津濱輕軌一跨京山鐵路結合梁橋施工要點分析摘要:津濱輕軌工程一跨京山鐵路鋼混結合梁,其橋墩距京山鐵路太近,因而施工難度大,危險性大。文章主要介紹該橋的鋼混結合梁施工技術要點。關鍵詞:鋼混結合梁 施工方法 拖拉 旋轉1工程概況 此橋位于天津市東麗區中心莊與大無縫之間,斜跨京山鐵路。鋼混結合梁位于Ｒ=600ｍ的曲線上,全長50ｍ。Ｃ110#墩、Ｃ111#墩分別位于京山鐵路南北兩側,墩高13ｍ。鐵路南側Ｃ110#墩外邊緣最近點距南側軌道外軌4.8ｍ;北側Ｃ111#墩外邊緣最近點距北側軌道外軌5.6ｍ,現場平面布置圖見圖1所示。鋼梁總重2240ｋＮ,高2 .9ｍ,寬5ｍ,分為左右兩個箱梁體(每片梁寬2.0ｍ,重約1060ｋＮ),中間有橫隔梁(寬1.6ｍ)連接。縱向分為三段,長度分別為10ｍ、30ｍ、10ｍ。鋼梁頂部橋面板厚度為30ｃｍ,寬度為8.9ｍ。鋼梁斷面圖詳見圖2。 本橋工程特點是橋墩臨近京山鐵路線。而京山線是進入東北地區的鐵路主干線,確保其暢通和行車安全在施工中高于一切。因此施工難度大,危險性大。2 施工方案 按照鋼梁設計形式,將鋼梁分兩片拼裝,分別將鋼梁橫移至縱向滑移軌道,用卷揚機縱向拖拉至指定位置。然后一端用履帶吊車吊起,另一端用履帶吊吊著旋轉至指定位置。接著將鋼梁吊著走行至預定安裝位置,當兩片鋼梁就位后安裝橫隔梁組成一體。最后,進行橋面板施工。
2.1施工工藝(見施工流程圖3)2.2施工準備 1)將施工便道和現場場地回填,用壓路機平整碾壓,密實度達到95%以上。履帶吊車行走路線下鋪墊一層約5ｃｍ厚的石子,履帶吊車行走路線及作業位置必須鋪設鋼板,滿足吊車走行及施工的需要,防止吊裝過程中吊車部位發生沉陷。現場吊車就位及拼梁、移梁處填土至4.17ｍ標高,場地四周設排水設施; 2)安裝卷揚機,并進行試運轉; 3)在墩頂及梁體上劃好就位線,并復核墩頂標高; 4)拼裝鋼梁; 5)在鋼梁拼裝處附近、京山線南側,進行鋼梁試移、試吊; 6)在吊梁現場準備一臺75ｋＷ發電機,并進行試運行,確保設備正常運轉。2.3 鋪設拖拉梁軌道 在指定位置用Ｃ20混凝土澆筑平臺,平臺長60ｍ,寬2ｍ,高0.6ｍ,在平臺前后端分別預埋Φ20圓鋼拉環,用以固定滑輪和卷揚機。將軌排鑲入混凝土平臺內,在軌排上放置運梁小車,軌排前后端設置車擋。靠近京山線的小車距軌排前端20ｍ,為拖拉鋼梁過鐵路線的預定走行距離。鋼梁底面標高高于京山鐵路軌面標高1ｍ。2.4橫移鋼梁 用兩臺吊車將鋼梁吊起,橫移至拖拉梁軌道運梁小車上,前端用枕木支墊好。2.5縱向拖拉移梁 要點封鎖線路后,用卷揚機將鋼梁懸臂拖拉至指定位置,見第一片鋼梁吊裝示意圖(圖4)。 在縱向拖拉鋼梁時,梁后部制動卷揚機隨鋼梁前進不斷放松鋼絲繩,但要保持一定的制動能力以防止因沖擊振動而向前沖撞。2 .6 旋轉移梁 1)采用“雙吊車整體直吊法”吊裝,兩臺吊車分別是200ｔ履帶吊車和150ｔ履帶吊車。 2)兩臺吊車的起重性能選擇見表1。 