(1.中铁六局集团广州工程有限公司,广州,511493)
摘 要本论文依托公路工程项目40米公路箱梁在梁下净空比较低无法安装传统防护棚架,且横跨既有线的施工背景,先对箱梁进行建模分析,对不同工况下的稳定性进行了验算,得出了箱梁湿接缝及横隔板钢筋牢固焊接时,箱梁抗弯、抗剪承载能力满足规范要求,抗倾覆能力满足规范要求,实际操作中严禁箱梁湿接缝钢筋未牢固焊接状态下运梁施工;依据验算结果和40米公路箱梁梁下净空比较低无法安装传统防护棚架的情况,采取了兜底防护棚的横跨既有双线的公路箱梁施工技术,确保了既有线的安全运营,同时也在确保质量、安全的情况下,为企业节约了施工成本,该施工技术可为类似工程提供借鉴。
关键词公路箱梁;兜底防护棚;既有线;施工技术
中图法分类号U445; 文献标志码B
1 前言
在中国基建崛起的背景下,中国的交通网络在不断完善,路网建设不断加密、线路在空间上相互交错纵横。新建线路对既有线路的影响也日益见长,新建线路遇到的工程条件越来越复杂,如何确保新建线路的顺利下穿及上跨不对既有线路的安全产生威胁、不影响既有线路的运营是当前重要的技术难题,在工程中具有重要的现实意义。近年来,已经有许多工程师和学者在邻近既有线的施工技术进行了研究,已有不少成功的工程案例。李文国等[1]对场地受限时跨线桥梁的施工技术进行了探讨,经过实际工程中的施工及实践可以验证,高低支腿龙门吊宽幅双导梁法是一种解决场地受限时跨线桥梁的施工的新手段、新方法;谢才文[2]对着重对场地受限情况下的跨线桥梁施工技术进行了分析研究,提出了连续旋体梁施工模型,并通过特定试验结果验证了所提出的连续旋体梁施工模型的正确性与可行性;肖寒[3]从施工前应对施工安全问题的措施、施工安全问题处理措施两方面展开论述,为如何降低这类工程施工安全问题发生率,促进我国铁路事业发展,提升铁路跨线桥梁施工水平提供了策略。贺剑[4]为了降低施工安全问题的发生率,对包括钻孔作业、导管安装施工、墩柱、盖梁部位施工、预设箱梁架设、跨线桥面施工作业在内的跨线桥梁工程施工方法与防护问题进行了探讨。随着目前遇到的新建线路对既有线路的空间关系越来越复杂,上述的施工技术都已无法满足当前既有线和新建线路在空间上两者的位置越来越接近且40米公路箱梁梁下净空比较低无法安装传统防护棚架的情况。因此,本论文对40米公路箱梁,梁下净空比较低无法安装传统防护棚架的横跨既有双营业线的公路箱梁施工技术进行探讨。
2 工程概况
新建梅州至潮汕铁路工程改路一工程DGDK0+293龙鹳北路公跨铁全桥长756.4m,桥宽22m,该桥与新建潮州动车运用所A线、B线(里程AK4+172.928、BK4+639.664)处以2*40m简支箱梁(13#~15#墩)上跨,其里程为GL1DK0+432.99~GL1DK0+512.99,与A线夹角63.13°、B线夹角90.42°,桥下净空高度7.67m。平面图如图1所示。
目前设备状况,该桥以2*40m箱梁跨越动车所A、B线,13#墩位于A线路左侧,墩柱外沿与铁路营业线坡脚最小距离为6.5m,距铁路中心线13.7m;14#墩位于A线、B线之间,墩柱外沿与铁路营业线坡脚最小距离为4.9m,距铁路中心线12.1m;15#墩位于B线右侧,墩柱外沿与铁路营业线坡脚最小距离为5.5m,距铁路中心线12.7m。桥跨越B线时汕头方向006号杆里程BK4+626.0,梅州方向008号杆里程BK4+685.0;跨越A线时汕头方向003号杆里程AK4+145.9,梅州方向005号杆里程AK4+190.9。跨线断面图如图2和图3所示。梁下均有接触网线路,其相互位置关系见表1。
