耳板采用σ=12 mm鋼板,A板450 mm×400 mm×12 mm,B板400 mm×300 mm×300 mm×300 mm×12 mm,鉸點(diǎn)鋼板橢圓形螺栓孔在安裝方向確定后現(xiàn)場制作;槽鋼一端提前留好螺栓孔,螺栓采用M14×70 mm六角螺栓。另一端孔位置根據(jù)現(xiàn)場所量尺寸打孔;天窗點(diǎn)內(nèi)先將槽鋼采用螺栓連接固定,點(diǎn)外再進(jìn)行滿焊[4]。

        3.2.3 剪刀撐安裝

        利用便橋梁底作為固定點(diǎn),采用倒鏈將加工好的槽鋼吊起,人工移動(dòng)其至待焊格構(gòu)柱附近,安裝時(shí)槽鋼大面與耳板密貼,精確對準(zhǔn)耳板,螺栓固定槽鋼,恢復(fù)通車后,點(diǎn)外將槽鋼與耳板結(jié)合縫滿焊連接。具體步驟如下:

        (1)運(yùn)輸和清點(diǎn)現(xiàn)場施工所需材料;

        (2)點(diǎn)內(nèi)量測出耳板實(shí)際方向,確定剪刀撐長度和螺栓孔位置,現(xiàn)場切割連接槽鋼,加工螺栓孔;

        (3)點(diǎn)內(nèi)焊接耳板,并用螺栓將槽鋼連接;

        (4)點(diǎn)外節(jié)點(diǎn)連接處補(bǔ)焊;

        (5)總結(jié)當(dāng)日施工情況,分析不同工況監(jiān)測結(jié)果,優(yōu)化下一步施工方案。

        圖1~圖4為耳板鉸接法平立面、施工工藝試驗(yàn)和現(xiàn)場照片。

        圖2 剪刀撐工藝性試驗(yàn)

        圖3 第一層剪刀撐安裝現(xiàn)場照片

        圖4 第三層剪刀撐安裝后的照片

        4 施工效果

        4.1 連接速度快

        由于連接耳板為提前預(yù)加工,構(gòu)件小,焊接和安裝耳板勿需太大的空間,可在土方開挖過程提前進(jìn)入焊接耳板的工序,確保了焊接耳板的時(shí)間,耳板焊接完畢,將預(yù)留螺栓孔的耳板和剪刀撐采用螺栓連接到一起。

        4.2 構(gòu)件安裝方便

        鉸接法將構(gòu)件自格構(gòu)柱邊斷開為兩個(gè)連接段,減輕了剪刀撐重量,人工安裝較為輕便調(diào)整耳板角度,修正連接方向,加快進(jìn)度??筛鶕?jù)現(xiàn)場情況,連接鋼格構(gòu)柱腹板的耳板可根據(jù)相鄰鋼格構(gòu)柱的剪刀撐連接方向調(diào)整角度,確保相鄰鋼格構(gòu)柱剪刀撐連接方便。

        4.3 節(jié)約工序時(shí)間

        構(gòu)件可提前進(jìn)行預(yù)加工,減少現(xiàn)場加工時(shí)間,給工序創(chuàng)造更多的現(xiàn)場安裝時(shí)間。

        4.4 減少鋼格構(gòu)柱焊接熱損傷

        鋼格構(gòu)柱上焊接腹板,然后在焊接耳板,減少了對承重鋼格構(gòu)柱角鋼的熱焊影響,確保營業(yè)線的安全。

        耳板鉸接法整體實(shí)施加快整個(gè)工程的施工進(jìn)度,也減少對承載鋼格構(gòu)柱的熱損傷,確保了便橋上鐵路營業(yè)線的安全。

        5 結(jié)束語

        面對工程重難點(diǎn),迫切需要解決時(shí)間、空間不足等問題,耳板鉸接法連接剪刀撐和鋼格構(gòu)柱應(yīng)用而生,焊接可分塊施做,同開挖同步實(shí)施,焊接面小,充分利用了時(shí)間和空間,有效的提高了工作效率,加快整個(gè)工程的施工進(jìn)度,也減少對承載鋼格構(gòu)柱的熱損傷,確保了便橋上鐵路營業(yè)線的安全。該法取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益,為類似橫跨深基坑鋼格構(gòu)柱鐵路臨便橋施工積累了經(jīng)驗(yàn),值得深究和推廣。

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