一种高铁跨越既有铁路大跨度钢盖梁的施工方法与流程

本发明涉及铁路桥梁施工技术，尤其涉及一种高铁跨越既有铁路大跨度钢盖梁的施工方法。

背景技术：

高铁技术是我国自主创新的重要研究成果，涉及的技术前沿，有利于提升我国的高端技术装备的制造水平，因而，加快高铁网络建设具有重大现实和长远意义。

目前，由于我国现有铁路网络覆盖较为完善，因而，在高铁建设中，需要跨越较多的既有铁路，使得用于高铁建设的钢盖梁跨度较大。跨度较大的钢盖梁在施工过程中，需要大型设备或超大型设备进行作业，要求较硬的施工基地以及较大的施工空间，而在跨越既有铁路的地段，为了不影响既有铁路的正常运营，使得施工基地空间较有限，且施工基地容易出现沉降，在此施工基地上进行钢盖梁的组装施工，施工效率较低，施工质量得不到保证。例如，位于湖北省黄石市阳新县境内的获田特大桥钢门式墩，自西向东跨越武九铁路，桥址区范围内地势较为平坦，桥址区地表水有硫酸盐侵蚀，桥址区地表较为松软，目前，针对该类施工基地，还未提出有效的钢盖梁施工方法。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明实施例提供一种高铁跨越既有铁路大跨度钢盖梁的施工方法，能够提升施工效率、提高施工质量，以解决现有在跨越既有铁路进行钢盖梁施工时，施工基地空间有限，施工基地容易出现沉降导致的施工效率较低，施工质量得不到保证的问题。

为达到上述目的，本发明的实施例采用如下技术方案：

一方面，本发明实施例提供一种高铁跨越既有铁路大跨度钢盖梁的施工方法，包括：

对施工基地进行场地硬化处理；

对钢盖梁进行预加工，将预加工的钢盖梁运输至硬化处理的施工基地；

对预加工的钢盖梁进行现场拼装；

基于施工的墩身吊装拼装的钢盖梁；

所述对施工基地进行场地硬化处理包括：

规划包含吊机行走位置区域及吊装位置区域的吊装作业区域；

清除所述吊装作业区域的松散表土，回填碎石土，分层填筑并压实，每层填筑厚度不超过第一阈值，填筑顶面超出垫石面第二阈值；

在所述吊装作业区域的基础面顶层，采用细碎石找平处理，细碎石厚度5cm，且顶面要求水平度不得大于0.3。；

在门式墩附近，采用现浇含预埋铁的混凝土浇筑出多块钢盖梁拼装基础区域，以防止钢盖梁现场对接时施工基地局部沉降造成钢盖梁线形变化，所述施工基地包括：吊装作业区域以及钢盖梁拼装基础区域。

结合第一方面，在第一方面的第一种实施方式中，在所述对施工基地进行场地硬化处理之前，所述方法还包括：

获取所述施工基地的地面承载能力，如果获取的地面承载能力小于预先设置的地面承载能力阈值，执行所述对施工基地进行场地硬化处理，以使所述施工基地的地面承载能力大于所述地面承载能力阈值。

结合第一方面，在第一方面的第二种实施方式中，所述对钢盖梁进行预加工包括：

按照预先设置的节段划分策略，对钢盖梁进行分节段制造；

在制造分节段的钢盖梁的过程中，按照预先设置的质量控制策略，在分节段的钢盖梁上分别设置质量控制点。

结合第一方面的第二种实施方式，在第一方面的第三种实施方式中，所述质量控制点包括：钢板平整度质量控制点、数控切割质量控制点、磨光顶紧部位加工质量控制点、组装质量控制点、焊接质量控制点以及涂装质量控制点。

结合第一方面，在第一方面的第四种实施方式中，所述对预加工的钢盖梁进行现场拼装包括：

在所述拼装基础区域上搭建拼装平台，在拼装平台对应的钢盖梁的第一节 段和第三节段下方，采用2个龙骨墩做垫梁，第二节段下方采用4个龙骨墩做垫梁，龙骨墩上、下方采用厚钢板抄垫；