表1 线路位置关系表
序号 | 线路 | 涉及 墩号 | 梁底距承力索(m) | 梁底距接触网导线(m) | 梁底距供电线(m) | 梁底距回流线(m) |
1 | A线 | 13-14 | 0.56 | 1.86 | 0.58 | 0.83 |
2 | B线 | 14-15 | 0.85 | 2.05 | 0.86 | 1.34 |
图1 公跨铁动车所A、B线平面布置图
主桥平面位于直线上,箱梁顶板横坡按2%设计,底板横向按水平设计,由盖梁横坡和桥面现浇层调整。梁体采用单箱单室、等截面先简支后桥面连续公路箱梁,箱梁顶宽2.4m(边梁2.825m)、底宽1.0m,梁高2m;湿接缝宽为0.35米;箱内顶板厚度为18cm,底板厚度36cm(端部)变至18cm(中部),腹板厚度32cm(端部)变至20cm(中部),按折线性变化;每片梁在端头处设预制堵头板,箱梁长40m,每跨8片,单片梁重约155t,采用200T架桥机架设。
图2 13#~14#墩跨动车所A线断面图
图3 14#~15#墩跨动车所B线断面图
图4 公跨铁动车所A、B线立面布置图
涉及营业线架梁施工采用200t架桥机架设,架设后在梁间设置兜底防护,以防止导电、落水、坠落物、人身伤害、侵限以及方便施工等。箱梁架设顺序安排:
1#、2#、8#、7#、6#、5#、4#、3#(喂梁通道)(箱梁编号如图5所示)。
图5 桥梁横断面布置图
3 箱梁架设稳定性验算
根据项目特点及情况,本项目选用HPLQ200T-40m架桥机用于架设公路桥梁40米及以下跨度、铁路梁32米及以下跨度的预应力钢筋混凝土梁片,最大额定起重能力小于等于200t。该机属单臂简支型,能实现全幅机械横移梁片,达到一次落梁到位,具有结构简单、重量轻、运输组装方便、性能优良、自动化程序高的特点,性能如表2所示。
表2 HPLQ200T-40m架桥机主要技术性能
序号 | 项目名称 | 单位 | 参数值 | |
1 | 额定起重量 | t | 200 | |
2 | 主机总重量 | t | 200 | |
3 | 适宜跨度 | m | 公≤40m | |
4 | 整机功率 | Kw | 165(含运梁车) | |
5 | 架设梁片适宜纵坡 | % | ±2 | |
6 | 架设梁片最大外形尺寸(宽×高) | m | 2.6×3.3 | |
7 | 吊梁纵移速度 | m/min | 3.2 | |
8 | 吊梁起落速度 | m/min | 0.6 | |
9 | 吊梁整机横移速度 | m/min | 2.4 | |
10 | 导梁纵移速度 | m/min | 5 | |
12 | 跨中挠度 | 重 载 | mm | ≤200 |
自 然 | mm | ≤140 | ||
13 | 过孔悬臂挠度 | mm | ≤295 | |
14 | 架设曲线桥最小半径 | m | 350 | |
15 | 工作状态时整机重心高度 | m | 2.7 | |
16 | 落梁方式 | 机械全断面一次到位 | ||
17 | 喂梁方式 | 尾部运梁车喂梁 | ||
18 | 控制方式 | 手动电控 | ||
19 | 液压系统最大工作压力 | Mpa | 31.5 | |
