人行天桥钢箱梁制作与安装施工方案.docx
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1、武蒲电化赤壁站旅客人行天桥钢箱梁制作安装xxx公司工程机械厂二。一年六月1、赤壁站旅客人行天桥钢箱梁制作安装施工技术报告12、赤壁人行天桥钢箱梁制作技术83、赤壁人行天桥钢箱梁拖拉技术164、检算资料23附件:人行天桥施工照片赤壁站旅客人行天桥钢箱梁制作安装施工技术研究报告一、任务的来源及研究的目的在既有线上架安钢结构人行天桥,如果中断行车,势必给国家和 当地造成巨大的损失,也提高了工程施工成本,延长了工期;如果不 中断行车,其架设难度相当大,既要考虑不影响行车,又要考虑施工 工艺和工期的要求。大型钢结构常用的架安方法是用一台大型起重机 或多台起重机,而根据京广线武蒲电化赤壁站的现有施工场地和
2、工期 要求,用起重机架安75T的人行天桥,一次到位,必须中断行车,这 显然是不可取的。在现有的施工场地上制作钢箱梁天桥,搭设临时支 墩,然后用75T汽车起重机起吊到临时支墩,再将梁滑移至设计位置, 因车站站台及雨棚均已形成,而天桥支柱又未完工,因此此方法也不 可取。因此应研究采用一种适用的制作架梁方法来解决在不中断行车 的情况下架设钢箱梁人行天桥的问题。我公司在大江大河中多次成功地采用了拖拉方法进行钢结构桥梁 的架设施工,但这种拖拉方法能否在车流稠密的京广线上实施,还必 须研究解决如何在不侵界的情况下设临时支墩、长33m钢箱梁在制作 架设过程中如何控制其变形和上拱度及钢箱梁能否一次制作成功等技
3、 术问题。采用何种设备来实现空中拖拉,是值得探讨的课题。针对以 上问题,经我厂申报,公司科技开发部批准立项为科研项目。赤壁站旅客人行天桥钢箱梁制安工程成功地利用了京广线赤壁站 每天下午有2小时天窗时间,解决了钢箱梁拖拉时间问题,分段对称 制作、适当扩大预留上拱度,解决了施工场地狭窄、钢箱梁易变形、 设计拱度难保证等施工技术难题,完成了科研合同。本课题提供评审 的成果有:、不中断行车横跨京广线制作安装天桥钢箱梁施工方法的研究。、钢箱梁制作施工技术。、钢箱梁拖拉施工技术。二、工程概况赤壁站旅客人行天桥位于京广线DK1329+000处,跨越京广正线 及站线3、6道,连通基本站台和中间站台,并与站房二
4、楼相通,为旅 客进站通道。天桥纵向长56.68m,主桥长33m,宽4.5m,为焊接双室 箱形截面,自身梁高1.25m,其设计拱度为85mm。顶板采用6 20的钢 板,腹板和底板采用616的钢板,加强筋采用Z90X10.Z140X12的 角钢,612、614、636、2钢板等,所有钢材均为Q235B,焊条采用 E43系列。(附天桥、站台、站房的平面关系图,图一),钢箱梁于2000 年9月27日第一次拖拉过站线6道,10月15日第二次拖拉通过正线 1、2道。2000年11月10日落梁成功。三、主要施工方法的选择和研究3.1、制作方案的选择根据现场施工调查资料,钢箱梁制作考虑了叁种方案:第一种是在
5、天桥设计位置处,搭高8m、宽6m、长35m的施工平台,平台四周挂 安全防护网,用20t汽车起重机吊运材料上平台,人在平台进行钢箱梁 制作加工。由于施工平台过高,京广正线车流稠密,钢箱梁制作大部 分是焊接工作,很难保证平台底下人和列车的安全,而且耗周转料多, 工程成本提高,因L2.7S(S9政#nn图一 天桥,站台、站房平面关系圈6此被否定。第二种是在工厂制作,再用大型运输设备运至施工现场, 因运输过程中钢箱梁易变形,而且难以矫正,现场安装也很困难,故 不可取。第三种是在站房与站台之间用万能杆件搭设宽6m、高8m、 长24m的施工平台,其轴线与竣工后天桥轴线在里程上完全重合,在 预留4道位置用万
6、能杆件搭接长6m、宽4m、高8m的平台。主梁长 达33m,而车站站房至6股道限界距离仅25m,故梁沿纵向分别按24m、 9m两次制作。在平台北侧地面平台上,先制作24m钢箱梁,用50T 汽车起重机吊到高8m的平台上,再采用两台绞磨和滑轮组机构将钢箱 梁拖拉至4道处的临时支墩上,在地坪上再焊接厚9m钢箱梁,再用 50t起重机吊升至空中的施工平台上与24m梁进行对接,由于此方案, 不影响行车,完全可利用天窗时间拖拉钢箱梁,既可提前工期,节约 成本,又可保证安全,提高工程质量,因此此方案在施工中被采用。3.2、钢箱梁拖拉方案的研究钢箱梁拖拉考虑了两种方法:第一种方法是在钢梁拖拉的前进方 向的前端焊接
