跨越铁路咽喉区大跨度门式墩钢盖梁施工技术

跨越铁路咽喉区大跨度门式墩钢盖梁施工技术

周甫

中铁九局集团有限公司辽宁沈阳110032

摘要：本文通过某新建铁路桥梁工程跨越既有铁路车站咽喉区门式墩的实施，将原悬臂浇筑连续梁优化为门式墩钢盖梁实施，从其施工难易程度、工期、投资、安全及对所跨越构筑物影响等方面进行了论述，并详细介绍其施工工艺和施工要点，达到了施工方便、节约工期、减少投资、降低安全隐患的效果，为大跨度门式墩盖梁施工提供借鉴。

关键词：钢盖梁；吊装；铁路；施工技术；

1、引言

随着国家基础建设力度的不断加大，铁路、公路、水路网络愈来愈密集，在修建新的铁路、公路时，不可避免地要跨越既有铁路、公路、水路等构筑物。而目前在桥梁跨越建筑物时，以采用大跨度连续梁方式为主，其施工工艺成熟、适用性强，但是在挂篮行走、混凝土浇筑等工序施工过程中，对铁路的运营产生较大的安全隐患，且施工周期较长，故在繁忙干线铁路上采用此方法施工争议较多；特别是在既有车站咽喉区，其铁路股道较多、跨度较大，严重影响车站的正常运营。本文结合工程实例，将原悬臂浇筑连续梁优化为门式墩钢盖梁实施，详细论述在车站咽喉区大跨度门式墩钢盖梁吊装的施工方法，其施工工艺简单、安全隐患小，工程投资少、并有效降低了对铁路、公路的运营干扰。

2、方案优化比选

某新建高铁桥梁在跨越既有车站咽喉区时设计为（60+100+60）m连续梁，主跨跨越既有铁路5条股道，一侧主墩位于既有铁路线交叉夹角内，场地狭小，一侧主墩位于既有公路旁边。考虑既有车站的运营、过往车辆的安全及桥梁施工工期的影响，并充分考虑施工工艺、安全隐患、建设投资、后期运营维修、施工对营业线干扰等方面因素，分别从悬臂浇筑连续梁、转体梁和下部设置门式墩跨越及门式墩盖梁采用混凝土梁还是钢盖梁等施工方案进行了详细论述。

2.1在对既有线影响及安全方面：悬臂浇筑连续梁和支架现浇门式墩混凝土盖梁的施工方案，由于跨度较大，在施工过程中需要大量的封锁点，对铁路影响较大，安全隐患较多。转体梁和钢盖梁吊装方案只需要几个封锁点就可施工完成，且均不需要在线上作业，安全系数较高。

2.2在投资方面：连续梁是造价指标明显高于门式墩结构，所以从投资方面考虑，门式墩结构明显优于连续梁。

2.3在工期方面：连续梁和混凝土支架现浇门式墩施工，施工工期均较长，特别是连续梁施工，长达一年多。而钢盖梁吊装施工，在下部桩基和墩身施工时，钢盖梁可在厂内进行预制，故钢盖梁施工工期最短。

2.4在场地要求方面：转体梁需要在两侧主墩上先延线路方向预制梁体，然后进行旋转，需要场地较大，连续梁和门式墩相对较少，只需设备和堆码材料所需的场地。

2.5在形象和期运营维护方面：大跨度连续梁的形象明显要优越于门式墩形式。且混凝土结构后期维护费用较少，钢盖梁相对比较麻烦，需要定期进行维护。

综上所述，结合现场实际情况，最终将原设计的悬臂浇筑连续梁优化为门式墩钢盖梁施工方案，钢盖梁分块厂家预制，现场拼装，考虑吊重，每个钢盖梁组装成2片，采用吊车分片吊装至墩顶，最后将2片梁焊接成一个整体。

3、钢盖梁盖梁施工方法

3.1总体方案

将原设计的（60+100+60）m连续梁边跨位置设置普通墩，在跨越铁路位置设置3座门式墩结构跨越，门式墩盖梁采用钢盖梁，跨度跨度39.8米，每个盖梁337吨，分块在工厂内进行预制，然后运至现场进行组拼成两片，每片重量约171吨，然后采用吊车将其吊至墩顶进行二次焊接拼装成一个整体盖梁。

3.2关键工艺及注意点

3.2.1地基处理

首先根据履带吊的吊装能力、盖梁自重，对履带吊站位的地基进行承载力计算。本工程考虑400吨履带机超起（250吨）重主臂工况下重量合计为650吨，梁体自重最大为168.5吨，考虑1.2倍的动力放大系数。履带车单幅履带宽1.29m，长9.4m。经计算，地基基础设计为25cm厚C35混凝土，下部设置Φ22mm@200mm的钢筋网片，网片保护层6cm，基础下铺设50cm片石垫层。同时考虑履带吊的整体尺寸及吊梁位置的要求，本工程决定吊车站位处地基处理面积为13×17m。