20 | 整机工作级别 | A3 |
为了确保既有双营业线的安全,对横跨营业线的单片箱梁的荷载最不利工况以及箱梁整体的稳定性进行验算,防止失稳对既有营业线造成安全风险。
3.1 材料参数
本项目40m公路箱梁采用材料参数如表3所示。
表3 材料名称及强度取值表
材 料 | 项 目 | 参 数 |
C55混凝土 | 抗压标准强度 fck | 35.5MPa |
抗拉标准强度 ftk | 2.74MPa | |
抗压设计强度 fc | 24.4MPa | |
抗拉设计强度 ftd | 1.89MPa | |
抗压弹性模量 Ec | 3.55×104MPa | |
线膨胀系数 α | 0.00001 | |
预应力筋Φs12.5钢绞线 | 抗拉标准强度 fpk | 1860MPa |
抗拉设计强度 fpd | 1260MPa | |
抗压设计强度 fpd’ | 390MPa | |
普通钢筋HRB400 | 抗拉标准强度 fsk | 400MPa |
抗拉设计强度 fsd | 330MPa | |
抗压设计强度 fsd’ | 330MPa |
3.2 荷载标准
3.2.1 荷载组合
1、承载能力验算
基本组合:1.2永久荷载+1.4可变荷载。
2、抗倾覆验算
钢箱梁设计应根据使用过程中在结构上可能出现的荷载,对抗倾覆稳定性验算,第一种失稳状态取基本组合进行设计;第二种失稳状态按标准组合,分项系数均为1.0进行设计。
(1)基本组合:1.0永久荷载+1.4汽车荷载+1.4×0.75其他可变荷载;
(2)标准组合:1.0永久荷载+1.0可变荷载。
3.2.2 计算工况
1、已架设跨(14#墩~15#墩)公路箱梁湿接缝钢筋未牢固焊接,单片箱梁处于独立状态,此时计算在运梁车运梁状态下的承载能力及抗倾覆稳定性,该工况为校核验算工况,实际操作中严禁箱梁湿接缝钢筋未牢固焊接状态下运梁施工。运梁车宽度为3.0m,每片梁最多承担单边轮载,受力如图6所示。
图6 运梁车受力图示
2、已架设跨(14#墩~15#墩)箱梁湿接缝钢筋牢固焊接,单跨箱梁形成整体,由于未进行混凝土浇筑,相邻箱梁之间为铰接。计算工况如下:
①在运梁车满载状态下,箱梁的承载能力及抗倾覆稳定性验算。该工况下,运梁车位于箱梁最外侧(偏载);运梁车偏载布置如图7所示。
图7 运梁车偏载横向布置位置
②架桥机准备及箱梁架设过程中,箱梁的承载能力及抗倾覆稳定性验算。在该阶段,最不利工况为架梁准备阶段,箱梁作为配重可与架桥机同步移动,且同时作用架桥机自重及箱梁自重,立面布置如图8所示,横断面布置如图9所示。
图8 架桥机架设阶段立面布置
图9 架桥机架设阶段横断面布置
3.3箱梁单梁验算
采用单梁模型,如图10所示。本次计算将上部结构离散为42个单元,47个节点,支座按简支约束情况进行模拟,箱梁一端采用双支座布置,另一端采用砂桶临时支撑,为计算单梁抗倾覆稳定性。
图10 单梁计算模型
3.3.1 短暂状况承载能力极限状态验算
(1)正截面抗弯承载力验算
按照规范JTG D62-2015第4.1.5条,进行主梁承载能力极限状态内力组合,其主要控制点正截面抗弯承载力验算结果见表4。
表4 正截面抗弯验算结果
控制截面 | γ0S(kN.m) | 抗力R(kN.m) | 富余度 |
跨中 | 14492.7 | 16287.9 | 12.39% |
注:富余度=(R-γ0S)/γ0S×100%,临时工况下,取γ0=1.0,下同。
