跨鐵路站場(chǎng)鋼天橋的凌空接長施工技術(shù)

李志強(qiáng) 廖萬林

中鐵建工集團(tuán)有限公司廣州分公司 廣東 廣州 511400

在某鐵路站房改擴(kuò)建工程中，需在既有鐵路站場(chǎng)一側(cè)增加建設(shè)1座側(cè)式站房來滿足日益增長的客運(yùn)需求。此外，新建站房與既有站房之間需通過接長鋼結(jié)構(gòu)天橋銜接，以滿足旅客從站場(chǎng)兩側(cè)站房進(jìn)入站臺(tái)的功能需求。在新舊站房之間接長鋼結(jié)構(gòu)天橋施工中，接長的鋼結(jié)構(gòu)天橋位于既有股道線路上空，面臨鐵路營業(yè)線施工、跨越鐵路站場(chǎng)接觸網(wǎng)等構(gòu)筑物、接長天橋與既有天橋的銜接等難題。同時(shí)，在此復(fù)雜工況條件下，接長天橋與既有天橋連接的精確定位和連接質(zhì)量又是一個(gè)較難處理的問題。本文結(jié)合接長天橋施工的特點(diǎn)，詳細(xì)闡述了具體施工技術(shù)方案及施工要點(diǎn)[1-8]。

1 工程概況

背景工程位于廣東省茂名市茂名火車站內(nèi)，總建筑面積9 000 m2。該工程需對(duì)部分鐵路站場(chǎng)客運(yùn)設(shè)施進(jìn)行改造，主要包含進(jìn)站天橋接長。接長天橋?yàn)殇摻Y(jié)構(gòu)框架結(jié)構(gòu)，天橋框架及外立面幕墻龍骨共重約163 t，天橋橋面長度33.80 m，寬度13.10 m，高7.61 m，最高點(diǎn)結(jié)構(gòu)頂標(biāo)高19.50 m。接長天橋位于鐵路股道接觸網(wǎng)上空，橫跨3條接觸網(wǎng)，天橋一側(cè)擱置錨固于鋼柱上，另一側(cè)與既有天橋預(yù)留的牛腿連接。接長天橋工況如圖1、圖2所示。

圖1 接長天橋工況

圖2 吊裝工況

2 施工難、特點(diǎn)

1）在營業(yè)線條件下，需解決接長鋼結(jié)構(gòu)天橋跨越站場(chǎng)的施工難題。

2）需解決接長鋼結(jié)構(gòu)天橋與既有天橋銜接的施工難題。

3）需解決接長鋼結(jié)構(gòu)天橋與既有天橋銜接時(shí)的精確定位問題。

4） 需保證接長鋼結(jié)構(gòu)天橋銜接處的接縫質(zhì)量。

3 技術(shù)原理

針對(duì)跨越施工和接長天橋的初步定位、精確定位、對(duì)接處的焊接質(zhì)量控制等難題，經(jīng)綜合考慮，本工程決定采用鋼結(jié)構(gòu)整體拼裝、整體吊裝＋小型機(jī)具微控的技術(shù)措施。利用履帶吊機(jī)整體起吊鋼結(jié)構(gòu)天橋至接長位置，一端擱置于鋼柱上，另一端與既有天橋的預(yù)留主鋼梁和牛腿處初步合龍（此端無擱置點(diǎn)），再利用手動(dòng)葫蘆精確合龍，以保證接長天橋的定位精度，最后采用加勁內(nèi)板及定位耳板等措施焊接連接于新舊天橋接縫銜接處，以保證對(duì)接處的焊接連接質(zhì)量受控。

4 工藝流程

工藝流程如下：桁架接長行走路線及接長工序時(shí)序確定→天橋桁架拼裝→天橋桁架試吊→天橋桁架吊裝接長（接長準(zhǔn)備→完善營業(yè)線手續(xù)→桁架起吊→桁架旋轉(zhuǎn)→桁架下放→精準(zhǔn)就位→連接處連接）。

5 施工要點(diǎn)

5.1 桁架行走路線及吊裝工序時(shí)序確定

桁架接長前應(yīng)對(duì)桁架接長行走路線及接長工序時(shí)序予以確定，包括作業(yè)時(shí)間、作業(yè)程序、作業(yè)內(nèi)容及人員安排等。

5.2 天橋桁架拼裝

天橋拼裝過程中應(yīng)進(jìn)行起拱檢測(cè)，確保天橋起拱達(dá)到設(shè)計(jì)值。吊裝接長前，焊縫進(jìn)行打膠處理，防止下雨漏水形成水柱落在接觸網(wǎng)上導(dǎo)致跳閘，防火防腐涂料在吊裝前涂抹。

