承重式移动棚架在铁路施工中的应用
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摘要：利用SPA有限元分析软件对移动棚架的受力状况进行分析研究，结合工程实际情况将这种先进的既有线施工方法在工程建设领域中进行推广应用，解决既有运营线路的安全防护以及加快门式墩横梁的施工周期，
0 引言
随着中国高铁规模化建设的今天，路网建设的日趋形成，跨线铁路桥建设越来越多出现在工程实际施工中，为了维护既有线行车的安全运行，缩短跨线桥的施工周期，承重式移动棚架的应用，对此类桥梁的施工有着重要的意义，本文结合津秦铁路客运专线下坞蓟运河特大桥跨津山铁路门式墩横梁的施工方案进行分析探讨。
1 工程概况
新建津秦铁路客运专线下坞蓟运河特大桥跨津山铁路，交角仅12度，交点里程DK73+170.67(既有津山线里程K211+580.32）防护范围K211+483.42～K211+662.36在施工中采用了承重式移动棚架结构对既有线进行防护，并对上部横梁结构物进行施工，本桥桥式布置为7×16m连续梁，106#～110#为门式框架墩。结构型式见图（一）
2 防护棚架的结构设计方案
防护棚架结构体系自上而下主要包括：纵梁、绝缘层、上横梁、立柱、连接系、下横梁、走形机构、顶升机构、临时撑杆、走道基础等组成。工况1见图（三） 工况2见图（四）
结构采用两种计算工况：1、施工横梁工况2、走形棚架及防护工作工况
工况1中的荷载组合：自重+施工荷载+列车通过时产生的风压荷载+横梁自重+人及模板横载
工况2中的荷载组合：自重+施工荷载+列车通过时产生的风压荷载+风荷载+坠落物冲击荷载
基本参数选用：工人荷载：0.5KN/m2风荷载： 列车驶过时引起的垂直气动力为：qv=2×1.5qh(7D+30)/100（KN/m2）其中qh――水平气动力（KN/m2），D――作用线至线路中心距离 混凝土密度ρ=2500kg/m3钢材的密度ρ=7850kg/m3 雪荷载=0.4KN/m2 ，坠落物冲击荷载F=K•Δx其中：Δx={1+[1+2h/(mgL3/48EI)]0.5} (mgL3/48EI)K：为坠落物冲击系数，动能U=mg(h+Δx)
通过结构检算该移动棚架各构件最大组合应力：σmax＝94.16MPa＜[σ]
防护棚竖向位移：最大竖向位移=15.2mm，侧向位移=7.23mm。该移动防护棚架强度及刚度均满足规范要求，且有一定的安全储备，能够用于横梁施工。施工横梁时变形结构检算见图（二）
3 防护棚架的拼装
通过方案比对我们选择了线外组拼吊装的方案，为最优方案
3.1首先划分组拼单元及单元组成
单元一：上、下横梁单元组。横梁均为2工45b焊成的型钢梁，下横梁与立柱之间采用焊接，上横梁与立柱之间采用高强螺栓连接，上横梁与纵梁之间采用承压型高强螺栓连接，下横梁与走行轮箱之间采用销接，先安装下横梁。
单元二：立柱单元组。棚架立柱由4根φ630x10钢管柱组成。柱顶设置法兰，立柱与上横梁之间采用高强螺栓连接。立柱与下横梁之间为焊接。立柱间设置联结系，联结系与立柱间为焊接，这个拼装单元线左线右各一个。
单元三：顶棚纵梁组。纵梁分纵梁组1和2两种。每套顶棚设置2组纵梁组1，由3根H700x300mm型钢、横肋及6mm顶面钢板组成，分别位于顶棚的两端，主要用于防护和小型工机具、材料堆放及人行通道；纵梁组2由8根H700x300mm型钢组成，用于横梁施工时的底模承力结构。
单元四：临时撑杆为φ152x5可调撑杆。上部铰座焊于立柱上，下部铰座焊于临时撑杆基础预埋件顶上。临时撑杆在拼装过程中起稳定作用及调节立柱竖直度作用。
单元五：纵梁组1上面铺装14mm厚橡胶绝缘垫层，纵梁组2上铺装20mm厚橡胶绝缘垫层，绝缘层对行车安全起到保护作用。
3.2防护棚架的拼装
首先布置走道基础，基础结构型式设计为C30的钢筋混凝土条形基础。要求基底容许承载力均不小于160kpa，为安全考虑设置接地装置，等基础强度达到设计要求时布置调平棚架走道。其次安装轮箱，并用木楔将轮箱调平、抄垫牢固。再次用吊机分别将两组立柱及下横梁组吊装至轮箱上，调整到位后进行栓接固定牢固，两侧拉上揽风绳，并利用揽风绳调节两侧立柱垂直度，测量检查复核要求后吊机摘钩。最后吊装上横梁与立柱对接，连接完成。吊装前准备工作一定要充分周密详细，充分利用天窗点和封锁点时间进行单元组吊装确保施工安全，确保行车安全。
吊装步骤：
1、点前15min，吊机站位，立柱挂钩并打好保险、溜绳，确认吊装半径内无障碍物，将立柱组吊装至竖直状态，准备好其他安装工具。
2、点起，缓慢移动大臂至设计位置，大钩缓慢下落，将结构拼装单元放置设计位置，测量人员随时进行监控；并拉好揽风绳、摘钩由专人对整个结构进行检查验收。
3、点内，保持拼装单元稳定不动，通过调节立柱斜撑螺杆使立柱顶法兰座与顶棚纵梁螺栓孔对位，将立柱外侧一排螺栓上好，并戴好螺帽。
4、点内，通过调节立柱斜撑螺杆使立柱垂直，然后将立柱外侧一排戴螺帽上紧，摘钩，由专人对整个结构进行检查验收。
5、点闭，所有机械撤离，场地整平。
通过各个单元的组合，完成承重式移动棚架的安装。
4 结论
通过实践证明：承重式移动棚架在既有线铁路门式墩施工中安全，稳定，可靠，加快了施工速度，缩短了施工工期，取得了良好的经济效益和社会效益，值得推广应用。
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