(2)斜截面抗剪承载力验算
斜截面抗剪承载力验算取用的作用基本组合效应,斜截面计算位置按照新《公桥规》第5.2.6条选取,按照第5.2.7~5.2.9条验算斜截面抗剪承载力和截面尺寸。主要控制斜截面抗剪计算结果见表5。
表5 斜截面抗剪计算结果
控制截面 | γ0S(kN.m) | 抗力R(kN.m) | 富余度 |
支点处 | 1573 | 3017.9 | 91.86% |
从上表中看出,主梁控制截面抗剪承载力均存在较大富余度,满足规范要求。
3.3.2 单梁抗倾覆验算
1、特征状态1验算
按照规范要求计算,在各工况下支座反力情况如下表所示,汽车荷载作用下按照并发反力求每个支座的最小反力值,以及对应的其他支座反力情况。根据计算,在基本组合作用下,支座反力最小值为-541.4kN,小于0,不满足状态1:单向受压支座始终保持受压状态的要求。因此严禁在箱梁架设完成后湿接缝及横隔板钢筋不经焊接牢固即开始运梁施工。
2、特征状态2验算
箱梁处于特征状态2时,各个桥墩都存在一个有效支座,稳定效应和失稳效应按照失效支座对有效支座的力矩计算。根据计算得出,在标准组合作用下,计算横向抗倾覆稳定性系数最小值为0.694,小于2.5,且小于1.0,不满足规范要求。
由以上计算结果可知,单梁在特征状态1和特征状态2的条件下均不满足规范要求,因此严禁在箱梁架设完成后湿接缝及横隔板钢筋不经焊接牢固即开始运梁施工。
3.4箱梁整体验算
采用梁格模型,上部结构离散为168个单元,297个节点,由于单个箱梁支座间距较小,在梁格模型计算时简化为单个支座,支座按简支约束情况进行模拟,相邻箱梁之间采用铰接连接,如图11所示。
图11 40m箱梁单幅梁格模型
该结构形式下,存在3.2.1所述两种计算工况:
1、在运梁车满载状态下,箱梁的承载能力及抗倾覆稳定性验算。
2、架桥机准备及箱梁架设过程中,箱梁的承载能力及抗倾覆稳定性验算。
3.4.1短暂状况承载能力极限状态验算(工况①)
(1)正截面抗弯承载力验算
按照规范JTG D62-2015第4.1.5条,进行主梁承载能力极限状态内力组合,其主要控制点正截面抗弯承载力验算结果见表6。
表6 正截面抗弯验算结果
控制截面 | γ0S(kN.m) | 抗力R(kN.m) | 富余度 |
跨中 | 14356.9 | 16287.9 | 13.45% |
根据主梁配筋设计图,考虑翼板有效宽度内预应力和普通钢筋,从上表中看出,控制截面(跨中)抗弯承载力均存在一定的富余度,满足规范要求。
(2)斜截面抗剪承载力验算
斜截面抗剪承载力验算取用的作用基本组合效应,斜截面计算位置按照新《公桥规》第5.2.6条选取,按照第5.2.7~5.2.9条验算斜截面抗剪承载力和截面尺寸。主要控制斜截面抗剪计算结果见表7。
表7 斜截面抗剪计算结果
控制截面 | γ0S(kN.m) | 抗力R(kN.m) | 富余度 |
支点处 | 2222.6 | 3017.9 | 35.78% |
从上表中看出,主梁控制截面抗剪承载力存在较大富余度,满足规范要求。
3.4.2抗倾覆分析结果(工况①)
(1)特征状态1验算
按照规范要求计算在各工况下支座反力情况,汽车荷载作用下按照并发反力求每个支座的最小反力值,以及对应的其他支座反力情况。根据计算,在基本组合作用下,支座反力最小值为486.1kN,大于0,满足状态1:单向受压支座始终保持受压状态的要求。
