淺談在既有高速公路上進(jìn)行跨鐵路梁板架設(shè)施工技術(shù)

許振

摘 要：隨著人民生活水平的提高，汽車在日常生活中是一種不可或缺的代步工具，雖然近年全國交通事業(yè)的不斷發(fā)展，但是部分高速公路汽車流量非常大，造成交通擁堵現(xiàn)象嚴(yán)重，對既有高速公路進(jìn)行拼寬既經(jīng)濟(jì)又快速的解決了這現(xiàn)象，因橋梁上跨既有鐵路，施工場地制約因素多，所以橋梁采用預(yù)制梁板在既有高速公路上進(jìn)行吊裝作業(yè)。本文結(jié)合杭金衢高速公路拼寬涉及鐵路工程實(shí)例，對在既有高速公路上進(jìn)行鐵路跨梁板架技術(shù)的總結(jié)。

關(guān)鍵詞：高速公路梁板架設(shè)；上跨既有鐵路；雙機(jī)抬吊

1 工程概況

杭金衢高速公路拓寬涉及鐵路工程（夏家橋拼寬）位于蕭山區(qū)新塘鎮(zhèn)，橋梁上跨蕭甬鐵路。橋梁是利用既有杭金衢高速公路對跨鐵路橋梁進(jìn)行拼寬施工，跨鐵路梁板為30m空心梁板，左右幅拼寬各由3片梁板構(gòu)成，最重梁板為內(nèi)邊板72.9t。根據(jù)施工條件，選擇130t雙機(jī)抬吊進(jìn)行左右幅同時施工。杭金衢高速公路現(xiàn)狀為雙向3車道，梁板吊裝施工時，需在鐵路封鎖時間內(nèi)，在既有杭金衢高速公路臨時封閉作業(yè)區(qū)內(nèi)（封閉2車道及應(yīng)急車道）進(jìn)行梁板吊裝作業(yè)。

2 施工前準(zhǔn)備

在橋梁施工前需要對既有橋梁梁板應(yīng)力進(jìn)行檢算，以保證既有橋梁在架梁作業(yè)時的穩(wěn)定性。在橋梁施工前需在杭金衢高速公路相關(guān)管理部門審批有關(guān)在施工時進(jìn)行的臨時封閉車道及限流手續(xù)。鐵路梁板架設(shè)前1個月到鐵路局辦理鐵路封鎖相關(guān)手續(xù)，明確封鎖施工時間。在施工機(jī)械選型時需要對吊裝設(shè)備及其性能、吊點(diǎn)設(shè)置及鋼絲繩、卡扣等進(jìn)行驗(yàn)算，完善梁板吊裝施工作業(yè)前的相關(guān)施工準(zhǔn)備工作。

3 吊裝作業(yè)工況下既有橋梁及吊裝設(shè)備安全穩(wěn)定性分析

根據(jù)既有杭金衢高速公路結(jié)構(gòu)現(xiàn)狀以及吊裝作業(yè)的相關(guān)工況，對既有高速公路梁板及吊裝設(shè)備安全穩(wěn)定性進(jìn)行分析。

3.1 既有橋梁檢算

根據(jù)《公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范》（JTG D62-2004）第7.2.8條施工階段標(biāo)準(zhǔn)值組合下，預(yù)應(yīng)力混凝土受彎構(gòu)件正截面混凝土正應(yīng)力應(yīng)符合下列規(guī)定：

壓應(yīng)力：[σtcc][≤]0.7[fck]，拉應(yīng)力： [σtct][≤]1.0MPa

根據(jù)《公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范》（JTG D62-2004）第7.1.6條使用階段預(yù)應(yīng)力混凝土受彎構(gòu)件由作用標(biāo)準(zhǔn)值和預(yù)加力產(chǎn)生的混凝土主壓應(yīng)力和主拉應(yīng)力應(yīng)符合正列規(guī)定：

混凝土的主壓應(yīng)力：[σcp][≤][0.6fck]

混凝土的主拉應(yīng)力： [σtp][≤][0.5fck]

