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摘要:转体梁施工作业是上跨桥梁施工的重点也是难点,尤其是上跨既有线进行铁路桥施工时除技术复杂度较高外,周边复杂的施工环境也会对转体梁的施工安全性产生较为严重的影响。本文在分析转体梁施工难点的基础上对做好转体梁施工中的安全管理、安全防护进行了分析。
关键词:铁路转体梁;施工安全管理;安全技术措施
铁路转体梁施工在现今的跨铁线施工中应用较多也较为广泛,通过铁路转体梁施工技术的应用能够在铁路线安全运行的同时进行铁路桥的施工。在应用铁路转体梁施工技术时需要积极做好安全管理工作。
1工程项目概况
新建某铁路全长528.5km,是国家中长期铁路网规划的重要组成部分。设计为国铁Ⅰ级双线电气化客货共线铁路,设计速度目标值120km/h。该桥主跨(61#-62#-63#)采用转体施工工艺,主跨结构设计采用1×(64+64)预应力混凝土T构,在正线DK423+260处上跨既有线京哈铁路(K143+766.82),采用单侧小角度转体施工,转体角度55°,转体总重量为8400t。
2连续梁转体施工总述
2.1连续梁转体施工总体概述
连续梁转体施工过程比较复杂、技术难度、协调难度大、精度要求高,是全桥施工的关键步骤。尽管桥梁的转体施工技术日趋成熟,但具体桥梁均有其特殊性,这一技术的应用仍在不断完善中。
2.2连续梁转体主要施工工艺流程
转体施工要编制一套完整的工艺流程,消除转体结构存在的安全隐患,选择合适的混凝土结构进行强化改造,进而提高了转体结构模式的耐久性,这些都是增强连续梁结构性能的方式。例如,对梁体结构采取固化处理,增强钢结构存在的功能性指标,维持了转体结构的安全性。
双幅T形转体桥总体施工工艺顺序:转体主墩钻孔桩施工→承台钢板桩施工→下承台(C40混凝土)施工→下球铰及滑道安装→0.5m厚下转盘(C50后浇混凝土)施工→安装球铰、撑脚及转体临时设备等→浇筑上转盘施工→中墩施工→进入梁部施工阶段→在墩顶施工0#段(保证墩梁临时固结)→对称施工悬浇梁段(注意先施工遮板及人行道栏杆等)→拆除上下转盘临时锁定,将主梁及桥墩旋转到位后,施工墩底C50封铰混凝土,固接上下转盘→适时施工边直线段→主梁转体到位,先合拢边跨,再合拢中跨→桥面系施工→成桥。
2.3连续梁施工安全工作总体说明
通过管理手段和技术手段,重点对连续梁转体施工各道工序安全风险进行全面梳理分析,制定相应对策措施,同时强化管理人员、班组作业人员的教育培训,施工当中落实各项安全管理制度,加强巡查旁站、跟班作业等工作,保障全过程安全受控。
3转体梁施工主要安全管理措施
3.1落实全员安全生产责任制
全面实施全员安全生产责任制。项目部实行网格化安全管理工作,健全并落实考核机制;建立安全生产内部监督机制,安全职能部门加强履职监督;推进班组安全标准化工作,加大班组安全管理奖惩力度;形成安全生产工作“层层负责、人人有责、各负其責”的工作体系,促进安全生产责任落地。
3.2推行风险防控、隐患排查治理双重预防机制
建立风险防控、隐患排查治理双重预防体系。突出安全管理事前防控和过程管控,加强风险源辨识、施工安全专项风险评估、风险分类分级控制,按照“一图四表”工作要求落实人员和措施;施工过程中实行隐患排查、治理清单化,形成闭环管理,建立隐患分类分级手册,梳理汇总各类事故隐患,做到隐患排查有计划,治理有责任人,遏制事故发生。