按现场拼装顺序，采用150t汽车吊将各分节段的钢盖梁卸至相应拼装位置，吊装就位后，进行现场焊接后再进行涂装。

结合第一方面，在第一方面的第五种实施方式中，采用工地定位焊的焊接方法进行焊接。

结合第一方面的第五种实施方式，在第一方面的第六种实施方式中，所述方法还包括：

对焊缝进行探伤试验和X光片拍摄，以确保焊缝质量合格。

结合第一方面，在第一方面的第七种实施方式中，在吊装拼装的钢盖梁的同时，所述方法还包括：

进行吊装精度控制。

结合第一方面的第七种实施方式，在第一方面的第八种实施方式中，所述吊装精度控制包括：平面控制以及垂直度控制。

结合第一方面，在第一方面的第九种实施方式中，在钢盖梁吊装完毕后，所述方法还包括：

填充混凝土至墩柱内。

本发明实施例提供的高铁跨越既有铁路大跨度钢盖梁的施工方法，包括：对施工基地进行场地硬化处理；对钢盖梁进行预加工，将预加工的钢盖梁运输至硬化处理的施工基地；对预加工的钢盖梁进行现场拼装；基于施工的墩身吊装拼装的钢盖梁；能够提升施工效率、提高施工质量，以解决现有在跨越既有铁路进行钢盖梁施工时，施工基地空间有限，施工基地容易出现沉降导致的施工效率较低，施工质量得不到保证的问题。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付 出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1为本发明实施例高铁跨越既有铁路大跨度钢盖梁的施工方法流程示意图；

图2为本实施例墩身施工中预埋螺栓及限位挡块的示意图；

图3为本实施例采用预埋法兰定位安装钢柱示意图；

图4为本实施例钢立柱定位安装示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明实施例进行详细描述。

应当明确，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

图1为本发明实施例高铁跨越既有铁路大跨度钢盖梁的施工方法流程示意图。参见图1，该流程包括：

步骤101，对施工基地进行场地硬化处理；

本实施例中，作为一可选实施例，在所述对施工基地进行场地硬化处理之前，该方法还包括：

获取所述施工基地的地面承载能力，如果获取的地面承载能力小于预先设置的地面承载能力阈值，执行所述对施工基地进行场地硬化处理，以使所述施工基地的地面承载能力大于所述地面承载能力阈值。

本实施例中，地面承载能力阈值可根据吊装钢盖梁的吊车的自重及钢盖梁自重确定，作为一可选实施例，地面承载能力阈值设置为250kPa。

本实施例中，作为一可选实施例，对施工基地进行场地硬化处理包括：

A11，规划包含吊机行走位置区域及吊装位置区域的吊装作业区域；

A12，清除所述吊装作业区域的松散表土，回填碎石土，分层填筑并压实，每层填筑厚度不超过第一阈值，填筑顶面超出垫石面第二阈值；

本实施例中，作为一可选实施例，第一阈值为0.3m，第二阈值为20cm。

A13，在所述吊装作业区域的基础面顶层，采用细碎石找平处理，细碎石厚 度5cm，且顶面要求水平度不得大于0.3。；

本实施例中，考虑吊机(吊车)行走位置区域及吊装位置区域，为确保安全，对吊装作业区域加强换填处理。具体为：首先，采用挖掘机清除松散表土，特别是钻孔桩施工的泥浆池必须清理干净(采用宕渣进行回填压实)，回填碎石土，分层填筑并采用压路机压实，每层填筑厚度不超过0.3m，填筑顶面超出垫石面20cm。填筑完路基每层进行地基系数K30检测。吊机行走及起吊位置基础面顶层采用细碎石找平处理，厚度5cm，且顶面要求水平度不得大于0.3。，处理后的地基承载力根据使用工况的差别分别不小于250kPa和150kPa。吊装作业时，吊车履带下铺路基板。

A14，在门式墩附近，采用现浇含预埋铁的混凝土浇筑出多块钢盖梁拼装基础区域，以防止钢盖梁现场对接时施工基地局部沉降造成钢盖梁线形变化，所述施工基地包括：吊装作业区域以及钢盖梁拼装基础区域。