在[0.5fck]=16.2MPa的區(qū)段，箍筋可僅按構(gòu)造設(shè)置。

在[0.5fck]=16.2MPa的區(qū)段，箍筋的間距Sv可按下列公式計(jì)算：[0.5fck]=16.2MPa

當(dāng)按本條計(jì)算的箍筋用量少于按斜截面抗剪承載力計(jì)算的箍筋用量時，構(gòu)件箍筋采用后者。

通過計(jì)算，標(biāo)準(zhǔn)組合下空心板截面上緣最大壓應(yīng)力為13.0MPa，小于規(guī)范限值[0.5fck]=16.2MPa；下緣最大拉應(yīng)力為1.1MPa，小于規(guī)范限值[0.7fck]=1.28MPa，滿足要求。在使用階段標(biāo)準(zhǔn)值組合下最大主壓應(yīng)力為12.3MPa， 小于規(guī)范限值，[0.6fck]=19.44MPa滿足要求；使用階段頻遇值組合下混凝土最大主拉應(yīng)力為1.2MPa，小于規(guī)范限值[0.6ftk]=1.33MPa，滿足要求。

3.2 吊機(jī)性能驗(yàn)算

最重梁板為內(nèi)邊板，最遠(yuǎn)吊距為外邊板，內(nèi)邊板梁重72.9t，吊距為6m，外邊板梁重54.3t，吊距8m，鋼絲繩及卡扣等重2t，根據(jù)130t汽車吊性能參數(shù)表，在主臂長17.4m，工作半徑8m，作業(yè)工況下，130t汽車吊額定起重量為56t，雙機(jī)臺吊112t×0.8（起重機(jī)降低系數(shù)）=89.6t，89.6t÷56.3=1.6，安全系數(shù)為1.6。在主臂長17.4m，工作半徑6m，作業(yè)工況下，130t汽車吊額定起重量為73.2t，雙機(jī)臺吊146.4t×0.8（起重機(jī)降低系數(shù)）=117.1t，117.12t÷74.9=1.57，安全系數(shù)為1.57，滿足作業(yè)要求。（因鐵路施工安全系數(shù)要求較高，故吊機(jī)選型偏大。）

3.3 吊裝鋼絲繩選取

汽車吊吊裝最重梁板為內(nèi)邊板（重72.9t），吊點(diǎn)設(shè)置在離梁端0.9m處， 采用吊環(huán)。梁板與鋼絲繩最小夾角a=60°的2分支吊索承受.，鋼絲繩的受力計(jì)算為：S=K1K2K1/COSa Q/h≤p/k式中：

當(dāng)a=60°時，查表k=0.58取 K1=1.1，K2=1.2.

代入公式：S=K1K2K 1/COSa Q/h≤p/k

S=1.1×1.2×0.58×72900/2=27906.12kg

P=kS=27906.12×8=223248.96kg（安全系數(shù)8）

查表；選用6×61+1=170ka/mm2

選用a=19.5mm的鋼絲繩。

3.4 卡扣選取

吊點(diǎn)受力分析：每一吊點(diǎn)采用單股鋼繩?？紤]沖擊系數(shù)和超載系數(shù)，則G=（梁板重量）×1.10（沖擊系數(shù)）×1.05（超載系數(shù)）=84.2t 則每股受力P=G/sin60°/4=24.31t，則每個卸扣負(fù)荷為24.31t，可選取25t卸扣。

4 施工工況

4.1 交通組織

杭金衢高速公路既有橋梁主車道3.75米，硬路肩3.25米；運(yùn)梁車寬度3米，吊機(jī)安裝施工占用路面寬度為馬腿展開寬度加上路基板寬度在加上回轉(zhuǎn)半徑之和，即8.5米+0.5米+0.5米=9.5米，在施工時需要封閉兩個主車道和硬路肩3.75米+3.75米+3.25米=10.6米。

在安裝左右幅鐵路跨梁板時，同時采用兩臺130t吊機(jī)進(jìn)行安裝。130t吊機(jī)馬腿展開需要占用杭金衢高速公路兩個行車道和硬路肩，運(yùn)梁炮車開至指定位置（施工封閉區(qū)域），鐵路封鎖開始前進(jìn)行臨時限流并封閉相關(guān)車道，封鎖開始后進(jìn)行梁板吊裝作業(yè)，完成吊裝作業(yè)再開放交通。

施工期間梁板吊裝作業(yè)區(qū)域采用錐形帽和水馬進(jìn)行隔離，并按交警相關(guān)要求設(shè)置警示車、交通指示牌及警示燈，待當(dāng)天施工完畢后，撤離相關(guān)設(shè)施，恢復(fù)交通。