3.3强化方案审批、交底、安全教育培训
严格落实危险性较大分部分项工程安全专项施工方案。从方案编制、专家评审、相关单位协调确定最终成型方案,完成审批后,做好层层交底工作,形成记录;关键环节实施领导带班、管理人员跟班作业,全面掌握班组人员思想动态、物资设备状况等信息,落实联动工作,同时注重班组班前会,将风险点、安全工作要点、方案重点经常性向班组进行传达,强化教育培训。
3.4严格营业线施工安全管理
铁路营业线施工必须把确保安全放在首位,坚持“安全第一、预防为主、综合治理”的方针,按要求编制方案并上报评审。施工过程当中,按照审批通过的施工计划,严格落实“一机一防护”以及其他安全措施,防止人员、机具、设备、材料等侵限,组织演练做好相关应急准备工作。
4转体梁施工中的安全技术措施
4.1加强对既有线围护桩施工
铁路桥施工中与既有线主墩承台相邻近的铁路桥墩仅有7.46米,新建铁路桥基础挖掘时将会对既有线桥墩的稳固性产生一定的影响,为避免既有线路基出现侧移需要对既有线铁路主墩承台进行一定的安全防护。在新铁路桥使用中在既有线基础周围施做25根直径1.25m、桩间距1.5m的挖孔围护桩。挖孔桩采用C25钢筋混凝土结构,人工挖孔施工,混凝土护壁支护,护壁采用6cm厚C20钢筋混凝土。桩孔开挖采用分节挖土法,每节开挖深度为1m,逐节支护。井孔周边2m范围内,禁止堆放土方余渣。钢筋笼通过吊车配合人工下放入孔,混凝土采用罐车直接灌注入孔。待防护桩全部施工完成后,在防护桩桩顶设置与桩径同宽、高为50cm的混凝土冠梁,将25根防护桩连成一体,确保既有铁路路基稳定。
4.2主墩桩基安全施工防护
根据现场地质情况,桩基施工中将使用旋挖钻机进行钻孔的挖掘,钻杆升至最高处时钻机高达27.06m,在钻机施工时应当控制钻机与既有线之间的距离,通过留有一定的安全距离以避免钻机倾覆时对既有线造成损坏。为提高钻机的施工安全,在钻孔施工中需要确保钻机、吊车等停靠方向与京哈线走向相垂直,此外,对于钻机、吊车等施工作业时所停放处的地基承载能力进行一定的检测,以确保相关机械设备施工时的稳固性。机械设备作业时,机位垂直京哈线方向放置,为防止地基承载能力不足而造成大型设备倾覆侵限,危及铁路行车安全。在施工场地适当位置埋设1m×1m×1m(长×宽×高)钢筋混凝土地锚(地锚自重1×1×1×2.5t/m3=2.5t),采用缆风绳向背离京哈线方向进行锚拉。 62号主墩桩基施工距离既有线最近桩基桩长42m,配筋长度18m,钢筋笼长19.39m,钢筋笼分两节加工,分节长度为10m+9.39m,考虑吊索长度,吊装长度按10m计,采用25t吊车吊装入孔。吊装作业时,对吊车及钢筋笼进行拉锚。当吊装第二节钢筋笼并进行焊接时,首先对入孔的第一节钢筋笼进行固定,第二节钢筋笼用缆风绳进行拉锚,控制钢筋笼起吊离地后的方向,防止晃动侵限,钢筋笼对位后,由两名专业焊工在保证焊接质量的前提下,以最快的速度对钢筋笼实现对接,吊车保持原状不动,并对车头部位进行锚拉。
62号墩T构主墩承台基坑挖深约4.4m,靠近铁路既有线基坑一侧垂直开挖,靠近既有线一侧需要采用防护桩对其进行安全防护,另外三侧放坡开挖,在使用机械设备挖掘至基底标高后采用人工挖掘清理的方式进行后续工序的施工。在完成基坑挖掘后需要对围护桩25cm桩间土采取喷射5cm厚C25混凝土进行围护用以避免基坑周边土方的坍塌。对于基坑的坑底使用10cm厚C40混凝土进行封底,用以避免地下水涌出影响基坑及既有线路基的稳定性。封底范围为基坑底面及基坑四周侧壁。基坑顶部四周设40cm×60cm临时排水沟,防止坑内积水。
