摘要:提出了铁路圆端形实体桥墩吊篮吊架安装施工工法,明确了吊篮吊架安装施工工法的原理及特点。结合此工法在铁路项目工程中实际运用,给出了吊篮吊架安装施工工法的工艺流程与质量控制关键点,在此运用的基础上,提出了吊篮吊架安装施工工法的加强控制质量措施。从工程施工、人材机等方面对比分析吊篮安装施工方法与传统的汽车升降机施工方法,得出吊篮安装施工技术效率性高、安全性高、效益性高、节约资源。因此,此工法可以为类似工程施工提供有力的参考依据。
随着我国高速铁路建设高速地发展,根据高铁维修段对高铁桥墩设施现状的全面排查,发现有的桥墩横桥向安装半围式吊篮,且墩顶未安装围栏,工作人员在这种情况下无法对支座等桥梁设备进行正常的检查养护,且存在着较大的人身安全隐患[1]。《高速铁路桥梁结构及技术指标》规定墩顶距离地面高度6.0m及以上或者水中墩、道路范围内桥墩应设置沿桥墩周长闭合的吊篮;当墩顶横桥向最外缘距离梁底侧面水平距离不小于60cm时,在墩顶外侧设置围栏,与桥墩侧面的吊篮沿桥墩周长形成闭合。铁总运[2014]127号文要求完善高速铁路桥梁检查设施,便于桥梁工作人员对桥梁设备检查养护,保障高铁运营及检查养护人员的安全[2]。本文基于实际工程研究铁路圆端形实体桥墩吊篮施工,提出吊篮吊架安装施工工法。与传统的吊篮安装技术相比较,吊篮安装施工技术大大地提高了施工速度、安全度、美观性;在人材机方面,通过经济效益分析大大地节约了项目大批资源。因此,本文提出的吊篮吊架安装施工工法切实可行,可为类似工程施工提供有力的借鉴。
1、吊篮吊架安装施工技术工法原理
依据设计图纸及桥墩现场实际情况,吊篮施工确定购买原材进行加工热浸锌处理,栏杆钢筋连接,为避免二次镀锌处理采用铝管液压连接。吊篮安装在墩顶采用处用2组基本节吊架平台拼装组成,同时对前后、左右通过中间区域吊架支撑体系进行横向拉结,保障结构整体刚度、稳定性及吊架平衡,有效避免悬挑结构产生倾覆,无需在顶面采取预埋或其他措施。为高空作业面的施工提供一个可靠、移动方便的吊架操作平台。
2、吊篮吊架安装施工工法特点
吊篮吊架安装施工工法与传统的吊篮安装技术相比较,此施工工艺具有以下特点:
1)通过吊架安装平台施工,利用吊车进行组装和移动。此工法搭建速度快,安装质量好;施工安全可靠性高,成型效果好;环境适应性强,可重复使用。
2)材料全部采用金属,可周转使用,最终废弃后可继续回收,节约了资源,保护了环境。
3)栏杆钢筋采用铝管压接,连接顺直,浸锌质量有保证,安装完成后线性美观。
4)明显地缩短施工工期,节约项目资金投入。
3、施工工艺流程
3.1施工准备
3.1.1原材试验
原材料进场后,试验室对现场原材料随机取样,按照规范要求进行试验,试验检测指标主要包括:原材料尺寸、厚度、垂直度、力学性能等。
3.1.2下料切割
原材料通过精准测量,并用记号笔标注。将角钢按照图纸尺寸下料,切割前应在角钢上准确放样出切割位置,并划线做出标识;角钢采用磁轮切割机进行切割,切割角钢时两端需要用垫块垫起,为防止切口出现斜切口,将其固定于切割机平台等高,保证切口处的垂直水平。角钢机械切割的允许偏差:零件的长度和宽度允许偏差为±3mm;边缘缺棱允许偏差为1mm;端部垂直度允许偏差为2mm。
3.2支架制作
将切割好的原材料按照分类码放在一起,原材料底部用木方垫起,避免材料污染锈蚀;加工好的原材料运至拼装焊接区,按生产计划、生产顺序堆放,避免一样原材料堆放过多或者原材料紧缺,而耽误生产进度。焊接主要采用380V直流焊接、CO2气体保护焊。焊缝长度不小于70mm,焊缝厚度不小于6mm。
原材料拼接完成后,焊缝处个别存在高低不平、气泡渣等缺陷问题,在保证焊缝厚度的情况下,将焊缝打磨平整美观;制作完成后,根据TB/T1527—2011铁路钢桥保护层及涂装供货技术条件标准,对钢构件进行防腐处理,所有外露钢件均采用特制红丹酚醛(醇酸)防锈底漆+灰铝粉石墨或灰云铁醇酸面漆防护;对每种半成品进行标记,条理性地存放,以备验收和使用。
3.3吊架平台安装
结合施工经验,根据墩帽两侧外形及作业空间需求,用钢材加工吊架平台,并在外围用角钢进行围栏。吊装时轻吊轻放,人工配合定位,放置在预先计算好的位置上,防止两端不平衡造成吊架倾覆,工装吊架平台通过横撑方钢做支点进行安装。
3.4吊篮安装
3.4.1吊篮安装前检查
吊篮安装前,检查吊篮墩身预埋件(U型套筒+L型套筒)埋设位置,确定预埋件位置安装准确后,进行吊篮钢构件安装。对漏埋、错埋的墩身预埋件进行重新植筋埋设[3]。
3.4.2吊篮吊运
使用平板车将钢构件及步板按组合运输至桥墩下,用吊车将施工人员及支架、步板吊运至作业面。支架搬运过程中要轻放,严禁拖拉,防止涂装表面受损,涂层破损,影响防腐效果;如在运输过程中因摩擦出现掉漆,待支架完成安装后,进行二次补喷处理。