4.2 梁板吊裝作業(yè)

4.2.1 施工工藝流程

4.2.2 吊裝步驟

左右幅同時開始吊裝作業(yè)，在鐵路封鎖150分鐘內(nèi)左右幅各安裝3片梁板，以左幅吊裝為例，相關(guān)吊裝步驟如下：

（1）封鎖開始前，進(jìn)行高速公路交通組織，兩臺汽車吊機(jī)就位，運(yùn)梁車將梁板運(yùn)到起吊位置，并進(jìn)行梁板吊索設(shè)置。

（2）鐵路封鎖開始后，兩臺吊機(jī)同時起吊并旋轉(zhuǎn)到蓋梁上方1米左右。

（3）吊機(jī)變幅、行走直至空心板梁就位處。

（4）空心板梁慢速下降，按設(shè)計(jì)線就位。

（5）重復(fù)上述步驟安裝下兩片梁板。

（6）吊裝作業(yè)結(jié)束后，撤離相關(guān)機(jī)械設(shè)備，開放交通，并完成鐵路封鎖相關(guān)手續(xù)。

5 質(zhì)量控制要點(diǎn)

（1）墩臺支座中心線、支承墊石高程及強(qiáng)度必須符合設(shè)計(jì)及規(guī)范要求，梁板尺寸、強(qiáng)度達(dá)到要求。

（2）梁體架設(shè)后應(yīng)梁體穩(wěn)固，梁縫均勻，梁體無損傷。

（3）支座與梁底及墊石之間必須密貼無空隙，支座配件必須齊全。

（4）吊裝作業(yè)前分別對吊機(jī)工況穩(wěn)定性，鋼絲繩質(zhì)量，卡扣強(qiáng)度等進(jìn)行檢查，保證滿足吊裝作業(yè)要求。

6 安全卡控措施

（1）高速公路封鎖要及時與交通管理部門溝通，對參加封鎖人員進(jìn)行交通安全知識學(xué)習(xí)并交底。

（2）梁板架設(shè)施工時配備專職安全員確保施工安全。

（3）架梁前已派專人負(fù)責(zé)檢查所架梁體的質(zhì)量、捆邦位置，符合設(shè)計(jì)要求，落梁位置由技術(shù)人員負(fù)責(zé)檢查，確保準(zhǔn)確。

7 鐵路營業(yè)線施工要求

（1）鐵路營業(yè)線施工，嚴(yán)格執(zhí)行營業(yè)線施工的各項(xiàng)規(guī)章制度，做到“四不”：即施工方案不通過鐵路局簽認(rèn)審批不施工；未簽定安全協(xié)議不施工；施工 準(zhǔn)備不充分不開工；把關(guān)人員不到位不施工。

（2）做好十個卡控關(guān)鍵工作，即：營業(yè)線施工組織方案制定，計(jì)劃審批，調(diào)度命令發(fā)布，安全措施落實(shí)，準(zhǔn)備工作檢查，現(xiàn)場組織監(jiān)控，領(lǐng)導(dǎo)干部把關(guān)，質(zhì)量驗(yàn)收，列車放行，應(yīng)急預(yù)案，要按標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行現(xiàn)場管理與控制，確保鐵路營業(yè)線施工安全可控。

8 結(jié)束語

雖然在既有高速公路上進(jìn)行梁板架設(shè)施工難度大，在施工過程中安全風(fēng)險高，既要保證高速公路通行安全，又要保證鐵路行車安全，但是只要做好前期準(zhǔn)備工作，合理安排工序及時間，施工前制定好詳細(xì)的方案，做好高速公路臨時封閉及鐵路封鎖計(jì)劃，就能確保在既有高速公路上順利完成跨鐵路梁板的架設(shè)任務(wù)，本文可以為今后同類型施工提供一定的參考價值。

參考文獻(xiàn)：

[1] 杭金衢高速公路上跨蕭甬鐵路立交橋拓寬工程施工圖[P].上海：中鐵上海設(shè)計(jì)院集團(tuán)有限公司，2015.

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[4] 關(guān)于公布<上海鐵路局營業(yè)線施工安全管理實(shí)施細(xì)則>的通知》（上鐵運(yùn)發(fā)[2012]586號）.