62#主墩墩高为8.0m,形式为矩形实体结构,矩形截面为8.8m×7.0m,62#主墩与既有线中心距最短为20.34m。在对主桥墩进行施工时采用双排钢管形式的脚手架,脚手架搭建后高12.56m,在脚手架搭建后需要在外侧加设防护网用以避免建设施工中施工人员和施工机具进入到既有线铁路限界。主桥墩外模采用整体钢模形式,整体钢模以2m为一节,采用吊车吊装安装,安装后在桥墩墩身外侧的脚手架和钢模使用缆风绳进行拉锚,用以提高脚手架和钢模的稳固性,避免其产生倾覆而影响既有线的正常行驶。吊装作业及混凝土浇筑施工时,由防护员一人一机监护,规定机械摆放位置及旋转方向,严禁侵限。
4.3地基施工安全防护
为保证支架支撑的稳定性,首先进行原地面整平压实,清除基础软土,采用16t的振动压路机压实。在整平碾压完的原地面上填30cm—50cm厚片石土,進行碾压处理,压实合格后在其上浇筑20cm厚的C25混凝土垫层。支架搭设区域外侧设置B=8m施工便道。考虑到雨水影响,施工便道采用1%单面排水坡,铁路路基与支架基础之间设置沿京哈线方向的纵向排水沟,防止雨水浸泡支架基础和既有路基坡脚。
结束语
总之,连续梁施工现场需建立保障体系,“安全生产”对连续梁转体设施改造起到了保障作用,也是维持现场作业流程的基本要求,对现代连续梁转体建设起到了综合性作用。通过建立更加稳定的项目施工环境,构建符合区域建设要求的连续梁转体施工模式,这些都是促进连续梁结构改造标准的新方案,也是推动区域项目改造的新方法,有助于提高整个连续梁转体施工质量水平。
参考文献:
[1]刘天琦。高铁连续梁施工与控制关键技术研究[D].石家庄:石家庄铁道大学,2017.
[2]贺文波。复杂环境跨线连续梁转体施工关键技术[J].筑路机械与施工机械化,2017,34(06):77-80.
关键词:铁路转体梁;施工安全管理;安全技术措施
铁路转体梁施工在现今的跨铁线施工中应用较多也较为广泛,通过铁路转体梁施工技术的应用能够在铁路线安全运行的同时进行铁路桥的施工。在应用铁路转体梁施工技术时需要积极做好安全管理工作。
1工程项目概况
新建某铁路全长528.5km,是国家中长期铁路网规划的重要组成部分。设计为国铁Ⅰ级双线电气化客货共线铁路,设计速度目标值120km/h。该桥主跨(61#-62#-63#)采用转体施工工艺,主跨结构设计采用1×(64+64)预应力混凝土T构,在正线DK423+260处上跨既有线京哈铁路(K143+766.82),采用单侧小角度转体施工,转体角度55°,转体总重量为8400t。
2连续梁转体施工总述
2.1连续梁转体施工总体概述
连续梁转体施工过程比较复杂、技术难度、协调难度大、精度要求高,是全桥施工的关键步骤。尽管桥梁的转体施工技术日趋成熟,但具体桥梁均有其特殊性,这一技术的应用仍在不断完善中。
2.2连续梁转体主要施工工艺流程
转体施工要编制一套完整的工艺流程,消除转体结构存在的安全隐患,选择合适的混凝土结构进行强化改造,进而提高了转体结构模式的耐久性,这些都是增强连续梁结构性能的方式。例如,对梁体结构采取固化处理,增强钢结构存在的功能性指标,维持了转体结构的安全性。
