大跨度钢桁架天桥跨铁路吊装.doc

1、1大跨度钢桁架天桥跨铁路吊装摘要：文章以哈大铁路客运专线辽阳站跨线人行天桥的吊装施工设计为工程实例，阐明铁路既有线大跨度钢结构桁架吊装设计的有关理念，为类似大跨度钢结构桁架的吊装施工设计提供借鉴与参考。 关键词：铁路既有线；大跨度钢结构桁架；吊装；设计 中图分类号：F530.3 文献标识码：A 文章编号： 跨线人行天桥位于辽阳火车站北侧 1.2 公里处，跨度 35 米，桥宽4.0 米，基础、立柱及踏步为混凝土结构，天桥平台部分为钢桁架结构，钢桁架总重量约为 38 吨。 1、工程的影响因素 跨线人行天桥横跨 5 条既有线路，属于既有线施工，钢桁架部分与接触网高压线垂直距离 1.2 米；钢桁架下的

2、主要线路为辽溪线，是沟通沈大、沈丹两大干线的联络线，也是沟通沿线工业矿产的主干线。其余4 条线路肩负着 48 趟列车的运营任务。吊装施工一旦处理不当，将会造成难以估计的经济损失。 图 1：跨线人行天桥现场侧视图 22、设计方案 为满足铁路相关规范中“跨越铁路的桥梁不得现浇”的要求，我方决定天桥构件加工在厂家完成，用汽车运至施工现场，现场完成整体拼装后，使用汽车吊完成整体吊装作业。 3、方案优化 3.1 吊装前在天桥底部对应接触网位置安装防电板对接触网线进行防护，确保既有线运营安全和天桥整体吊装施工安全。 3.2 采取钢结构在厂家加工、现场拼装、一次性吊装就位的方法,减少既有线作业。 3.3 吊

3、车支腿位置地基进行加固处理，采用垫钢板方式扩大与地面接触面积。 3.4 拼装完毕后进行现场试吊，根据试吊情况进行分析讨论，确保整体吊装工作在 60 分钟进行完毕，并进行吊装前具体工作安排。 3.5 根据沈阳铁路局提供的天窗时间，提前做好吊装准备，在天窗时间前将桁架提前吊装至高度范围，天窗时间内只进行摆臂、下落、就位等工序，节省吊装时间。 3.6 吊装完毕后做好桁架接地、现场清理、恢复铁路防护栅栏、接触网通电，确保铁路运行。 4、吊车选择 4.1 吊装要求： 3根据现场的实际情况，吊车站好位置后缓慢起吊至桁架上空位置，吊车最大旋转半径不超过 21.5 米，吊车杆长为 31 米，如下图所示： 图

4、2：吊车站位示意图 4.2 吊车参数 本工程拟选用 350t 汽车吊进行钢桁架的吊装，350t 汽车吊参数如下：表 1：350t 汽车吊主臂起重性能表 由起重性能表可知，350 吨汽车吊在吊装最大旋转半径内，吊车具备吊起 50 吨重物的能力。因此可以选用 350 吨轮胎式吊车进行吊装。 5、钢桁架吊装相关计算 5.1 吊装地基承载力计算 吊车自重 P1=170 吨，吊车配重 P2=142 吨，吊具重 P4=3 吨，吊车站位区域地质为粉质粘土，地基承载力 fak=120kpa， 支撑面积（P1+P2+P3+P4）/fak=(170t+142t+3t)/120kpa=26.25m2， 吊车采用四点

5、支撑，单个支撑面积26.25/4=（6.6m2）钢板自重所4以每个支腿所垫钢板应该7m2， 桁架自重 38 吨，当吊起桁架时，对于中心轴线的吊车支腿内力加大，38t/120kpa =3.2m2 中心轴线上的支腿所垫钢板面积应该(7t+3.2t/2)=8.6m2。 5.2 吊装过程构件受力分析 采用 midas Gen 有限元分析软件进行钢桁架吊装过程中的受力分析：钢桁架在吊装过程中受力分析图如下： 图 3：吊装时桁架单元内力图（最大内力发生在吊索上大小为123.6kN） 5.3 吊梁用钢丝绳受力计算 本次梁体吊装采用直径为 40.0mm 的 619 钢丝绳，梁体两端各并排使用 2 根，共 4

