既有天橋接長施工技術(shù)

梁海艦

(中鐵二局，四川成都610031)

1 概述

1.1 工程概況

因?yàn)H坊站增建三站臺(tái)，設(shè)計(jì)既有旅客天橋與既有天橋相接，連接至三站臺(tái)，天橋跨越客車到發(fā)線Ⅰ－6道和Ⅰ－8道。施工Ⅰ－6道需要保持正常接發(fā)列車。

旅客天橋基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)形式為鋼筋混凝土獨(dú)立基礎(chǔ)，立柱為鋼柱，主體采用規(guī)格為500×300×16×16的箱形立柱，橫梁為1000×400×150×16×20的加強(qiáng)型箱梁，跨線天橋縱梁采用5根縱梁，外側(cè)兩根為770×300×150×12×16的箱梁，中間三根為H588×300×12×20的H型鋼梁，縱梁之間次梁采用150×75×5×7的H型鋼連接，間距為0.9 m。頂棚采用網(wǎng)架結(jié)構(gòu)，屋面板采用彩色鍍鋁鋅鋼板、760型壓型板，踏步采用鋼板踏步塑膠地板和鋼板踏步聚氨酯橡膠復(fù)合地板、天橋步行面板采用鋼板樓面聚氨酯橡膠復(fù)合地板、天橋梯步屋面采用有組織排水，天溝設(shè)縱向排水坡0.5%，設(shè)150PVC落水管，設(shè)落砂井檢查口，并與車站排水系統(tǒng)連接。

1.2 工程的特點(diǎn)及難點(diǎn)

濰坊車站旅客天橋擴(kuò)建部分是旅客進(jìn)入新建三站臺(tái)的重要通道。由于運(yùn)輸需要，站改線路已經(jīng)先開通，站改期間濰坊站天橋接長未施工。直到2009年3月站改線路開通后方才安排施工，大大增加了施工難度。

由于客貨場分離后，進(jìn)入三站臺(tái)所有施工材料通道只能從正在運(yùn)營的行包地道和客場東端咽喉聯(lián)絡(luò)線跨線進(jìn)出，大型鋼構(gòu)件需要跨越營業(yè)線吊裝和拼裝，接觸網(wǎng)干擾大，行車安全難以控制，安全風(fēng)險(xiǎn)高、作業(yè)面狹窄、效率低、投入大。

2 施工方案的選擇和優(yōu)化

(1)吊裝方案:天橋主梁縱梁為:□1500×550×150×16×20箱形梁，單片長14.143 m，重約10 t，共兩片。施工采用軌道車運(yùn)輸至二、三站臺(tái)股道間，在既有天橋和新建天橋棧橋上設(shè)置吊裝設(shè)備，從股道的接觸網(wǎng)縫間將梁吊至天橋棧橋上進(jìn)行安裝。本方案主梁倒運(yùn)次數(shù)多，缺點(diǎn)是軌道車不好落實(shí)，接觸網(wǎng)導(dǎo)線間吊裝容易造成損壞，且場地受限、每次必須停電接地，且吊裝設(shè)備笨重，施工工序繁瑣，施工困難，投入大。

(2)頂推方案:由于在新建和既有天橋棧橋上設(shè)置吊裝設(shè)備，需設(shè)計(jì)3 m高的門式吊裝架，還要一根強(qiáng)度足夠大的工字鋼作為吊裝縱梁，跨線施工難度較大。而且跨線施工需要有足夠的配置，需增加較大的費(fèi)用。方案優(yōu)化為將跨線縱梁從既有天橋上直接頂推至三站臺(tái)。本方案缺點(diǎn)是主梁笨重，吊裝至既有天橋困難，需要配重并占?jí)杭扔刑鞓?，施工時(shí)采用人工頂推和主梁就位困難。