(2)特征状态2验算
箱梁处于特征状态2时,各个桥墩都存在一个有效支座,稳定效应和失稳效应按照失效支座对有效支座的力矩计算。
根据以上计算结果,在标准组合作用下,计算横向抗倾覆稳定性系数最小值为34.507,大于2.5,满足规范要求。
由以上计算结果可知,公路箱梁(湿接缝钢筋牢固焊接)在特征状态1和特征状态2的条件下均满足规范要求,桥梁抗倾覆性满足规范要求。
3.4.3短暂状况承载能力极限状态验算(工况②)
(1)正截面抗弯承载力验算
按照规范JTGD62-2015第4.1.5条,进行主梁承载能力极限状态内力组合,其主要控制点正截面抗弯承载力验算结果见表8。
表8 正截面抗弯验算结果
控制截面 | γ0S(kN.m) | 抗力R(kN.m) | 富余度 |
跨中 | 15649.5 | 16287.9 | 4.08% |
根据主梁配筋设计图,考虑翼板有效宽度内预应力和普通钢筋,从上表中看出,控制截面(跨中)抗弯承载力满足规范要求,但富余度较小,建议配重加载位置远离箱梁跨中。
(2)斜截面抗剪承载力验算
斜截面抗剪承载力验算取用的作用基本组合效应,斜截面计算位置按照新《公桥规》第5.2.6条选取,按照第5.2.7~5.2.9条验算斜截面抗剪承载力和截面尺寸。主要控制斜截面抗剪计算结果见表9。
表9 斜截面抗剪计算结果
控制截面 | γ0S(kN.m) | 抗力R(kN.m) | 富余度 |
支点处 | 2836.2 | 3017.9 | 6.41% |
从上表中看出,主梁控制截面抗剪承载力满足规范要求。
3.4.4 抗倾覆分析结果(工况②)
1、特征状态1验算
按照规范要求计算各工况下支座反力情况,汽车荷载作用下按照并发反力求每个支座的最小反力值,以及对应的其他支座反力情况。根据计算结果,在基本组合作用下,支座反力最小值为582.8kN,大于0,满足状态1:单向受压支座始终保持受压状态的要求。
2、特征状态2验算
箱梁处于特征状态2时,各个桥墩都存在一个有效支座,稳定效应和失稳效应按照失效支座对有效支座的力矩计算。
根据以上计算结果,在标准组合作用下,计算横向抗倾覆稳定性系数均大于2.5,满足规范要求。
由以上计算结果可知,
公路箱梁(湿接缝钢筋牢固焊接)在特征状态1和特征状态2的条件下均满足规范要求,桥梁抗倾覆性满足规范要求。
3.5验算小结
1、短暂状况下,箱梁抗弯、抗剪承载能力均满足规范要求。架桥机过孔过程中,由于箱梁配重及架桥机自重较大,并较为集中于箱梁中部,承载能力富裕度较小,建议配重加载位置远离箱梁跨中。
2、在校核工况下,即已架设跨(14#墩~15#墩)箱梁湿接缝钢筋未牢固焊接,单片箱梁处于独立状态下(实际操作中不允许存在),箱梁抗倾覆稳定性较差,因此实际操作中严禁箱梁湿接缝钢筋未牢固焊接状态下运梁施工。
3、箱梁湿接缝及横隔板钢筋牢固焊接时,箱梁抗弯、抗剪承载能力满足规范要求,抗倾覆能力满足规范要求。
4 箱梁施工
根据箱梁的稳定性计算以及现场条件,影响运营线部分的施工方法有:架梁、湿接缝防护棚搭设、桥面两侧安装防护网、中横隔板、湿接缝等。工程中的重点和难点主要有:
(1)本段简支梁桥跨越铁路营业线,可利用空间较有限,梁体架设施工安全风险较高,施工组织难度较大;架梁、湿接缝防护棚施工期间的安全防护是本桥施工的重点、难点工程。
(2)架桥机的稳定性、湿接缝防护棚稳定性,对列车运行安全以及施工人员的安全影响较大。