7、挂环,用来挂钢丝绳,在站线5道位置设临时支墩,在 支墩上挂焊滑轮机构来改变拉力方向,支墩附近用两台绞磨来实现钢 箱梁拖拉,因此种方法钢丝绳在京广正线上空,给行车带来不安全因 素,故不适用。另一种方法是在钢箱梁前进方向的后端(既靠站房端) 用钢丝绳兜住钢箱梁,在万能杆件支撑平台上安装单门和双门滑轮来 改变推力方向,在I号站台附近支撑平台的双侧分别用一台绞磨来实 现钢箱梁拖拉,这种方法省力,而且对行车无安全威胁,因此在施工 中被采用。通过实施,证明此方法切实可行,效果很好。四、制作过程中预留顶拱度和拖拉方案的可行性分析4.1、制作过程中预留顶拱度的可行性分析钢箱梁在制作过程中沿梁的纵向分成两片制作
8、加工,现以单片成 品梁计算钢箱梁在自重作用下产生的最大挠度,钢箱梁架设到位后可看成一简支梁。如图:单片梁截面如下图:q=G/L=75.312x103x9.8/33 x2=11.183x103N/mMmax=ql2/8=11.183x103x29.552=1.22x106 N.mIzmin= (BH3bh3)/12=(2.108*1.253-2.076*1.2143)/12=0.03357m4Fmax=5ql4/384EI=5*11.183*103*29.554/384*210*109*0.03357=15.75mm在钢箱梁制作过程中预留顶拱度f应大于f设+fmax即f100.75mm。考虑到钢
9、箱梁制作过程中因大量的焊接使钢箱 梁焊件热胀冷缩,根据以往钢材焊接胀缩情况记载资料,施工中预留 拱度为设计拱度的1.8倍即153mm,以确保钢箱梁架设竣工后顶拱度 不低于85mm。4.2钢箱梁拖拉方案的可行性分析4.2.1、钢箱梁拖拉第一次拖拉过6道,钢箱梁此时全长24m,最大悬臂为5.6m。如下图所示:53产普叫 W项 平晋显然,K=G2 x 9.2/G1 X 2.8= P 18.4 X 9.2/ P 5.6 X 2.8=10.81.3( P 一钢梁线密度),因此在第一次拖拉过程中钢箱梁不会向6道倾覆。4.2.2、钢箱梁第二次拖拉过京广正线1、2道,此时钢箱梁全长33m,最大悬臂长为12m,
10、如下图:很显然,K=G2x 10.5/G1 X 6= p 21 X 10.5/ P 12 X 6=3.061.3 ( P一钢梁 线密度),因此,钢箱梁在第二次拖拉过程中不会向京广正线倾覆,对 京广正线1、2道是安全的。五、主要成果赤壁站旅客人行大桥钢箱梁作为既有线上旅客进站通道大桥,其 制安过程中因不需特大型起吊设备(如救援列车),仅利用常规20t汽 车吊,无须中断京广线行车就可利用施工现场条件进行架设,减少了 大型起吊设备的机械费用,充分利用预留4道可设中间临时支墩,拖 拉过程中缩短了钢箱梁悬臂长度,从而解决了跨越既有线拖拉钢箱梁 的安全问题。1、加工机械较为简单,除半自动切割机外,其余为现
11、场常用施工 机械。2、除了需要技能较高的板金工和电焊工、起重工外,其它如滑道 铺设,临时支墩搭设,牵引定位都是大桥施工中常用的工艺。3、临时的万能杆件搭设支墩牢固安全,在其上进行各类作业非常方便。4、对于既有线在适用性上比中断行车用大型起吊设备架设天桥有 非常明显的优势,克服了其它施工方法无法实施的困难。5、我国铁路线路在不断延长,类似车站很多,大力推广与应用在 既有线上高空拖拉施工方法前景广阔,通过本天桥施工,我们感到推 广此项方法有以下几项有利条件。1) 无需中断行车,便可实现天桥准确架设,既可节省工程成本, 又可确保安全,因此适用于各车站、站场的架空跨越。2) 牵引装置轻便实用,占空间小
12、、适用范围广。3) 制作加工放样运用CAD软件,放样准确,适用所有钢结构 加工。赤壁人行天桥钢箱梁制作技术一、工程概况赤壁站旅客人行天桥位于京广线DK1329+000处,跨越京广正线 及客站站线,连通基本站台和中间站台,钢梁采用焊接双室箱形截面, 全长33米,宽4.5米,梁高1.25米,设计起拱85mm,梁全重76t,为 京广线上跨度最大的人行天桥之一。箱梁采用现场制作,纵向拖拉架 设到位的方法。由于天桥体积与重量均较大,且需吊上8米高的拖拉 平台,故有较大的施工难度。二、主要施工方案2.1钢箱梁在现场制作拼装,通过一辆20t的吊车来提升钢板及装 卸运送物资。2.2钢箱梁分24m段和9m段分别