(3)設(shè)計(jì)方案優(yōu)化:考慮到在既有天橋上頂推縱梁加上配重達(dá)23 t，在保證既有人行天橋使用的情況下施工難度較大。施工單位向業(yè)主和設(shè)計(jì)單位提出如下建議方案:將兩片重型箱型主梁優(yōu)化為5片且采用部分輕型主梁，可大大的減少每片主梁的重量。優(yōu)化后中間布置3片工字鋼縱梁(H558×300×12×20)，單片重2.85 t;兩側(cè)布置2片加強(qiáng)型箱形縱梁(770×300×150×12×16)，單片重5.7 t。施工時(shí)先頂推中間 3片輕型縱梁，待該3片縱梁的橋面完成后搭建臨時(shí)頂推平臺(tái)，兩側(cè)重型主梁從新建臨時(shí)平臺(tái)上頂推至三站臺(tái)架設(shè)就位，這樣既解決了安裝吊裝設(shè)備的困難，又解決了主梁笨重的缺點(diǎn)，既可保證既有天橋使用，又可方便快捷的完成天橋接長施工，還最大程度地減少了對(duì)既有線的干擾，保證了施工及行車安全，減少了施工投入。

由于本工程施工工期緊，安全不定因素多，施工干擾大，經(jīng)過建設(shè)、設(shè)計(jì)、監(jiān)理和路局各相關(guān)業(yè)務(wù)部門現(xiàn)場多次共同勘察和協(xié)商，決定采納我局優(yōu)化建議并修改設(shè)計(jì)，最終采用了5片主梁方案。

3 施工方案

3.1 主要施工順序

天橋基礎(chǔ)施工→天橋主立柱吊裝→三站臺(tái)部分棧橋鋼梁吊裝→跨線部分縱梁頂推安裝→橋面鋪裝→天橋屋面網(wǎng)架施工→天橋聚氨酯橡膠復(fù)合地板及欄桿施工→竣工清理。

3.2 進(jìn)場道路方案

三站臺(tái)天橋接長施工道路選擇，通道1是天橋5片跨線主梁的進(jìn)場通道，通過車站一站臺(tái)東大門進(jìn)入站內(nèi)，采用吊車吊至既有天橋上并利用天窗封鎖點(diǎn)將主梁頂推至三站臺(tái);通道2是三站臺(tái)的土建材料和所有小型鋼構(gòu)件通過行包地道進(jìn)入工地。

3.3 總體施工方案

(1)因三站臺(tái)天橋基礎(chǔ)需要拆除風(fēng)雨棚基礎(chǔ)和雨棚，施工期間停用三站臺(tái)兩側(cè)的Ⅰ－8股和Ⅰ－10股，并用臨時(shí)柵欄封閉。三站臺(tái)部分天橋立柱采用3 t小型吊車起吊安裝;棧橋橫梁、三站臺(tái)部分縱梁及樓梯梁安裝采用工字鋼龍門架配合鏈條葫蘆現(xiàn)場起吊。

(2)三站臺(tái)棧橋平臺(tái)施工完畢后，在天窗點(diǎn)內(nèi)將5片跨線縱梁起吊至既有天橋存放，在封鎖點(diǎn)內(nèi)采用頂推法就位。

(3)天橋跨線部分縱梁間的次梁安裝及橋面鋪裝需要點(diǎn)封鎖I－6股、I－8股且接觸網(wǎng)停電接地。

(4)天橋橋面施工完畢后，在天橋兩側(cè)設(shè)鋼管掛防護(hù)網(wǎng)，屋面網(wǎng)架在橋面上拼裝后吊裝，天橋屋面施工接觸網(wǎng)不停電。

4 鋼結(jié)構(gòu)吊裝施工技術(shù)

4.1 總體吊裝方案

5片跨線縱梁用汽車通過進(jìn)站道路運(yùn)至車站內(nèi)既有天橋底下，利用吊車吊至既有旅客天橋(半封閉以保留旅客通道)，采用頂推法頂推就位。其余鋼結(jié)構(gòu)從工廠用汽車運(yùn)至站東行包地道入口，用小型平板汽車通過行包通道運(yùn)至三站臺(tái)進(jìn)行安裝。