3.4.3吊篮支架安装
支架安装时,保证支架角钢密贴墩身,支架与墩身缝隙、步板与步板间缝隙均用干硬性水泥砂浆填塞,确保无松动现象;支架安装完成后,进行扶手圆钢安装,顺直的钢筋连接栏杆;采用铝管压接形式连接,避免焊接影响浸锌质量。
3.4.4步板安装
吊篮C30钢筋混凝土步板在预制构件厂集中预制,经监理验收合格后出厂。步板上车时,底部支垫方木,上下层之间用方木支垫。混凝土步板采用汽车吊吊送至支架操作平台上,然后人工安装,安装完成后检查其位置。现场吊篮吊架、支架安装施工图分别如图1,图2所示。
图1吊篮吊架
图2吊篮支架安装
4、工艺流程控制质量关键点
吊篮吊架安装施工工法在施工过程中关键施工工序常常存在一些通病,如吊装平台垂直度、水平度存有偏差、吊装平台不牢固、吊篮预埋件位置不精确、吊篮钢构件不牢固及垂直度存有偏差、吊篮布板不牢固及平整度存有偏差等通病性的质量问题。针对以上通病性的质量问题,并结合工程施工中实际情况提出以下5条施工过程质量关键控制点[4,5]:
1)检查吊装平台垂直度、水平度是否合格;
2)检查吊装平台牢固性是否合格;
3)检查吊篮预埋件位置是否合格;
4)检查吊篮预埋钢构件牢固性、垂直度是否合格;
5)检查吊篮布板牢固性、平整度是否合格。吊篮吊架安装施工工法施工质量关键控制点如图3所示。
图3吊篮吊架安装施工质量关键控制点
5、吊篮吊架安装施工加强控制质量措施[6]
5.1材料控制要点
按照设计图纸制作定型模具,确定结构尺寸偏差满足规范要求;除预埋套筒采用35号钢,其他钢材均采用Q235;墩内预埋套件进行多合元金共渗+锌铬涂层+封闭层处理。
5.2预埋件控制要点
螺栓与套筒连接长度不小于3cm,预埋U型、L型螺栓要与墩身表面保持垂直,确保U型、L型螺栓预埋间距满足吊篮安装连接要求,确保U型、L型螺栓丝口完整,U型螺栓丝头外露长度要不少于60mm。
5.3角钢架控制要点
角钢支架安装完成后,进行角钢支架矫正,要与桥墩(台)横向、竖向垂直。安装垫片,采用双螺母与角钢支架连接,连接要紧贴墩身混凝土面,确保不松动。
5.4焊接控制要点
对于主要构件焊接,焊缝最小脚焊尺寸及最小长度应满足《铁路桥梁钢结构设计规范》的要求[7]。
5.5支架安装控制要点
圆弧段支架沿着顶帽圆弧径向布置,支架螺栓处非同心圆引起倾斜角度采用橡胶垫板调整;吊篮的桥墩四周支架间无步板处,采用直径6mm的钢筋焊接成间距10cm的网格,并与支架焊接成一体。
6、工程应用与经济效益分析
6.1工程应用
新建潍坊至莱西铁路工程四标段二分部起止里程DK57+132.6~DK72+571.3,路线全长15.439km。其中跨海青铁路特大桥从299号墩至383号桥台,桥梁长度为2856.48m,跨218省道特大桥从0号桥台至257桥台,桥梁长度8477.05m,机走线现河大桥桥梁长度167.96m,桥墩台共计348座。
本工程桥墩台根据现场施工实际情况运用吊篮吊架安装施工技术,吊篮安装操作平台可以快速拆卸及循环利用,此施工工法灵活高效,降低成本投入;同时可以保证连接质量,降低焊接垃圾的产生,大幅度地提高了焊接效率,节约成本。极大地提高了生产效率,确保了施工质量,在行业内起到引领和示范作用,实现了完美的履约,收到业主下发的绿牌一张。
6.2经济效益分析
通过对铁路桥墩吊篮施工工艺有效改良,吊篮吊架安装施工方法与传统的汽车升降机施工方法相比,不仅大大地节约了施工工期,也创造了可观的经济效益。以新建潍坊至莱西铁路工程桥墩台吊篮施工为例进行对比分析,吊篮吊架安装费用明细、吊篮升降车安装费用明细分别如表1,表2所示。
表1吊篮升降车安装费用明细
表2吊篮吊架安装费用明细
吊篮吊架安装技术与吊篮升降车安装技术通过人工、材料、机械设备方面的费用对比分析可知,吊篮吊架安装技术与吊篮升降车安装技术节省20多万元,创造了可观的经济效益。
7、结论
1)在多个铁路项目施工经验的基础上,对比吊篮升降车安装施工方法,深入研究铁路圆端形实体桥墩吊篮安装施工的方法,总结出了吊篮吊架安装施工工法的原理,并明确了其施工特点。结合此工法于潍莱铁路工程中的运用,明确了吊篮吊架安装施工工法的工艺流程;分析工艺流程施工过程,针对施工过程中关键工序存在质量通病问题,提出了工艺流程控制质量关键点。
2)结合实际工程吊篮施工,全面对比分析吊篮安装施工方法与传统的汽车升降机施工方法,吊篮吊架安装技术比传统的吊篮安装技术节省20多万元,效益性高又节能环保,此施工工法成功实施运用受到投资方及业内好评,具有较高推广意义价值。
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基金:项目:中建三局科技示范工程:.
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