13、制作,其中每段又沿中心线分为 两片独立制作。其中底板以上部分在地面制作,底板及各段的拼接在 拖拉平台上完成。2.3沿天桥横向在天桥中心线两侧用枕木及钢轨铺设制作平台。2.4在天桥中心线基本站台侧用万能杆件搭设长24m、高8m、宽 6m的拖拉平台,钢梁上部与底板的拼接、两半梁的合拢及24m梁与 9m梁的拼接以及梁的拖拉将在平台上完成。三、钢箱梁制作工艺流程图四、施工工艺4.1、制作场地选择及作业平台施工根据施工场地的地形、场地土承载力等情况,结合钢梁的制作和 拖拉要求,在不影响行车安全的情况下,沿天桥轴线搭设天桥拖拉平 台,考虑到钢梁的自重较大而场地土为新填土,承载力不足,故在平 台支脚制作了
14、8mX6m的C20砼基础(见附图四)。钢梁地面制作平台采 用平铺枕木(间距1m)的方法来增加平台的稳定性,并在其上铺设两 排钢轨以铺放钢板(钢轨顶面需精确抄平)。4.2、钢梁的制作(以24m段梁为例)4.2.1、钢材的下料顶板和底板:钢板放样参照设计要求和施工规范,应以尽量节约 材料为原则,由于要求确保相邻顶板、底板、腹板间的对接焊缝必须 错开1m以上,经过周密细致的排布,保证了在满足设计与制作要求的 同时,对材料的损耗也做到最小,(具体排布详见图二)。按排布情况 将相应规格的钢板按尺寸放样后,就可进行焊接。腹板:腹板除了要满足顶板的要求外,由于梁要求有一定的上拱度,只有控制腹板的拱度来保证,
15、故在将钢板找方后还需将与拱CAD放样据,第一种是精确计算,即在AutoCAD中将弧线画出,并将此弧的弦 按一定间距分成数段,并做出垂线,利用AutoCAD的计算功能即可将 各线段长度即各点弧弦距精确求出(如下图所示)。GbC模拟放样第二种方法是利用勾股定理进行近似计算(如上图),由于此弧半径极 大(有700余米),故可将其近似看做一等腰三角形,误差可忽略不 计,如此可求出各点弧弦距,由于ABA D,故可求出EF,故FG OEF+1/2BD,如此组合可求出近似各分点的弧弦距(亦可据此原理 用AutoCAD求出近似值)。由以上两种钢板放样方法可以看出,近似计算放样法误差极小却 可以最大限度的节约钢
16、材,故在实际施工中采用的是第二种方法,而 第一种方法则用来对拼接好的腹板进行校验。钢板在切割时,大型板件如顶板、腹板、隔板、底板等采用半自 动气割机切割以保证切割精度及切口平整,对于零星板件及不规则切 口采用人工切割以提高加工速度。4.2.2、梁各板件的拼接首先将顶板及腹板各段钢板拼接成整体,将拼好的顶板底面朝上 铺放在地面平台上,因腹板的长高比较大(20/1),柔性很大,故先 拼装尺寸较小的隔板。首先在顶板上将隔板上一侧边线弹出,再借助 吊车将其精确地定位到所弹线上,之后将其点焊固定,按此方法安装 完所有隔板后,就开始安装腹板。将腹板吊至顶板上并与隔板靠紧, 由于腹板有一定的弧度,故此时腹板
17、与顶板间只有一点相接,这时需 要用起道机将顶板顶起,直至顶板弧度与腹板弧度重合,再将顶板与 腹板点焊固定,再将隔板按设计间距固定至腹板上,之后再将加强筋 等拼装固定到位,便开始正式焊接。24m梁顶腹板制作完成自检合格后,将其吊上拖拉平台,首先将 经过焊接收缩变形后的梁的实际拱度测出,然后在拖拉平台上按此拱 度搭出拱面,将底板铺成使之与梁一致的拱度,再将梁的上半部分吊 上支撑平台与之拼合,校正位置之后开始焊接,焊接完成后矫正半边 钢箱梁的变形。对钢箱梁焊接变形矫正合格后,进行24m梁的拼接。拼接前,先 将钢梁中心线在平台上放点,校对无误后即开始合拢。合拢时,用两 个50t斤顶抵住钢梁的两头外侧,
18、缓缓地向中心线顶,待两半梁在中心 线处合拢后,开始焊接两片梁之间的焊缝。24m段制作完成自检合格后开始第一次钢梁拖拉,第一次拖拉的 目地是给后面9m段梁留出制作空间,9m段梁的制作基本上同24m段 一样,在与24m梁拼接时做到圆弧过渡均匀,不留折角。4.2.3、梁的焊接焊接工艺严格按照钢结构施工及验收规范(GB50205-95)中的 相关规定,本工程所用材料为Q235B,采用E4303型焊条,应用于全 部位置。主要焊缝4.2焊条大电流焊接三遍,每焊接一遍,需彻底清 除焊渣、飞溅物等,再进行下道工序。为了保证钢梁的焊接质量,制定了如下原则:1)焊接应由考试合格的焊工施焊,并根据设计和焊接工艺要求
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