3.2.2钢盖梁加工及现场组拼

钢盖梁门式墩由混凝土立柱和钢盖梁组成，为全焊钢结构，采用Q345qE钢材。钢盖梁为矩形截面，五个腹板将箱体内分为四个箱式。钢盖梁高度为3.25米，顺桥向宽度为4.5米，钢盖梁顶、底面水平，腹板带有11mm预拱度，两边立柱外边伸出350mm。钢盖梁腹板厚度均为26mm，顶底板一般厚度均为30mm，钢盖梁内横隔板距离500-1500mm不等，顶板、底板和腹板设每隔200mm、200mm和280mm间距的横向加劲肋，以传递小箱梁支座荷载，所有横隔板均开人孔。钢盖梁梁顶端设防护栏。

在厂家分块组拼（安运输能力分块）运至现场，在场地内进行二次拼接，所以焊缝均需进行探伤检验，全部合格后，方可进行下步作业。

3.2.3吊车就为及试吊工作

3.2.3.1吊车的选择

根据现场实际情况，本工程最重单片梁体168.5T，吊装旋转半径为27m，臂长度46m要求，结合周边市场调查情况，决定采用400T履带式起重机配备超起重（250T），臂长选择48m，据其超起重主臂工况荷载表，可查的其最大起重量为210.3T，满足起吊重量168.5T的重量要求。

3.2.3.2钢丝绳的选择

盖梁的吊装采用4根钢丝绳用吊环连接构件上吊耳的方式将盖梁竖直吊起，根据钢丝绳使用安全规范《GB/T29086-2012》的相关规定，决定采用直径56mm的6x37钢丝绳，其抗拉强度要求1850MPa，通过查表得知，其单根抗拉强度为2175Kn，钢丝绳强度满足吊装要求。

3.2.3.3吊车的进场及试吊

待处理的地基满足要求后，400T履带式起重机采用汽运分履带、主机、配重、臂杆及配件等依次运至施工现场，在70T吊车配合下进行组装，组装好后需进行各项性能调试，以确保满足施工要求，并将配重放置在适当位置。在不影响营业线运营的情况下，进行试吊并适当旋转，观察吊车及相关配件、梁体的变化，是否满足施工要求。

3.2.4钢盖梁吊装及拼装

3.2.4.1吊装前对每一片钢盖梁的质量及尺寸进行检查校对，对标高、位置进行测量复核，提前画出盖梁就位后的准确位置。同时对吊车的位置进行复核，以确保其与事先设计好的位置相符。

3.2.4.2吊装前在盖梁两端设缆风绳，用以控制吊装过程中钢构件随意摆动。具体做法为：用Φ20的麻绳（长度大于50米），在梁体两端捆绑固定（为了脱钩时再次使用，将其捆绑在钢丝绳与梁体接触位置的钢丝绳上），吊车吊起构件时，吊车侧人员拉拽，另一端缆绳捆在端头，梁端跨过铁路后，由人工利用代勾木棍拉拽下来，利用麻绳进行导向控制

3.2.4.3在盖梁墩身同一侧设置滑道板，吊装时由缆绳控制盖梁旋转至下落位置，顺滑道板落到立柱顶，滑道采用钢板焊接。

3.2.4.4由于场地受限，无法再施工封锁点施工命令下达前旋转吊车提前将梁体吊起，故只能利用汽车吊将梁体提前连接好，将钢丝绳暂时放置在梁顶。

3.2.4.5施工封锁点施工命令下达后，首先将吊车大臂转向盖梁正上方，转到盖梁上方后，开始挂钢丝绳，调整钢丝绳位置。然后起吊，使盖梁离地面后，先垂直上升盖梁至高于墩柱顶面2米高位置，再向线路方向转动至梁体就位位置上方，缓慢下落。

3.2.4.6特别强调一下，就位后现将配重垫好（确保脱钩后配重落差在1cm之内，以确保吊车稳定），在脱钩过程中，如果直接将钢丝绳落下，将碰到接触网，所以必须将远离吊车一侧的钢丝绳先延梁底滑至靠近吊车一侧的支架位置后，即采用溜绳（前面提到的缆风绳）配合吊车旋转，再把钢丝绳放到地面，解开卸扣，起钩，转向，离开铁道。

3.2.4.7在吊装第二片的时候与已经就位的第一梁保持一定的距离，防止与第一片梁发生碰撞，发生事故，在最终贴近过程中需要专人严密控制，确保两侧同步。第二片梁就为后再次使用手拉葫芦对梁体进行微调，使其与第一片梁密贴且位置准确。

4、结柬语

通过该工程实例，对于跨越建筑物等大跨度结构的设计、施工提供了新的思路，同时也是对大跨度钢盖梁的一次检验，采用分块预制、吊装、拼接的施工工艺完成门式墩钢盖梁施工，其结构简单、受力明确、施工周期短、投资小、安全隐患少、大大减小了施工对营业线的干扰。在目前国家大力提倡装配式施工的前提下，具有积极的推广和借鉴价值。

参考文献：

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