4.2 鋼結(jié)構(gòu)安裝順序

12根鋼立柱吊裝→2根棧橋橫梁吊裝→5根三站臺(tái)部分縱梁吊裝→4根梯步平臺(tái)梁吊裝→棧橋平臺(tái)安裝、梯步安裝→5片跨線縱梁頂推安裝→橋面鋪裝→屋面網(wǎng)架拼裝、吊裝。

5 小吊車吊裝鋼立柱

由于行包地道凈空限制和現(xiàn)場施工場地狹小，大型起吊設(shè)備無法進(jìn)入施工場地，只能采用3 t小吊車吊裝12根鋼立柱，鋼柱起吊到位并對(duì)準(zhǔn)地腳螺栓后，使鋼柱緩緩下落，地腳螺栓穿入柱腳螺栓孔內(nèi)，鋼柱落到位后，對(duì)其垂直度及中心線進(jìn)行初校，分初擰及終擰兩次對(duì)角擰緊柱腳螺栓，并用纜風(fēng)繩做臨時(shí)固定，安裝固定螺栓后，再拆除吊索。

6 工字鋼龍門架起吊鋼梁

2根棧橋橫梁(GL4)及5根三站臺(tái)部分縱梁(GL1、GL1a)重量大，起吊高度為6～8 m，小型吊車無法吊裝，故搭設(shè)兩個(gè)工字鋼龍門架，人工利用鏈條葫蘆起吊鋼梁。工字鋼龍門架高約9m，采用雨棚鋼梁及樓梯梁相同型號(hào)的工字鋼，便于龍門架拆除后工字鋼再加工成雨棚鋼梁及樓梯梁使用。

6.1 工字鋼龍門架的安裝

龍門架采用工字鋼H400×200×8×13搭建。首先搭設(shè)腳手架，在4根鋼立柱GZ1外側(cè)豎立工字鋼龍門架立柱，龍門架頂部高于GZ1約3 m，工字鋼間現(xiàn)場焊接牢固，并加設(shè)夾板，使龍門架與鋼立柱連接為整體，保證龍門架的穩(wěn)定。在工字鋼立柱頂部設(shè)龍門架橫梁吊點(diǎn)，用于起吊龍門架橫梁，龍門架橫梁與龍門架立柱焊接牢固。至此形成兩個(gè)龍門架，既可以起吊棧橋橫梁，也可以起吊三站臺(tái)部分縱梁。如圖1所示。

圖1 工字鋼龍門架起吊棧橋橫梁(單位:m)

6.2 工字鋼龍門架起吊鋼梁

工字鋼龍門架搭設(shè)完畢后即可起吊棧橋橫梁，棧橋橫梁共2根，安裝于鋼立柱GL4上。如圖1所示，分別在兩個(gè)龍門架橫梁上懸掛一個(gè)10 t鏈條葫蘆，下接需吊裝的棧橋橫梁。在龍門架橫梁上懸掛鏈條葫蘆處穿一鋼管，用于橫梁起吊至設(shè)計(jì)高度后縱向滑移至設(shè)計(jì)位置。操作人員站在搭設(shè)的腳手架上，系好安全帶，開始拉動(dòng)鏈條葫蘆(也可采用電動(dòng)葫蘆)，拉動(dòng)鏈條葫蘆時(shí)應(yīng)兩端速度均勻，防止橫梁擺動(dòng)。地面兩端分別設(shè)一名防護(hù)員，仔細(xì)觀察橫梁動(dòng)向及龍門架的穩(wěn)定，發(fā)現(xiàn)情況異常立即停止矯正。當(dāng)橫梁起吊至設(shè)計(jì)高度稍高位置時(shí)，停止起吊，利用頂部鋼管滾軸將橫梁縱移至設(shè)計(jì)位置，并及時(shí)上緊螺栓加固。