双幅T形转体桥总体施工工艺顺序:转体主墩钻孔桩施工→承台钢板桩施工→下承台(C40混凝土)施工→下球铰及滑道安装→0.5m厚下转盘(C50后浇混凝土)施工→安装球铰、撑脚及转体临时设备等→浇筑上转盘施工→中墩施工→进入梁部施工阶段→在墩顶施工0#段(保证墩梁临时固结)→对称施工悬浇梁段(注意先施工遮板及人行道栏杆等)→拆除上下转盘临时锁定,将主梁及桥墩旋转到位后,施工墩底C50封铰混凝土,固接上下转盘→适时施工边直线段→主梁转体到位,先合拢边跨,再合拢中跨→桥面系施工→成桥。
2.3连续梁施工安全工作总体说明
通过管理手段和技术手段,重点对连续梁转体施工各道工序安全风险进行全面梳理分析,制定相应对策措施,同时强化管理人员、班组作业人员的教育培训,施工当中落实各项安全管理制度,加强巡查旁站、跟班作业等工作,保障全过程安全受控。
3转体梁施工主要安全管理措施
3.1落实全员安全生产责任制
全面实施全员安全生产责任制。项目部实行网格化安全管理工作,健全并落实考核机制;建立安全生产内部监督机制,安全职能部门加强履职监督;推进班组安全标准化工作,加大班组安全管理奖惩力度;形成安全生产工作“层层负责、人人有责、各负其責”的工作体系,促进安全生产责任落地。
3.2推行风险防控、隐患排查治理双重预防机制
建立风险防控、隐患排查治理双重预防体系。突出安全管理事前防控和过程管控,加强风险源辨识、施工安全专项风险评估、风险分类分级控制,按照“一图四表”工作要求落实人员和措施;施工过程中实行隐患排查、治理清单化,形成闭环管理,建立隐患分类分级手册,梳理汇总各类事故隐患,做到隐患排查有计划,治理有责任人,遏制事故发生。
3.3强化方案审批、交底、安全教育培训
严格落实危险性较大分部分项工程安全专项施工方案。从方案编制、专家评审、相关单位协调确定最终成型方案,完成审批后,做好层层交底工作,形成记录;关键环节实施领导带班、管理人员跟班作业,全面掌握班组人员思想动态、物资设备状况等信息,落实联动工作,同时注重班组班前会,将风险点、安全工作要点、方案重点经常性向班组进行传达,强化教育培训。
3.4严格营业线施工安全管理
铁路营业线施工必须把确保安全放在首位,坚持“安全第一、预防为主、综合治理”的方针,按要求编制方案并上报评审。施工过程当中,按照审批通过的施工计划,严格落实“一机一防护”以及其他安全措施,防止人员、机具、设备、材料等侵限,组织演练做好相关应急准备工作。
4转体梁施工中的安全技术措施
4.1加强对既有线围护桩施工
铁路桥施工中与既有线主墩承台相邻近的铁路桥墩仅有7.46米,新建铁路桥基础挖掘时将会对既有线桥墩的稳固性产生一定的影响,为避免既有线路基出现侧移需要对既有线铁路主墩承台进行一定的安全防护。在新铁路桥使用中在既有线基础周围施做25根直径1.25m、桩间距1.5m的挖孔围护桩。挖孔桩采用C25钢筋混凝土结构,人工挖孔施工,混凝土护壁支护,护壁采用6cm厚C20钢筋混凝土。桩孔开挖采用分节挖土法,每节开挖深度为1m,逐节支护。井孔周边2m范围内,禁止堆放土方余渣。钢筋笼通过吊车配合人工下放入孔,混凝土采用罐车直接灌注入孔。待防护桩全部施工完成后,在防护桩桩顶设置与桩径同宽、高为50cm的混凝土冠梁,将25根防护桩连成一体,确保既有铁路路基稳定。
4.2主墩桩基安全施工防护