(3)施工中机械安全、防止施工机具侵限、人身坠落以及防接触网漏电是安全卡控的重点。
4.1 施工顺序
施工主要顺序:施工准备(方案审批、签订安全协议、办理营业线施工许可证、人、材、机、报批停电封锁计划)→作业标设置→盖梁施工→预制箱梁→接触网承力索保护条安装→箱梁架设→湿接缝兜底防护棚施工→桥面两侧安装防护网→横隔板→湿接缝→防撞墙→防抛网→桥面施工→拆除湿接缝兜底防护棚→拆除桥面两侧防护网。
4.2 利用天窗施工
在箱梁架设、湿接缝兜底防护棚安装拆除、桥面两侧防护网安装拆除、横隔板、湿接缝、防撞墙、防抛网、桥面系施工时均需要停电要点封锁施工,一般要点计划240分钟,相应的接触网停电230分钟,利用动车所站线铁路天窗时间。每个月提报下个月天窗要点施工计划,施工前3天提报日计划。
上跨动车所A、B线铁路路基范围,对线路有影响的节段为15#~13#墩2*40m跨。天窗申请施工时间内具体施工内容及计划安排以铁路调度部门通知天窗时间再做安排。
4.3 主体工程施工方案
根据不同施工阶段,合理安排各专业施工队、工班进行分区作业,各班组之间实行平行作业,区段内进行流水施工。所有班组实行弹性编制,由项目部根据工程进展情况以及天窗要点等特殊情况统一调配,确保安全、质量、工期目标。
涉及营业线架梁施工采用200t架桥机架设,架设后在梁间设置湿接缝防护棚及防护网,以防止导电、落水、坠落物、人身伤害、侵限以及方便施工等。
架梁、搭设100×50mm方木、18mm厚木模板铺设、土工布铺设、桥面两侧安装防护网、中横隔板、湿接缝、防撞墙、防抛网、桥面铺装、拆除湿接缝防护棚以及拆除桥面两侧防护网,采用停电封锁要点(点内)施工;15#墩盖梁采用临近营业线C类施工;除此之外,预制箱梁、预埋钢板、焊接钢板、穿角钢以及其他施工均在箱梁预制场内进行。
跨铁路部分梁间湿接缝防护棚采用U型木模板结构。
湿接缝防护棚宽度按两片梁间距确定(1.7m),长度等于梁长。
湿接缝防护棚主要由预埋钢板、焊接钢板、穿角钢、100×50mm方木、18mm厚木模板、土工布等构成,具体详见图12。
湿接缝防护棚的预埋钢板、焊接钢板、穿角钢在预制梁场封锁前完成安装;100×50mm方木、18mm厚木模板和土工布在封锁点内完成,点内安装。
4.4 墩盖梁施工
盖梁钢筋在钢筋场加工、绑扎成型,由炮车运到施工区,采用吊车吊装,抱箍法施工,天泵浇筑混凝土。
模型加固采用外拉内撑法施工,减少靠线路侧支撑木的外伸长度,保证加固杆件最外侧距铁路线路中的距离不少于10米。
盖梁边界距离防护栅栏2m,距铁路中心线12.7m,吊装作业最大高度13m,吊车等机械停放在15#墩右侧,远离既有线路,施工不会对既有线造成影响。盖梁施工机械设备摆放位置如图12、13所示。
图12 机械停放平面示意图
图13 机械停放立面示意图
4.4 箱梁架设施工
龙鹳北路公跨铁箱梁采用200T级架桥机架设,由龙门吊配合运梁台车喂梁。在架设箱梁时必须利用天窗时间架设梁片,提前提报每月天窗要点施工计划,施工前3天提报日计划。
1、架桥机架梁施工要点
(1)架桥机试吊
架桥机组装后,在拼装场地做吊梁试验。吊梁试验前,主机先空载行走与制动,检查机械电气设备及仪表是否正常,对吊梁台车的起吊、横移及制动、前支腿升降等做全面检查和试运行,测定空载时悬臂部分挠度值,然后按上述程序,重载试吊,检查重载时前、后、中支点最大工作反力。符合设计要求后,方可架梁。