5.3 天橋桁架試吊

鋼桁架完成拼裝后，應(yīng)對(duì)鋼桁架天橋進(jìn)行同工況初次試吊。將試吊范圍內(nèi)的場(chǎng)地平整，雜物清理干凈。測(cè)量人員在試吊現(xiàn)場(chǎng)放出吊車臂最大吊裝半徑和回轉(zhuǎn)角度處的位置，并用紅油漆做出標(biāo)記。試吊時(shí)，天橋應(yīng)進(jìn)行調(diào)平，并提升離地面30 cm。在空中保持平穩(wěn)10 min。初次試吊主要是為了找準(zhǔn)天橋吊點(diǎn)、復(fù)核天橋質(zhì)量、復(fù)核對(duì)接點(diǎn)偏差及撓度誤差；若偏差超過設(shè)計(jì)要求，則需及時(shí)糾偏。當(dāng)天橋倒運(yùn)至指定吊裝位置時(shí)，需進(jìn)行第二次試吊。該次試吊時(shí)，采用計(jì)算吊裝半徑進(jìn)行試吊。該次試吊主要是為了檢驗(yàn)地基承載力是否滿足吊裝要求。

5.4 天橋桁架吊裝接長

5.4.1 接長準(zhǔn)備

1）吊裝前在對(duì)接天橋上方焊接4個(gè)吊鉤，用于捆綁纜風(fēng)繩。吊鉤焊接于天橋上弦梁4個(gè)角上，其中靠近對(duì)接部分2個(gè)吊鉤用于固定手拉葫蘆，另外2個(gè)固定纜風(fēng)繩。在原有天橋牛腿下部焊接2個(gè)吊鉤，便于在對(duì)接連接時(shí)利用葫蘆調(diào)節(jié)對(duì)接天橋方向的微差。

2）天橋起吊前檢查以下內(nèi)容：天橋桁架主箱梁內(nèi)環(huán)板焊接情況；天橋桁架主箱梁擱置板焊接情況；天橋桁架主箱梁4個(gè)角的耳板焊接情況；2條纜風(fēng)繩及2個(gè)手拉葫蘆的連接情況。

3）對(duì)接天橋與既有天橋結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)復(fù)核：既有天橋尺寸與對(duì)接天橋尺寸外框結(jié)構(gòu)誤差最大為3 mm，對(duì)角線結(jié)構(gòu)尺寸最大誤差為5 mm。根據(jù)鋼結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范，外框尺寸誤差±3 mm，方可滿足要求。

5.4.2 完善營業(yè)線手續(xù)

由駐站聯(lián)絡(luò)員登記，下達(dá)封鎖站場(chǎng)命令，防護(hù)員就位，設(shè)置停車信號(hào)牌（燈），封鎖站場(chǎng)；下達(dá)接觸網(wǎng)停電命令，進(jìn)場(chǎng)接掛接地線，使接觸網(wǎng)停電。

5.4.3 桁架起吊

接觸網(wǎng)停電命令下達(dá)后，吊機(jī)起吊天橋桁架至雨棚外側(cè)，并至超過帶電體0.8 m高的位置。天橋起吊時(shí)拉好纜風(fēng)繩，2組人員站在天橋北側(cè)鋼柱地面上（纜風(fēng)繩長度約50 m）。

5.4.4 桁架旋轉(zhuǎn)

待接觸網(wǎng)地線掛好后，吊機(jī)開始徐徐旋轉(zhuǎn)桁架至對(duì)接部位（過程中輔以2組人員通過纜風(fēng)繩引導(dǎo)桁架就位方向）。工況關(guān)系如圖3所示。

5.4.5 桁架下放

桁架旋轉(zhuǎn)就位后，吊機(jī)徐徐下放桁架至支撐點(diǎn)部位。過程中安排2組人員通過纜風(fēng)繩、2組人員通過手拉葫蘆協(xié)助就位。工況關(guān)系如圖4所示。

圖3 天橋旋轉(zhuǎn)工況

圖4 天橋下放工況

5.4.6 精準(zhǔn)就位

吊裝桁架與既有天橋距離相差不足0.5 m時(shí)，暫停吊裝，利用手拉葫蘆與原天橋焊接的吊鉤相連接，完成后再讓吊機(jī)慢慢下放。吊裝到達(dá)對(duì)接口時(shí)，利用連接板（連接板先通過單個(gè)高強(qiáng)螺栓連接）先行固定一側(cè)，單側(cè)固定好之后，再利用葫蘆手拉完成另一側(cè)的對(duì)接，最后使用高強(qiáng)螺栓固定好連接板，防止由于動(dòng)車組列車運(yùn)行造成天橋?qū)硬课蛔笥移弧?/p>