根据现场地质情况,桩基施工中将使用旋挖钻机进行钻孔的挖掘,钻杆升至最高处时钻机高达27.06m,在钻机施工时应当控制钻机与既有线之间的距离,通过留有一定的安全距离以避免钻机倾覆时对既有线造成损坏。为提高钻机的施工安全,在钻孔施工中需要确保钻机、吊车等停靠方向与京哈线走向相垂直,此外,对于钻机、吊车等施工作业时所停放处的地基承载能力进行一定的检测,以确保相关机械设备施工时的稳固性。机械设备作业时,机位垂直京哈线方向放置,为防止地基承载能力不足而造成大型设备倾覆侵限,危及铁路行车安全。在施工场地适当位置埋设1m×1m×1m(长×宽×高)钢筋混凝土地锚(地锚自重1×1×1×2.5t/m3=2.5t),采用缆风绳向背离京哈线方向进行锚拉。 62号主墩桩基施工距离既有线最近桩基桩长42m,配筋长度18m,钢筋笼长19.39m,钢筋笼分两节加工,分节长度为10m+9.39m,考虑吊索长度,吊装长度按10m计,采用25t吊车吊装入孔。吊装作业时,对吊车及钢筋笼进行拉锚。当吊装第二节钢筋笼并进行焊接时,首先对入孔的第一节钢筋笼进行固定,第二节钢筋笼用缆风绳进行拉锚,控制钢筋笼起吊离地后的方向,防止晃动侵限,钢筋笼对位后,由两名专业焊工在保证焊接质量的前提下,以最快的速度对钢筋笼实现对接,吊车保持原状不动,并对车头部位进行锚拉。
62号墩T构主墩承台基坑挖深约4.4m,靠近铁路既有线基坑一侧垂直开挖,靠近既有线一侧需要采用防护桩对其进行安全防护,另外三侧放坡开挖,在使用机械设备挖掘至基底标高后采用人工挖掘清理的方式进行后续工序的施工。在完成基坑挖掘后需要对围护桩25cm桩间土采取喷射5cm厚C25混凝土进行围护用以避免基坑周边土方的坍塌。对于基坑的坑底使用10cm厚C40混凝土进行封底,用以避免地下水涌出影响基坑及既有线路基的稳定性。封底范围为基坑底面及基坑四周侧壁。基坑顶部四周设40cm×60cm临时排水沟,防止坑内积水。
62#主墩墩高为8.0m,形式为矩形实体结构,矩形截面为8.8m×7.0m,62#主墩与既有线中心距最短为20.34m。在对主桥墩进行施工时采用双排钢管形式的脚手架,脚手架搭建后高12.56m,在脚手架搭建后需要在外侧加设防护网用以避免建设施工中施工人员和施工机具进入到既有线铁路限界。主桥墩外模采用整体钢模形式,整体钢模以2m为一节,采用吊车吊装安装,安装后在桥墩墩身外侧的脚手架和钢模使用缆风绳进行拉锚,用以提高脚手架和钢模的稳固性,避免其产生倾覆而影响既有线的正常行驶。吊装作业及混凝土浇筑施工时,由防护员一人一机监护,规定机械摆放位置及旋转方向,严禁侵限。
4.3地基施工安全防护
为保证支架支撑的稳定性,首先进行原地面整平压实,清除基础软土,采用16t的振动压路机压实。在整平碾压完的原地面上填30cm—50cm厚片石土,進行碾压处理,压实合格后在其上浇筑20cm厚的C25混凝土垫层。支架搭设区域外侧设置B=8m施工便道。考虑到雨水影响,施工便道采用1%单面排水坡,铁路路基与支架基础之间设置沿京哈线方向的纵向排水沟,防止雨水浸泡支架基础和既有路基坡脚。
结束语
总之,连续梁施工现场需建立保障体系,“安全生产”对连续梁转体设施改造起到了保障作用,也是维持现场作业流程的基本要求,对现代连续梁转体建设起到了综合性作用。通过建立更加稳定的项目施工环境,构建符合区域建设要求的连续梁转体施工模式,这些都是促进连续梁结构改造标准的新方案,也是推动区域项目改造的新方法,有助于提高整个连续梁转体施工质量水平。
参考文献:
[1]刘天琦。高铁连续梁施工与控制关键技术研究[D].石家庄:石家庄铁道大学,2017.
[2]贺文波。复杂环境跨线连续梁转体施工关键技术[J].筑路机械与施工机械化,2017,34(06):77-80.