3)當第一片梁拖拉到預定的吊裝位置時,起重工開始分別拴繩扣。吊點選擇在距鋼梁兩端1.15ｍ處,吊繩選用長15ｍ、Φ66.5ｍｍ的鋼絲繩,墊好鋼絲繩保護物。吊車收繩使鋼絲繩稍微吃上力,同時保持吊鉤始終與鋼梁中心垂直。 4)兩臺吊車同時起吊,并保持勻速上升,鋼梁兩端要掛上幌繩,由地面人員溜住,以避免其搖擺晃動。當上升到超過混凝土梁頂面標高時,開始旋轉使鋼梁平穩吊運至指定位置。然后一端用150ｔ履帶吊車吊著,另一端用200ｔ履帶吊車吊著走行至預定安裝位置上方。2.7鋼梁就位 當確定帽梁上沒有異物,同時在指揮人員下達命令后方可落梁。鋼梁落下、支穩、找正后才可完全摘鉤,吊裝流程圖見圖5。2.8申請銷點 每片鋼梁一次吊裝就位,每次作業時間50ｍｉｎ,要點時間59ｍｉｎ。 第一片梁調整到設計位置后,按上述2.4～2.8步驟吊裝另一片梁就位。兩片梁均安裝到設計位置后,安裝橫隔梁、鋪設橋面板。3架梁安全檢算 以鋼梁的重量和橋孔跨徑為基礎,對吊車、鋼絲繩、卷揚機受力進行檢算,確保架梁的安全。鋼梁總重量為2240ｋＮ,單片鋼梁重按1060ｋＮ計算。3.1÷拖拉牽引力計算Ｆ=ＫΦＱ=0.05×1060=53ｋＮ式中 Ｆ———拖拉架設所需牽引力,ｋＮ; Ｋ———阻力調整系數,取1.0; Φ?———滑道摩阻系數,取0 05; Ｑ———鋼梁自重,ｋＮ。 根據牽引力53ｋＮ,選用Ｈ8×1ＫＢＬ滑輪。3.2 卷揚機的選擇Ｐ=ＫｎＦ=0.549×53=29.1ｋＮ 式中 Ｐ———繩頭拉力; Ｆ———滑移牽引力; Ｋｎ———滑輪組省力系數。 選用ＪＭ5型卷揚機。3.3拖拉梁鋼絲繩的選擇 最大合力為29.1ｋＮ,安全系數取6,則鋼絲繩的破斷拉力:Ｐ=29.1×6=174.6ｋＮ。鋼絲繩的破斷拉力:Ｆ=174.6/0.85=205.4ｋＮ,查表選用Φ20ｍｍ6(19)抗拉強度為1550Ｎ/ｍｍ2的鋼絲繩。3.4吊梁鋼絲繩的選擇 履帶吊車吊點最大合力為530ｋＮ,安全系數取8,則鋼絲繩的破斷拉力:Ｐ=530 /(2×ｃｏｓ15°)×8=2195ｋＮ。鋼絲繩的破斷拉力:Ｆ=2195 /0.8=2744ｋＮ,查表選用?Φ66 .5ｍｍ6(61)抗拉強度為1700Ｎ/ｍｍ2的鋼絲繩。4 結語 1)本分項工程作為典型的分片吊裝、高空拼接的施工項目,在施工前提出了較為合理的施工組織方案,并經受了現場的檢驗。 2)本分項工程施工方案提出的在地面進行構件滑移,到位后起吊,達到高度后空中旋轉定位的施工方法,對類似施工項目具有很好的參考作用。 3)本分項工程中臨時工程數量較小,對京山鐵路運輸的影響也較小,可供其他項目借鑒。參考文獻[1]ＴＢ10203—2002,鐵路橋涵施工規范[Ｓ].[2]鐵道部第三工程局.橋涵(中冊)[Ｍ].北京:中國鐵道出版社,2002.[3]ＴＢ10002.2—99,鐵路橋梁鋼結構設計規范[Ｓ].[4]李廉錕.結構力學(上)[Ｍ].北京:高等教育出版社,2002.