5.4.7 桁架接長處連接

連接既有天橋處共有6條對(duì)接焊縫，如圖5所示。安排2組作業(yè)人員，每組2名焊工，按下→上→中的順序（即5號(hào)、6號(hào)→1號(hào)、2號(hào)→3號(hào)、4號(hào)）施焊。下部和中部焊縫（5號(hào)、6號(hào)、3號(hào)、4號(hào)對(duì)接口）在既有雨棚上搭設(shè)門式架作為操作平臺(tái)施焊，上部焊縫（1號(hào)、2號(hào)對(duì)接口）利用吊籃施焊。

圖5 既有天橋連接口編號(hào)

1）5號(hào)、6號(hào)對(duì)接口（下弦主鋼梁處）連接。利用前期天窗點(diǎn)，在原有天橋桁架下弦主鋼梁內(nèi)（主鋼梁為箱形梁）焊接增加2塊加勁內(nèi)環(huán)板（圖6），同時(shí)在主鋼梁兩側(cè)各焊接1塊帶孔定位板；在前期對(duì)接天橋桁架拼裝時(shí)，在桁架下弦主鋼梁內(nèi)（主鋼梁為箱形梁）亦焊接增加2塊加勁內(nèi)環(huán)板，以及主鋼梁側(cè)焊接1塊帶孔定位板。加勁內(nèi)環(huán)板可增加天橋桁架連接質(zhì)量，帶孔定位板可臨時(shí)固定對(duì)接桁架，防止產(chǎn)生微差位移。

圖6 增加加勁內(nèi)環(huán)板

吊裝對(duì)接連接時(shí)，利用手拉葫蘆，橫向拉動(dòng)天橋桁架微差合龍，同時(shí)防止產(chǎn)生豎向位移；再用連接耳板及高強(qiáng)螺栓通過主鋼梁兩側(cè)帶孔定位板臨時(shí)定位固定天橋桁架，防止產(chǎn)生橫向水平位移；然后在每個(gè)對(duì)接口主鋼梁上部處利用2塊Q345立面擱置板對(duì)該處主鋼梁焊接固定，防止產(chǎn)生縱向水平位移；最后在天橋桁架對(duì)接口焊接，調(diào)整焊縫寬度使其符合要求，保證焊縫一次合格。

2）1號(hào)和2號(hào)對(duì)接口（上弦主鋼梁處）連接。利用前期天窗點(diǎn)在原有天橋桁架主鋼梁內(nèi)（主鋼梁為箱形梁）焊接增加2塊加勁內(nèi)環(huán)板；在前期對(duì)接天橋桁架拼裝時(shí)，在桁架主鋼梁內(nèi)（主鋼梁為箱形梁）亦焊接增加2個(gè)加勁內(nèi)環(huán)板。吊裝對(duì)接連接時(shí)，同樣先利用手拉葫蘆，橫向拉動(dòng)天橋桁架微差合龍，同時(shí)防止產(chǎn)生豎向位移；再在每個(gè)對(duì)接口處利用2塊Q345擱置板對(duì)該處主鋼梁焊接連接固定；最后在天橋桁架對(duì)接口焊接，調(diào)整焊縫寬度使其符合要求，保證焊縫一次合格。工況如圖7所示。

圖7 天橋?qū)雍淆埞r

3）3號(hào)、4號(hào)對(duì)接口（牛腿處）連接。利用前期天窗點(diǎn)在原有牛腿口焊接增加2塊加勁內(nèi)環(huán)板，增強(qiáng)牛腿強(qiáng)度。在對(duì)接連接時(shí)，上、下弦主鋼梁已基本合龍并焊接牢固，牛腿處對(duì)接口基本無合龍偏差，可直接焊接。

6 結(jié)語

我國高速鐵路發(fā)展迅速，規(guī)模不斷增加，高速鐵路的建設(shè)必然面臨鐵路站房改擴(kuò)建的問題。在既有股道線路上空接長進(jìn)站天橋，來連接既有的進(jìn)站天橋，這一設(shè)計(jì)技術(shù)方案已然成為站房改擴(kuò)建工程中的常用設(shè)計(jì)方案。跨鐵路站場(chǎng)鋼天橋凌空接長技術(shù)是一種技術(shù)先進(jìn)、安全可靠、科學(xué)合理的施工方法，在我國鐵路站房改擴(kuò)建施工領(lǐng)域，尤其是天橋改造施工領(lǐng)域具有良好的應(yīng)用前景。