(2)运梁平车运梁
①利用制梁场龙门吊的柔性绳具将梁体抬吊起来,平稳放于运梁平车上,两边使用钢斜撑撑牢。
②运梁时,预制箱梁重心应落在运梁平车纵向中心线上,偏差不得超过
2㎝。
③运梁车重载运梁必须选取用低速档,空载时可使用高速档。
④运梁车运梁过程中,两台运梁平车必须有专人监护。
(3)架桥机架梁
①运梁平车载梁至架桥机尾部。
②1#起重行车垂直起吊梁体,使梁体脱离台车面,临时支撑后支腿,同时检查卷筒排绳、制动。
③1#起重行车和后运梁平车配合前移梁体,如果起升高度不够,可临时拆除后支架台车拉杆。(此时起重行车应于主横梁跨中)。
④当1#起重行车载梁前移至前、后支架1/2跨中时,应密切注意导梁变形。(定期测量该处下挠值和水平旁弯值)
⑤当2#天车够吊点时,停车制动。用2#天车起吊梁体。
⑥两台起重行车同时载梁前移至架梁段,徐徐落下;对于中梁,可按指定位置就位;对于边梁,先放于次边梁位置上,并临时支护好。
⑦全幅或半幅梁体,采用整机横移落梁方法
⑧对于边梁可以支护的盖梁,可先将边梁置于次边梁位置并临时支护,然后整机横移回来,使主导梁中心和梁体中心重合,利用主横梁纵横驰骋移台车上的落边梁油抽缸吊具或卷扬机构,重新捆吊梁体,使梁体离开盖梁20-30cm,然后整机横移至边梁位置落下,临时支护。然后用架桥机落进相邻次边梁,马上横向联接,形成稳定体系。
4.5 湿接缝兜底防护棚及防护网施工
4.5.1湿接缝防护棚
湿接缝防护棚沿两片梁间湿接缝方向布置,跨铁路部分梁间湿接缝用拉杆及竹胶板进行兜底防护。(见图14-17)
(1)湿接缝拉杆及 1.5cm 竹胶板兜底防护安装:采用φ1.5cm 拉杆,两端各带10cm 丝扣,将 1.5cm 竹胶板通过拉杆吊扣至梁片梁湿接缝缝隙处。
(2)梁上用 1.0*5.0cm钢扣板固定至梁上,拉杆间距 1.5m。拉杆底与竹胶板间加 10*10*0.5cm 钢垫板,增加竹胶板的受力面积,并在拉杆底端打孔,增加开口销,防止螺母松动掉落。
(2)待湿接缝施工完毕后在天窗点内拆除拉杆取下兜底防护竹胶板,PVC 孔洞内不得填筑砂浆,在顶面用 10*10cm 钢板掩盖并固定后,直接进行桥面铺装施工。
图14 湿接缝防护棚结构图
图15 湿接缝防护棚中间结构
图16 湿接缝防护棚底部结构图
A、B线分别设7、7共14处湿接缝防护棚,湿接缝防护棚预埋钢板、焊接钢板、穿角钢在架梁之前完成安装;方木、18mm厚木模板和土工布在封锁点内完成,停电封锁线路后,通过湿接缝传递方木、木模板和土工布人工安装。
4.5.2桥面两侧防护
桥面两侧防护网沿桥纵向布置,采用Φ32钢筋(间距1.5m,超出梁体0.6m)+100×50mm方木(三道)+18mm厚木模板和土工布作为底部支撑平台,侧面护栏采用竖向Φ14钢筋(间距1.5m,高1.2m)+水平三道Φ14钢筋组成,使用密目网封闭。倒角处采用20cm高竹胶板作为挡脚板。
为防止桥面施工对铁路行车造成影响,13#~15#跨先施工防撞墙,后安装防抛网,再进行桥面铺装的施工。
4.6 湿接缝施工方法
湿接缝的施工应在每处湿接缝两侧两片梁架设完成后立即进行钢筋的绑扎焊接,以加强梁体连接,确保施工安全。首先安装湿接缝底模,后绑扎连接钢筋,最后浇注混凝土,跨铁路段湿接缝混凝土浇注停电封锁要点施工,模板钢筋安装、模板拆除均利用列车间隔施工,湿接缝施工示意图如图17所示。
图17 湿接缝施工示意图