2.1施工工藝(見施工流程圖3)2.2施工準備 1)將施工便道和現場場地回填,用壓路機平整碾壓,密實度達到95%以上。履帶吊車行走路線下鋪墊一層約5ｃｍ厚的石子,履帶吊車行走路線及作業位置必須鋪設鋼板,滿足吊車走行及施工的需要,防止吊裝過程中吊車部位發生沉陷。現場吊車就位及拼梁、移梁處填土至4.17ｍ標高,場地四周設排水設施; 2)安裝卷揚機,并進行試運轉; 3)在墩頂及梁體上劃好就位線,并復核墩頂標高; 4)拼裝鋼梁; 5)在鋼梁拼裝處附近、京山線南側,進行鋼梁試移、試吊; 6)在吊梁現場準備一臺75ｋＷ發電機,并進行試運行,確保設備正常運轉。2.3 鋪設拖拉梁軌道 在指定位置用Ｃ20混凝土澆筑平臺,平臺長60ｍ,寬2ｍ,高0.6ｍ,在平臺前后端分別預埋Φ20圓鋼拉環,用以固定滑輪和卷揚機。將軌排鑲入混凝土平臺內,在軌排上放置運梁小車,軌排前后端設置車擋。靠近京山線的小車距軌排前端20ｍ,為拖拉鋼梁過鐵路線的預定走行距離。鋼梁底面標高高于京山鐵路軌面標高1ｍ。2.4橫移鋼梁 用兩臺吊車將鋼梁吊起,橫移至拖拉梁軌道運梁小車上,前端用枕木支墊好。2.5縱向拖拉移梁 要點封鎖線路后,用卷揚機將鋼梁懸臂拖拉至指定位置,見第一片鋼梁吊裝示意圖(圖4)。 在縱向拖拉鋼梁時,梁后部制動卷揚機隨鋼梁前進不斷放松鋼絲繩,但要保持一定的制動能力以防止因沖擊振動而向前沖撞。2 .6 旋轉移梁 1)采用“雙吊車整體直吊法”吊裝,兩臺吊車分別是200ｔ履帶吊車和150ｔ履帶吊車。 2)兩臺吊車的起重性能選擇見表1。 3)當第一片梁拖拉到預定的吊裝位置時,起重工開始分別拴繩扣。吊點選擇在距鋼梁兩端1.15ｍ處,吊繩選用長15ｍ、Φ66.5ｍｍ的鋼絲繩,墊好鋼絲繩保護物。吊車收繩使鋼絲繩稍微吃上力,同時保持吊鉤始終與鋼梁中心垂直。 4)兩臺吊車同時起吊,并保持勻速上升,鋼梁兩端要掛上幌繩,由地面人員溜住,以避免其搖擺晃動。當上升到超過混凝土梁頂面標高時,開始旋轉使鋼梁平穩吊運至指定位置。然后一端用150ｔ履帶吊車吊著,另一端用200ｔ履帶吊車吊著走行至預定安裝位置上方。2.7鋼梁就位 當確定帽梁上沒有異物,同時在指揮人員下達命令后方可落梁。鋼梁落下、支穩、找正后才可完全摘鉤,吊裝流程圖見圖5。2.8申請銷點 每片鋼梁一次吊裝就位,每次作業時間50ｍｉｎ,要點時間59ｍｉｎ。 第一片梁調整到設計位置后,按上述2.4～2.8步驟吊裝另一片梁就位。兩片梁均安裝到設計位置后,安裝橫隔梁、鋪設橋面板。3架梁安全檢算 以鋼梁的重量和橋孔跨徑為基礎,對吊車、鋼絲繩、卷揚機受力進行檢算,確保架梁的安全。鋼梁總重量為2240ｋＮ,單片鋼梁重按1060ｋＮ計算。3.1÷拖拉牽引力計算Ｆ=ＫΦＱ=0.05×1060=53ｋＮ式中 Ｆ———拖拉架設所需牽引力,ｋＮ; Ｋ———阻力調整系數,取1.0; Φ?———滑道摩阻系數,取0 05; Ｑ———鋼梁自重,ｋＮ。 根據牽引力53ｋＮ,選用Ｈ8×1ＫＢＬ滑輪。3.2 卷揚機的選擇Ｐ=ＫｎＦ=0.549×53=29.1ｋＮ 式中 Ｐ———繩頭拉力; Ｆ———滑移牽引力; Ｋｎ———滑輪組省力系數。 選用ＪＭ5型卷揚機。3.3拖拉梁鋼絲繩的選擇 最大合力為29.1ｋＮ,安全系數取6,則鋼絲繩的破斷拉力:Ｐ=29.1×6=174.6ｋＮ。鋼絲繩的破斷拉力:Ｆ=174.6/0.85=205.4ｋＮ,查表選用Φ20ｍｍ6(19)抗拉強度為1550Ｎ/ｍｍ2的鋼絲繩。3.4吊梁鋼絲繩的選擇 履帶吊車吊點最大合力為530ｋＮ,安全系數取8,則鋼絲繩的破斷拉力:Ｐ=530 /(2×ｃｏｓ15°)×8=2195ｋＮ。鋼絲繩的破斷拉力:Ｆ=2195 /0.8=2744ｋＮ,查表選用?Φ66 .5ｍｍ6(61)抗拉強度為1700Ｎ/ｍｍ2的鋼絲繩。4 結語 1)本分項工程作為典型的分片吊裝、高空拼接的施工項目,在施工前提出了較為合理的施工組織方案,并經受了現場的檢驗。 2)本分項工程施工方案提出的在地面進行構件滑移,到位后起吊,達到高度后空中旋轉定位的施工方法,對類似施工項目具有很好的參考作用。 3)本分項工程中臨時工程數量較小,對京山鐵路運輸的影響也較小,可供其他項目借鑒。參考文獻[1]ＴＢ10203—2002,鐵路橋涵施工規范[Ｓ].[2]鐵道部第三工程局.橋涵(中冊)[Ｍ].北京:中國鐵道出版社,2002.[3]ＴＢ10002.2—99,鐵路橋梁鋼結構設計規范[Ｓ].[4]李廉錕.結構力學(上)[Ｍ].北京:高等教育出版社,2002.