三站臺(tái)部分縱梁同樣采用龍門架起吊，起吊一片縱梁僅需一個(gè)龍門架，鏈條葫蘆連接縱梁重心位置。事先在兩根棧橋橫梁上分別放置一塊鋼板，下墊數(shù)根鋼管，用于縱梁起吊至棧橋橫梁上后的橫移?？v梁兩端分別設(shè)一根導(dǎo)向繩，起吊時(shí)兩人利用導(dǎo)向繩調(diào)整縱梁位置，以稍傾斜的方向起吊至棧橋橫梁上方，再導(dǎo)向擺正落在鋼板上，在棧橋橫梁上利用水平鏈條葫蘆將縱梁橫移至設(shè)計(jì)位置。隨后安裝次梁及橋面花紋鋼板，形成棧橋平臺(tái)。

樓梯梁的吊裝，在相應(yīng)立柱上方焊接吊點(diǎn)，利用鏈條葫蘆起吊至設(shè)計(jì)位置后用螺栓連接加固，隨后進(jìn)行梯步安裝。

7 頂推跨線部分縱梁

跨線部分縱梁共5片，與三站臺(tái)部分縱梁布置方式一致，且與三站臺(tái)部分縱梁對(duì)接。中間布置3片工字鋼縱梁GL1a(H558×300×12×20)，單片重2.85 t;兩側(cè)布置 2 片加強(qiáng)型箱形縱梁 GL1(770×300×150×12×16)，單片重5.7 t。

5片跨線縱梁用汽車通過濰坊站東大門運(yùn)至一站臺(tái)既有旅客天橋底下，天窗點(diǎn)內(nèi)用25 t吊車吊上既有旅客天橋存放，采用頂推法頂推就位，與三站臺(tái)部分縱梁對(duì)接。頂推時(shí)先頂推3片工字鋼縱梁，隨即鋪設(shè)中間臨時(shí)橋面平臺(tái)，并用此平臺(tái)將2片重型箱形頂推縱梁就位。

7.1 頂推平臺(tái)搭建

為保證既有旅客天橋的正常使用，需在天窗點(diǎn)內(nèi)施工。每個(gè)天窗點(diǎn)用時(shí)3 h僅能起吊一片縱梁，采用25 t吊車起吊至既有橋面后靠邊存放，并設(shè)置隔離圍蔽，做上醒目標(biāo)識(shí)。

為了防止頂推過程中損壞既有天橋聚氨酯橡膠地面，在既有橋面上鋪設(shè)3 mm的鋼板+邊緣擋板，作為頂推滑道，滑道上設(shè)置鋼管滾軸。

7.2 頂推工字鋼梁

配重試驗(yàn):工字鋼縱梁頂推前先進(jìn)行配重，每片工字鋼縱梁配重按1.4系數(shù)考慮為4 t。但為了就地取材，頂推第一片工字鋼縱梁時(shí)配重采用其余兩片工字鋼梁，頂推第二、三片工字鋼縱梁時(shí)采用一片箱形縱梁配重(5.7 t)。配重與梁之間采用現(xiàn)場焊接連接，并在配重前方及三站臺(tái)橋面上分別焊接一個(gè)鋼管吊點(diǎn)，上掛鏈條葫蘆，用于落梁就位，如圖2所示。同時(shí)根據(jù)需頂推主梁的落梁位置確定頂推軸線，鋪設(shè)好鋼板滑道。主梁和配重拼裝好后先在天橋上進(jìn)行試推，保證各部件的正常運(yùn)轉(zhuǎn)后方可正式推進(jìn)。

圖2 Ⅰ－Ⅰ工字鋼梁頂推施工(單位:m)