本实施例中，钢盖梁拼装基础区域规格为：2米×4米，单块钢盖梁拼装基础区域中含预埋铁若干，可以有效提升施工基地的硬化度，防止施工基地出现的沉降现象。

步骤102，对钢盖梁进行预加工，将预加工的钢盖梁运输至硬化处理的施工基地；

本实施例中，钢盖梁为门式墩的主要承力构件。通过对钢盖梁进行预加工，可以有效缩短缸盖梁施工所需的时间，提升施工效率；同时，也可以减少所需的施工基地空间。

本实施例中，作为一可选实施例，对钢盖梁进行预加工包括：

按照预先设置的节段划分策略，对钢盖梁进行分节段制造；

在制造分节段的钢盖梁的过程中，按照预先设置的质量控制策略，在分节段的钢盖梁上分别设置质量控制点。

本实施例中，对于门式墩钢盖梁，可分为三节段分别进行制造，依次为第一节段、第二节段以及第三节段。本实施例中，三个节段组成的钢盖梁总重150T至190T。

作为一可选实施例，可根据钢盖梁构件的特点，按照预先设置的质量控制 策略(技术文件)的要求，在钢盖梁制造过程中，在分节段的钢盖梁上分别设置以下质量控制点：

钢板平整度质量控制点，用以控制钢板平面度；

数控切割质量控制点，用以控制钢板切割后几何尺寸；

磨光顶紧部位加工质量控制点，用以控制顶紧加工面的粗糙度以及与板面的垂直度；

组装质量控制点，用以控制组装的几何尺寸精度；

焊接质量控制点，用以控制焊接质量；

涂装质量控制点，用以控制涂装质量。

步骤103，对预加工的钢盖梁进行现场拼装；

本实施例中，作为一可选实施例，对预加工的钢盖梁进行现场拼装包括：

A21，在所述拼装基础区域上搭建拼装平台，在拼装平台对应的钢盖梁的第一节段和第三节段下方，采用2个龙骨墩做垫梁，第二节段下方采用4个龙骨墩做垫梁，龙骨墩上、下方采用厚钢板抄垫；

本实施例中，钢盖梁运至工地前，提前做好现场拼装基础区域，在拼装基础区域上搭建拼装平台，A段和C段盖梁(即第一节段和第三节段的钢盖梁，均带有半截钢柱)下方采用2个龙骨墩做垫梁，龙骨墩尺寸为800mm×800mm×2000mm，B段钢盖梁(第二节段的钢盖梁)下方采用4个龙骨墩做垫梁，龙骨墩上、下方采用厚钢板抄垫，以保证钢盖梁拼装时的平面度。其中，厚钢板厚度δ为20～50mm，尺寸为1000mm×1000mm。

本实施例中，作为一可选实施例，在所述龙骨墩上、下方采用厚钢板抄垫之后，该方法还包括：

进行垫石施工。

本实施例中，垫石施工包括：根据钢盖梁中心线精确定位垫石平面位置，复核、控制高程精度；安装并加固临边安全防护，绑扎钢筋、安装模板，验收合格后，浇筑混凝土。

A22，按现场拼装顺序，采用150t汽车吊将各分节段的钢盖梁卸至相应拼装位置，吊装就位后，进行现场焊接后再进行涂装。

本实施例中，现场焊接包括下列内容：

①梁段顶板、底板、腹板接头焊接；

②腹板、底板嵌补段焊接。

在焊接之前，可以检查对接梁段接头焊口情况。例如，焊接前清理焊缝区域，不得有水、锈、氧化皮、油污、油漆或其它杂物，要求在其周围50mm范围内打磨见金属光泽。在焊接后，要求加工不整齐的坡口打磨光顺，不得有大的凸起和凹陷，头坡口角度、间隙尺寸及焊接高差是否符合要求。

本实施例中，作为一可选实施例，钢盖梁的各节段焊接工艺流程依次包括：

梁段就位；

错边调整；

底板、边腹板定位；

腹板焊接；

顶、底板焊接；

NDT检测；

底板、腹板、加劲肋嵌补段焊接；

NDT检测；

过焊孔封堵。

本实施例中，作为一可选实施例，可采用工地定位焊的焊接方法进行焊接。其中，定位焊缝可用手工焊或半自动CO2气体保护焊定位焊。定位焊焊缝长度60～80mm，间距350～450mm，定位焊应距焊缝端部30mm以上，熔敷金属厚度不大于正式焊缝高的一半，梁段之间环向定位焊之间的定位焊长500～600mm，间距1000mm～1200mm。定位码的安装顺序为：梁段横向对接时应由桥轴线向两端进行，腹板则由上而下进行。

本实施例中，工地焊按下列规定执行：

a.横向焊缝从桥中轴线向两侧对称施焊；

b.一端有自由端的长焊缝，从一端施焊，向自由端前进；

c.对各类加劲连接的补偿段，应在顶板、底板施焊后，再予以实施焊接。

d.焊接时应充分预估现场环焊缝的收缩余量，并采取措施减少两个节段钢盖 梁之间的长度偏差；同时，每拼装一个梁段，随即测量一次钢盖梁的长度，对两幅箱梁之间的差值在下一梁段加以修正，不使误差累积。

e.梁段接口横向焊缝的施焊顺序应与工地梁段架设拼装顺序相同。

本实施例中，按照下述措施对工地焊的精度进行控制：

首先在拼装台架组装时严格控制其顶面标高及平整度，横梁节段焊接前采用水准仪进行标高控制，节段预拼完成后对整体结构尺寸进行严格验收，验收合格后方可进行定位焊接。

本实施例中，钢盖梁在钢盖梁拼装平台上完成焊接后，该方法还包括：

对焊缝进行探伤试验和X光片拍摄，以确保焊缝质量合格。

步骤104，基于施工的墩身吊装拼装的钢盖梁。

本实施例中，在墩身施工中，预埋螺栓及限位挡块，如图2所示，图2为本实施例墩身施工中预埋螺栓及限位挡块的示意图。两侧的预埋钢板上面，共焊接10个挡块，挡块高15cm，宽10cm，一侧6个，另一侧4个。