根据以上的施工方法,箱梁架设施工顺序为:预制箱梁→预埋钢板→焊接钢板→穿角钢→架梁→搭设100×50mm方木→18mm厚木模板安装→土工布铺设→桥面两侧安装防护网→横隔板→湿接缝→防撞墙→防抛网→桥面施工→拆除湿接缝防护棚→拆除桥面两侧防护网。经过进行精细化的组织施工,在确保安全、质量的情况下,实现了预定的进度计划,箱梁架设施工顺利跨越了既有的双营业线。因此,该横跨既有双营业线的公路箱梁施工技术是具有实用性且具有创新性的。
5技术经济效益分析
采用由预埋钢板、焊接钢板、穿角钢、100×50mm方木、18mm厚木模板、土工布等构成的湿接缝防护棚施工,具有防止导电、落水、坠落物、人身伤害、侵限以及方便施工等作用,同时该施工方案大大降低了搭设传统防护棚架所需要的停电封锁要点工时、降低人力物力等成本,并大大降低了因安全事故导致的经济效益损失。
采用湿接缝防护棚施工,其施工质量有保证、工作效率更高、减少工序冲突工费成本大大降低。以梅龙铁路项目跨漳龙铁路单个传统防护棚架施工为例,采用50t汽车吊一辆,搭设班组共8人,防护员、驻站联络员、安全员6人,1天完成基础换填,3天完成钢筋混凝土条形基础施工,2天完成15根钢管立柱安装,3天完成300m²防护棚架管棚双拼I45a工字钢主横梁、I25a工字钢次梁、3mm薄钢板顶棚铺设、踢脚板及栏杆施工,9天施工完成。采用该工法,共节约工时8天,节约因传统防护棚架搭接产生的钢管约60*2=120t,共节约施工人工、机械、材料运输费及营业线施工费成本约38*2=76万元。
采用湿接缝防护棚施工与传统钢管立柱防护棚架施工相比,施工效率高、施工成本低、操作简单,安全施工等特点,具有明显的经济效益,以同样梅龙径纸隧道
DK47+515-DK47+605段施工为例,具体经济效益对比如下表:
表10 经济效益计算表
项目 | 计 算 依 据 | 效益结果 |
安全 | 具有更大的空间,更好的视线,施工操作更简便 | 安全风险明显降低 |
成本 | 节约工时8天,节约钢管、工字钢等材料,节约机械设备台班 | 节约成本76万元 |
工期 | 传统钢管立柱防护棚架施工工期长,停电封锁要点较困难 | 节约工期至少8天 |
效益分析 | 湿接缝防护棚施工节约钢材120t,租赁成本钢材220元/月,加上节约施工人工、机械、材料运输费及营业线施工费成本76万元,共创效120*0.022*6+76=91.84万元 | 共创效91.84万元 |
6结论
(1)通过对新建公路箱梁进行建模分析,对不同工况下的稳定性进行了验算,得出了箱梁湿接缝及横隔板钢筋牢固焊接时,箱梁抗弯、抗剪承载能力满足规范要求,抗倾覆能力满足规范要求,实际操作中严禁箱梁湿接缝钢筋未牢固焊接状态下运梁施工。
(2)依据建模验算,采取了具有创新性的横跨既有双线的公路箱梁施工技术,确保了既有营业线的安全运营,同时也在确保质量、安全的情况下,在计划的时间内顺利完成了架梁施工,该施工技术对类似工程具有一定的借鉴意义。
(3)由于接触网高度受限,采用了具有创新性的湿接缝简易防护棚架安装及施工技术,确保施工过程中对既有A、B线的保护,确保架梁后续结构施工安全,采用此类简易防护棚架在保证安全的同时,在保证既有线施工安全的同时又节约了成本,对同类工程具有一定的参考价值。
参考文献
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