頂推施工:頂推施工不能保證與接觸網(wǎng)的安全距離2 m(箱梁距接觸網(wǎng)為1.83 m)，Ⅰ－6道、Ⅰ－8道接觸網(wǎng)需要加絕緣套管，頂推時(shí)要點(diǎn)封鎖Ⅰ－6道、Ⅰ－8道且接觸網(wǎng)停電接地。停電后開始頂推，縱梁前端用棕繩連接固定到三站臺(tái)，便于控制梁在滾軸上移動(dòng)的方向。鋼梁推進(jìn)采用人力推動(dòng)鋼梁移動(dòng)，為控制毎一次頂推行程，在配重后設(shè)置一根限位繩，長度為18 m。推動(dòng)采用8～10人分兩側(cè)緩慢向前推動(dòng)，邊推邊調(diào)整方向，直至頂推到位。

工字鋼縱梁落梁就位:當(dāng)工字梁頂推到位后，兩端分別掛于鏈條葫蘆上，分別在棧橋橫梁和安裝牛腿上安置落梁墊木，保證工字縱梁的落梁安全，再卸掉配重。然后拉動(dòng)鏈條葫蘆，兩邊同時(shí)緩慢放下縱梁，邊放邊抽落梁枕木，直至縱梁就位。就位后立即安裝高強(qiáng)螺栓，保證縱梁兩端連接穩(wěn)固。

當(dāng)三片跨線工字鋼縱梁全部就位后，安裝橋面次梁，鋪設(shè)橋面花紋鋼板，以此平臺(tái)來頂推兩片箱形縱梁。

7.3 箱形縱梁就位

跨線部分中間臨時(shí)橋面鋪設(shè)完畢后，箱形縱梁利用臨時(shí)鋪設(shè)的橋面及滑道過孔。先在三站臺(tái)橋面縱梁落梁處設(shè)一鋼管吊點(diǎn)，再在另一端既有屋面立柱上設(shè)一吊點(diǎn)。為保證既有屋面網(wǎng)架的穩(wěn)定，此處吊點(diǎn)不能直接焊接于屋面立柱上，利用鋼繩通過屋面立柱頂部斜拉到另一側(cè)固定，吊點(diǎn)懸掛鏈條葫蘆。

利用鋼管滾軸的活動(dòng)性，人工控制縱梁方向，直至一端轉(zhuǎn)到三站臺(tái)鋼管吊點(diǎn)下，立即將吊點(diǎn)懸掛的鏈條葫蘆與縱梁連接，安上落梁枕木。另一端也安上落梁枕木，利用水平鏈條葫蘆將縱梁逐漸牽引至縱梁落梁位置，在此端離開中間橋面前將吊點(diǎn)鏈條葫蘆與縱梁連接，兩條鏈條葫蘆同時(shí)牽引，緩慢將縱梁平移至落梁枕木上。然后兩邊同時(shí)拉動(dòng)鏈條葫蘆，緩慢放下縱梁，邊放邊抽落梁枕木，直至縱梁就位。就位后立即安裝高強(qiáng)螺栓，保證縱梁兩端連接穩(wěn)固。

縱梁全部就位后即可安裝次梁，鋪設(shè)橋面花紋鋼板。

8 吊裝天橋屋頂

本工程天橋屋面結(jié)構(gòu)型式為螺栓球節(jié)點(diǎn)正放四角錐網(wǎng)架，下弦多點(diǎn)支承，結(jié)構(gòu)平面尺寸:18.825 m×13.4 m。

天橋屋頂施工主要是桿件拼裝，離接觸網(wǎng)距離較遠(yuǎn)，為防止施工中物體掉落打傷既有設(shè)備，現(xiàn)利用天窗封鎖點(diǎn)在天橋東西兩側(cè)安裝防護(hù)網(wǎng)，防護(hù)網(wǎng)安裝好后天橋屋面施工時(shí)接觸網(wǎng)可不停電。