本实施例中，获田特大桥门式墩钢盖梁吊装共计7榀，单榀钢盖梁分为一根盖梁和两根钢柱，近端钢柱(单根最重约17.2吨)提前采用150吨汽车吊进行安装，远端钢柱(单根最重约17.2吨)提前采用650吨履带吊按计划要点进行线路封锁安装，墩顶处与混凝土柱采用螺栓连接。其中，

钢柱(钢立柱)安装包括：预埋法兰定位安装以及钢立柱定位安装，如图3所示，图3为本实施例采用预埋法兰定位安装钢柱示意图。包括：

①找到测量控制点对全站仪进行调试、校核，确保精度在允差2～6mm范围。

②利用全站仪找到右墩法兰安装中心位置(O点)高程、里程(允差10mm)并作出横、纵轴线(允差5mm)。

③在预埋法兰板长、宽方向(锚栓孔)分中作出ab、cd两条中心线(板厚方向样冲作永久标记)允差±0.5mm。

④法兰板以O点为安装基准，ab中线对位纵向轴线、cd中线对位横向轴线±0.5mm，精确定位调整横纵轴向±0.5mm、高程±5mm、平面度2mm/m2。

⑤将法兰板与墩柱钢筋笼通过焊接固定成为一体。

⑥法兰板上表面可另加两条20槽钢或工钢临时焊接并与钢筋笼外侧钢模刚性固定，确保墩身浇灌时法兰板定位不受影响。

⑦墩身浇灌完毕后，复测、检查并做好数据记录。

图4为本实施例钢立柱定位安装示意图。如图4所示，包括：

①每根钢立柱安装前距离上端口200mm位置作出测量线(可工厂制造时完成样冲作永久标记)并分别标示中点(a’，b’，c’，d’)。

②单根钢立柱安装(如立柱1)，以墩柱预埋法兰横、纵轴线(ab、cd)为安装基准精准定位(允差±1.5mm)。

利用钢立柱上端口处测量线为基准，测量、校核钢立柱安装高程(允差10mm)；

用经纬仪测量、校核钢立柱轴线(aa’，bb’，cc’，dd’)，调整安装垂直度(允差10mm)。

立柱安装调整可事先准备部分2～3mm厚、140mm宽板条为立柱调整抄垫法兰用。

本实施例中，盖梁安装采用650t履带吊，吊装半径30米，臂长60米来进行吊装。具体如下：在履带吊就位的情况下；连接吊索具，确认门式墩盖梁放置平稳，将吊索具连接到4个吊装吊耳上，使用50吨汽车吊配合连接；然后，起吊进行吊装；测量确认位置准确后，落梁；拆除索具及卸下配重；履带吊起钩，完成吊装。

本实施例中，作为一可选实施例，在吊装拼装的钢盖梁的同时，该方法还包括：

进行吊装精度控制。

本实施例中，吊装精度控制包括：平面控制以及垂直度控制，其中，

平面控制：在预埋钢板上精确放样出钢柱十字线，吊装钢梁过程中只需对准十字线，然后进行焊接固定。同时钢梁吊装前在墩顶预埋钢板上焊接限位导向钢板，确保钢柱准确就位；

垂直度控制：钢盖梁封锁吊装前，钢盖梁起吊(高度小于5m)后用水准仪 对钢柱腿进行抄平，利用滑轮组调整钢梁水平，保证钢梁在下落过程中两端钢柱底部处于水平能够一次性将两端同时对位。钢盖梁支柱缓慢下落时，利用全站仪(2台)对钢柱腿钢板边缘进行垂直度测量，由下到上测量钢柱腿两侧钢板边，垂直度满足要求后方可临时固定焊接。

本实施例中，在钢盖梁吊装完毕后，该方法还包括：

填充混凝土至墩柱内。

本实施例中，钢盖梁吊装完毕后，并通过焊接检测合格后组织钢立柱内填充C40无收缩性混凝土施工，混凝土通过梁体预留孔泵送压浆填注，配合比严格按照设计与规范要求配制，并做好施工过程的监控，保证施工质量。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。