新建沈丹客專本溪站跨越既有線部分進(jìn)站天橋架設(shè)施工方案

【摘要】通過對(duì)沈丹客專本溪站跨越既有線部分進(jìn)站天橋架設(shè)施工方案的闡述，既保證了架設(shè)期間既有線行車安全，又滿足了進(jìn)站天橋按期開通使用。

【關(guān)鍵詞】臨時(shí)墩搭設(shè)；進(jìn)站天橋四、五、六段吊裝方案

一、工程概況

（一）工程說明

本溪站進(jìn)站天橋隸屬于新建沈陽至丹東鐵路客運(yùn)專線本溪站工程。中心進(jìn)程為66km+224.04，天橋軸線長(zhǎng)105.3m，寬12m，面積1263.6m2。天橋上跨新建五個(gè)站臺(tái)，其中四、五站臺(tái)為普速場(chǎng)站臺(tái)，一、二、三站臺(tái)為高速場(chǎng)站臺(tái)。按照沈丹客專施工工期安排，計(jì)劃在2013年12月份將本溪站既有普速線路轉(zhuǎn)到新建的普速場(chǎng)線路上，為2014年本溪站高速場(chǎng)施工做好準(zhǔn)備，新建本溪站進(jìn)出站方式，中間站臺(tái)上進(jìn)下出，旅客需通過天橋進(jìn)入普速場(chǎng)四、五站臺(tái)乘車。因此要求在本溪站普速場(chǎng)轉(zhuǎn)線前天橋必須架設(shè)完成并具備開通使用條件。根據(jù)本工程結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及現(xiàn)場(chǎng)條件，將天橋分為九段進(jìn)行施工。其中天橋第四～六段橫跨本溪站既有一、二站臺(tái)及客場(chǎng)1、Ⅱ、3、Ⅳ道，轉(zhuǎn)線前天橋安裝需要對(duì)既有站臺(tái)及線路進(jìn)行封鎖。

（二）工程特點(diǎn)

1、本工程為整體鋼桁架結(jié)構(gòu)，施工范圍大，構(gòu)件品種多。各種鋼構(gòu)件均需工廠加工制作，然后裝箱運(yùn)輸至工地，各種構(gòu)配件必須有組織、有計(jì)劃按圖紙要求分類編號(hào)，小構(gòu)件須分類打包做到有條不紊。

各種構(gòu)件運(yùn)到現(xiàn)場(chǎng)分類就近堆放，盡量減少材料的二次搬運(yùn)，同時(shí)需合理安排起重機(jī)行走路線，以提高工效，鋼結(jié)構(gòu)在安裝過程中，要做好雨季施工等安全措施。

2、工期緊張：現(xiàn)場(chǎng)每天僅封鎖3個(gè)小時(shí)，鋼桁架體積大、重量大，且現(xiàn)場(chǎng)場(chǎng)地狹小，吊車站位受到限制，必須經(jīng)過嚴(yán)格計(jì)算，確定吊車位置及現(xiàn)場(chǎng)加工場(chǎng)地，確保每天的安裝進(jìn)度。

3、屬于跨線路作業(yè)，施工安全要求更為突出，必須嚴(yán)格執(zhí)行既有線作業(yè)的要求。

二、施工安排

（一）施工范圍

主要場(chǎng)地在新建四、五站臺(tái)，既有一、二站臺(tái)及所跨線路上。

（二）施工安排

現(xiàn)場(chǎng)施工封鎖時(shí)間參見吊裝施工封鎖計(jì)劃表。

計(jì)劃施工封鎖期間為10月23日至11月14日，共計(jì)23天，在施工封鎖期間，設(shè)駐站聯(lián)絡(luò)員2名，設(shè)現(xiàn)場(chǎng)防護(hù)員2名，現(xiàn)場(chǎng)工長(zhǎng)1名。

三、臨時(shí)墩搭設(shè)及第四～六段吊裝方案

由于需要對(duì)站臺(tái)及線路進(jìn)行封鎖的是天橋第四～六段，所以本工程重點(diǎn)考慮此三段的吊裝方案。

1、施工說明：

1）由于新建三站臺(tái)暫時(shí)無法施工，需要將PF～PK軸鋼梁做成通長(zhǎng)桁架梁，分成三段加工，每段分節(jié)長(zhǎng)度分別為10m、18.1m、18.2m，在每段的接口處設(shè)置臨時(shí)墩，臨時(shí)支墩設(shè)置在本溪站既有一、二站臺(tái)上（設(shè)計(jì)院經(jīng)檢算后將第四～六段下部桁架梁截面由□700×400×10變更為□700×500×14），現(xiàn)場(chǎng)將桁架梁節(jié)焊接成通長(zhǎng)桁架梁。隨后進(jìn)行上部的正常施工。臨時(shí)墩待新建三站臺(tái)施工完成后，PG、PJ軸鋼柱施工完成后，方可拆除。