8.1 吊裝屋面立柱

屋面立柱WGZ(350×16)共8根，每根重約0.5 t，通過梯步轉(zhuǎn)運(yùn)至新建橋面上。屋面立柱也采用焊接吊點(diǎn)，利用鏈條葫蘆吊裝。在箱形縱梁上焊接工字鋼吊點(diǎn)，吊點(diǎn)約高于立柱設(shè)計(jì)頂高程1 m。吊點(diǎn)形式同圖3中鋼管吊點(diǎn)，兩側(cè)設(shè)斜支撐，保證吊點(diǎn)的穩(wěn)定。

8.2 搭設(shè)屋面防護(hù)網(wǎng)

新建橋面位于營業(yè)線Ⅰ－6道上方，上部施工時(shí)要防止墜物后損壞接觸網(wǎng)和線路設(shè)備，因此在新建天橋橋面上設(shè)置安全防護(hù)網(wǎng)。防護(hù)網(wǎng)搭設(shè)完畢后，既保證了接觸網(wǎng)等設(shè)備的安全，橋面施工也不再需要要點(diǎn)，大大地加快了施工進(jìn)度。

為搭設(shè)方便且安全可靠，屋面防護(hù)網(wǎng)采用鋼管搭設(shè)，鋼管兩端伸出橋面4 m，且兩端鋼管在橋面上焊接連接成為一體，懸挑端用棕繩斜拉至屋面立柱，這樣保證了防護(hù)網(wǎng)的穩(wěn)定，也便于以后拆除。鋼管沿橋面每隔3 m鋪設(shè)一根，鋼管上方鋪上竹膠板。竹膠板間必須鋪設(shè)嚴(yán)密，用鋼絲綁扎牢固，保證鐵釘類小件物品不能掉下橋面，竹膠板與鋼管要連接牢靠。外圍用綠色防護(hù)網(wǎng)封閉，防護(hù)網(wǎng)高1.5 m如圖3。施工時(shí)橋面設(shè)置兩瓶手提式干粉滅火器，防止焊接桿件時(shí)引發(fā)火災(zāi)。安裝防護(hù)網(wǎng)和竹膠板需在封鎖點(diǎn)內(nèi)完成，并且接觸網(wǎng)停電。

圖3 天橋屋面防護(hù)(單位:m)

8.3 吊裝屋面網(wǎng)架

為了加快施工進(jìn)度、保證網(wǎng)架桿件拼裝的準(zhǔn)確度、減小施工安全風(fēng)險(xiǎn)，網(wǎng)架采取在橋面上拼裝完成后起吊。網(wǎng)架拼裝時(shí)在屋面立柱處留出空擋，待起吊后補(bǔ)齊。

屋面立柱共4排8根，在第1、3排共4根屋面立柱上方焊接吊點(diǎn)。為保證屋面網(wǎng)架起吊過程均勻，宜采用電動(dòng)葫蘆，便于控制。用兩根工字鋼橫穿網(wǎng)架兩端，工字鋼兩端分別接兩個(gè)電動(dòng)葫蘆，專人指揮4個(gè)吊點(diǎn)同時(shí)起吊。此方法可以較好保護(hù)網(wǎng)架的整體性，保證拼裝好的桿件不因提升而變形。網(wǎng)架起吊至屋面立柱上方后，立即補(bǔ)齊立柱處桿件，并與屋面立柱頂焊接牢固。

9 結(jié)束語

本工程通過三次方案優(yōu)化，在保證既有到發(fā)線正常接車的情況下，從施工進(jìn)度、既有線的干擾、高空作業(yè)安全和對(duì)既有成品的保護(hù)等方面充分考慮，在較小的施工場地內(nèi)采用多種安裝方法，采用人工吊裝大型鋼結(jié)構(gòu)、人工頂推跨線鋼梁安全就位，運(yùn)用簡單支架的操作技術(shù)，進(jìn)行既有天橋的接長施工，既保證了施工進(jìn)度，又確保了既有線的安全，以最經(jīng)濟(jì)的辦法和最短的施工時(shí)間，優(yōu)質(zhì)、高效、安全地完成了本工程。