6、根钢丝绳将梁体吊起。梁体及钢丝绳总质量取 40 吨。钢丝绳与水平方向夹角为 54。 钢丝绳性能参数:钢丝强度极限1700N/mm2 钢丝破断拉力总和1025.0kN 参考质量571.7kg/100m 计算方法及公式：Fg=* Fg/K。 符号含义：Fg钢丝绳的容许拉力（kN） Fg钢丝绳的破断拉力总和（kN） 5钢丝绳之间荷载不均匀系数，取 0.85 K钢丝绳使用安全系数，取 6.0 则Fg=0.851025.06.0=145.2（kN） 每根钢丝绳分担的拉力 F=400sin544=123.6（kN） 可知：FgF，故钢丝绳满足要求。 6、钢桁架吊装实施 由于钢桁架下的既有线运营频率高，钢桁

7、架吊装施工安排在经批准的天窗点时间进行，做好施工前各项准备工作对吊装施工质量和效率起到关键作用。 6.1 施工准备 6.1.1 将施工便道和现场场地平整碾压到密实度达到 95以上，在吊车行走路线下满铺 20 厘米厚的石子，对吊车就位位置采取清除表面 60厘米杂填土，采用碎石换填并垫放钢板的方式对基础进行处理，场地四周设置排水设施。 6.1.2 检测吊耳等强度焊接质量，经探伤检验达到设计规范要求. 6.1.3 在吊装施工区域的通道口设置防护人员；并在施工区域四周拉设警戒线，防止非工作人员进入施工现场。 6.1.4 派专人在车站行车室担任驻站联络员，与车站值班员和施工现场作业负责人保持不间断联系。

8、施工区域天桥两侧各 800 米处设置防护员，配备禁止通行警示标，防护员与驻站联络员随时保持通讯联络。 6.1.5 天桥底部对应既有线接触网位置安装防电板对接触网线进行防6护，确保既有线运营安全和天桥整体吊装施工安全。 6.1.6 在钢桁架正式吊装前进行试吊，钢桁架在吊运过程中保持平稳，没有发生绕吊点的旋转，吊车运行平稳。 6.2 正式吊装 通过与驻站联络员确认时间进入天窗点后，电务部门对接触网进行接地，确保吊装区域内的接触网断电。现场防护人员在天桥两侧 800 米处的铁路线上设置红色禁止通行警示标，并通知现场施工负责人可以进行吊装作业。 吊车缓缓将钢桁架吊离地面后，大臂旋转，将钢桁架向天桥中心

9、移动，钢桁架两端设置的缆风绳由两组人员进行控制，引导钢桁架转移到混凝土牛腿上部。经缆风绳微调后，钢桁架下落进入 V 形槽，现场电焊工配合钢桁架就位，完成钢桁架吊装就位。 吊装完毕后，将现场人员、机具等撤出线路以外，并撤除防护措施后，报车站进行销记。 7 结束语 7.1 本工程为营运线路上的既有线施工，施工前需填报“天窗”施工计划。按照规定， “天窗“施工前须不迟于开工前 1 小时到达施工地点组织好人员、机具、防护设施等，并不迟于开工前 40 分钟在车站行车设备检查登记簿上登记请点。施工作业完毕后，须将人员、机具等撤出线路以外，并撤除防护措施后进行销记。登、销记要严格执行“谁登记、谁销记”的制度

10、。 77.2 施工单位必须指定专人在车站行车室担任驻站联络员，与车站值班员和施工现场作业负责人保持不间断联系。现场必须设施工作业负责人 1 人、防护员 2 名，并与驻站联络员随时保持通讯联络。 7.3 施工期间，施工单位在施工范围两端各 800 米处设置防护员，并配备防护用品，防止施工期间闲杂人等靠近，发现危及安全的情况及时报告，确保列车运行的安全万无一失。 7.4 本工程经过参建各方的充分准备和精心施工，顺利完成跨铁路钢桁架吊装施工。 【参考文献】 1 江正荣.建筑施工计算手册第一版.北京.中国建筑工业出版社.2001 年 7 月.739 2 哈大铁路客运专线有限责任公司.哈大铁路客运专线铁路工程运输管理办法 （第一版）.沈阳. 哈大铁路客运专线有限责任公司.2010年 9 月.8-14 宋永涛，中铁建工集团有限公司北京分公司工程技术部