2、臨時(shí)墩及臨時(shí)梁受力分析

主要材料選用：

柱身：Φ180×10mm鋼管；

柱底：雙肢工32b，3.25m×3.25m×20mm地腳板。

橫梁：雙肢工32b；

剪刀撐及橫向連接：L75×5角鋼。

鋼柱之間連接及橫向連接方式：M20×65高強(qiáng)螺栓

臨時(shí)墩基礎(chǔ)處理：在既有一、二站臺(tái)上設(shè)置混凝土基礎(chǔ)，基礎(chǔ)底面標(biāo)高為站臺(tái)面以下1.1m，基礎(chǔ)頂面標(biāo)高為站臺(tái)面以上0.4m，混凝土標(biāo)號(hào)為C30，基礎(chǔ)尺寸為3.25m（長(zhǎng)）×3.25m（寬）×1.5m（深），每個(gè)臨時(shí)墩鋼柱預(yù)埋16根M24地腳螺栓，總長(zhǎng)1.1m，錨固長(zhǎng)度1m，車扣長(zhǎng)度200mm。考慮到封鎖時(shí)間及混凝土強(qiáng)度需達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的時(shí)間，兩組臨時(shí)墩共四處混凝土基礎(chǔ)需要封鎖前七天澆筑完成，工程量63.4m3。

臨時(shí)墩計(jì)算：

1）臨時(shí)墩立柱強(qiáng)度計(jì)算：

橋面鋼梁為□700×500×14，截面特性為：Ix=235539.84cm4，Wx=6729.71cm3，ix=26.79cm，A=328.16cm2，單位重量為257.61kg/m。PF～PK軸鋼構(gòu)總重為84t，鋼梁的凈跨度為46.3m。鋼梁上部澆注110厚混凝土，重量約158.4t。由于現(xiàn)場(chǎng)條件所限，只能在既有一、二站臺(tái)支設(shè)臨時(shí)墩，簡(jiǎn)圖如下，經(jīng)計(jì)算可得：

恒載q1=Q/L=（84+158.4）*10000/（2*46.3）=25571.274 N/m

支架臨時(shí)結(jié)構(gòu)重量q3=3835.691 N/m

施工人員和機(jī)械活載q4=2KN/m=2000 N/m

q=1.2（q1+q3）+1.4q4=38088.359 N/m

R1=270.39 KN ；R2=884.33 KN ； R3=491.05 KN ；R4=117.7 KN

考慮33%的不均衡受力，單根臨時(shí)墩承受的力Nmax=R2/4*1.33=294.04 KN。

柱最高L=7.5m，每隔2.3m設(shè)置橫向連接及剪刀撐，以減少鋼管自由長(zhǎng)度和增加支墩穩(wěn)定性。

則鋼管自由長(zhǎng)度L=2.3m

外徑Φ180mm、壁厚10mm的鋼管柱截面面積A=5340.7mm2，回轉(zhuǎn)半徑i=60.2mm，鋼管立柱有角鋼橫向約束，兩端由高強(qiáng)螺栓連接。因此μ=1。

圓管材質(zhì)為Q235B，允許抗壓強(qiáng)度[f]=210N/mm2，不均勻折減系數(shù)1.3，210/1.3=161.5 Mpa

則長(zhǎng)細(xì)比λ=L/i=2300/60.2=38.2<100，可用，查表Φ=0.946

則鋼管柱壓彎強(qiáng)度=Nmax/ΦA(chǔ)==294.04/（0.946*5340.7）=58.19 MPa <161.5 MPa 滿足！

2）鋼梁抗彎強(qiáng)度計(jì)算：

已知，工32b的截面特性為：Ix=11620cm4，Wx=726cm3，ix= 12.6cm，A=73.4cm2，單位重量為57.7kg/m，長(zhǎng)度L為3m。

[σ]=215N/mm2，Mmax=Nmax×L/4= 220.53 KN.m，

σ=Mmax/Wx= 165.21N/mm2<[σ]=215N/mm2

滿足要求。

3）鋼梁撓度計(jì)算：

ωmax=NmaxL^3/（48EI）=6.9mm

[ω]=L/400=7.5㎜

ωmax <[ω]，滿足要求。

4）地基承載力計(jì)算：

以第四、第五、第六段梁安裝焊接完成，并澆筑完混凝土?xí)r的支架進(jìn)行計(jì)算：

第四～六段桁架梁加上部澆筑完成的混凝土共重242.4t，活載按上人考慮：按簡(jiǎn)支梁進(jìn)行計(jì)算：

Q0=242.4t。考慮到結(jié)構(gòu)不均勻受力的取折減系數(shù)k1=1.3，

即Q1=242.4t×1.3=315.12t。

考慮在施工過程中的活載，取動(dòng)載荷系數(shù)k2=1.2，

即Q2=315.12t×1.2=378.14t。

橋梁在橫橋向設(shè)置兩排支架，單個(gè)支架承受載荷：378.14t/8=47.27t

支架自重8t，合計(jì)55.27t。

考慮結(jié)構(gòu)的安全系數(shù)k3=1.3，即Q2=55.27×1.3=71.85t

基礎(chǔ)地腳板為3.25m×3.25m×20mm鋼板，受力面：A=3.25m×3.25m=10.563m2㎡

地面受正壓力：σ=71.85t/10.563m2=6.8t/m2=68kPa<30MPa（C30混凝土抗壓強(qiáng)度）

滿足要求。

3、第四～六段現(xiàn)場(chǎng)吊裝方案

1）現(xiàn)場(chǎng)布置

由于施工全封鎖時(shí)間僅為三個(gè)小時(shí)，考慮到較大噸位吊車裝卸配重占用時(shí)間較長(zhǎng)，結(jié)合施工場(chǎng)地和工程的實(shí)際情況，最后確定采用1臺(tái)350t汽車吊進(jìn)行此次吊裝作業(yè)。

第四段桁架長(zhǎng)10米，寬12米，高5.85米，總重量15.4t，根據(jù)吊車站位查350t吊車性能表可知，吊車作業(yè)半徑32m，臂桿長(zhǎng)41.2m時(shí)最大起吊量為24t，安全系數(shù)1.3，安全起吊量=24/1.3=18.5t>15.4t，滿足要求。第五段桁架長(zhǎng)18.1米，寬12米，高5.85米，總重量33t，吊車作業(yè)半徑22m，臂桿長(zhǎng)36.1m時(shí)最大起吊量為45t，安全起吊量=45/1.3=34.6t>33t，滿足要求。第六段桁架長(zhǎng)18.2米，寬12米，高5.85米，總重量28.9t。吊車作業(yè)半徑及臂桿長(zhǎng)與第五段吊裝時(shí)相同，安全起吊量=34.6t>28.9t，滿足要求。第四、第五、第六段桁架在新建四站臺(tái)的預(yù)定位置組裝、焊接完成后進(jìn)行整體吊裝。桁架吊點(diǎn)需沿長(zhǎng)、寬兩個(gè)方向?qū)ΨQ設(shè)置，選取在上弦桿與腹桿及立柱交叉處。鋼絲繩作為捆綁吊索計(jì)算。

2）吊裝準(zhǔn)備

吊裝前認(rèn)真檢查框架梁結(jié)構(gòu)尺寸、焊接質(zhì)量是否滿足設(shè)計(jì)及規(guī)范要求；檢查吊點(diǎn)位置是否正確，焊接是否牢固；檢查臨時(shí)支墩的位置、標(biāo)高是否正確，支墩整體是否穩(wěn)固。

3）吊裝

封鎖開始后，立即安排吊車就位，吊車進(jìn)行就位、穩(wěn)車、裝配重等準(zhǔn)備工作。

準(zhǔn)備工作完成后，進(jìn)行桁架的整體吊裝，由制作平臺(tái)處起吊，至設(shè)計(jì)要求位置，暫時(shí)就位于臨時(shí)支墩上，進(jìn)行后續(xù)工序的施工。施工中應(yīng)做到以下幾個(gè)方面，以保證吊裝任務(wù)順利完成：

A.封鎖后，需在指定位置鋪設(shè)臨時(shí)道口，供吊車進(jìn)入既有二站臺(tái)預(yù)定位置。在臨時(shí)道口上鋪設(shè)兩層枕木供吊車通過。軌道頂面與既有二站臺(tái)高差為350mm，枕木的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格尺寸為2500mm（長(zhǎng)）×220mm（寬）×160mm（高）。

B.提前進(jìn)行封鎖區(qū)域外吊車就位，并檢查桁架，確保無質(zhì)量問題，且就位準(zhǔn)確，滿足安裝條件。

C.封鎖前，檢查臨時(shí)支墩，確保支設(shè)穩(wěn)固，位置準(zhǔn)確。

D.封鎖前，檢查各機(jī)械、設(shè)備等，正常確保正常運(yùn)轉(zhuǎn)，不影響施工。

E.封鎖前，其他輔助材料就位，并檢查其性能，確?？梢哉Ｊ褂?。

F.封鎖前，選擇有經(jīng)驗(yàn)、責(zé)任心強(qiáng)的人員進(jìn)行施工，并提前就位，進(jìn)入待命狀態(tài)，并事先做好交底工作，使每個(gè)人都明確自己的施工任務(wù)，做到心中有數(shù)，保證在施工過程中有條不紊，順利施工。

G.開始封鎖后，馬上安排350t吊車盡快就位，并做好配重吊裝等前期調(diào)試工作。

H.以上工作都完成后，開始進(jìn)行桁架吊裝，吊裝過程中所有施工人員聽從指揮，所有工序做到快速、準(zhǔn)確。

I.吊裝完成后，輔助設(shè)備，材料迅速撤場(chǎng)，進(jìn)行場(chǎng)地清理。

四、結(jié)語

沈丹客專本溪站跨越既有線部分進(jìn)站天橋架設(shè)施工方案，通過理論計(jì)算和結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，既保證了架設(shè)期間既有線行車安全，又滿足了進(jìn)站天橋按期開通使用。