1、既有铁路上跨立交工程防撞墙施工外挂篮使用技术研究鉴 定 资 料建设工程有限公司XX年十二月目 录一、既有铁路上跨立交工程防撞墙施工外挂篮使用技术研究研制报告31、概述42、外挂篮结构系统适用环境条件43、结构系统构成及功能介绍44、研制过程75、试用情况与研制结论86、外挂篮系统使用过程97、主要使用情况简介11二、既有铁路上跨立交工程防撞墙施工外挂篮使用技术研究技术报告141、概述152、技术论证233、外挂篮工艺流程简介344、使用效果分析及改进设想35三、既有铁路上跨立交工程防撞墙施工外挂篮使用技术研究使用报告371、北环东延二期工程382、无锡洛社西环路大桥工程403、镇江站区上跨京沪2、铁路立交工程424、常州市武进区横林东桥上跨铁路立交工程44四、既有铁路上跨立交工程防撞墙施工外挂篮使用技术研究使用经济效果分析461、施工安全情况比较分析472、工期及经济分析48五、既有铁路上跨立交工程防撞墙施工外挂篮系统使用说明书501、设计参数及规范说明512、加工制作要求及注意事项513、安装施工要求及注意事项53六、高架桥移动式挂篮产品合格证55七、既有铁路上跨立交工程防撞墙施工外挂篮使用技术研究查新报告57既有铁路上跨立交工程防撞墙施工外挂篮使用技术研究研 制 报 告建设工程有限公司XX年十二月一、概述在既有铁路上方进行防撞墙施工，发生物体坠落的可能性较大，给铁路行车安全和运输组3、织造成很大压力。特别是现在铁路行车密度高，对施工干扰较大，利用封锁天窗进行施工全部必须安排在夜间进行，施工效率受到限制，作业条件差。如果采用传统的施工方法不仅安全风险大、施工组织繁琐，而且对需要封锁施工，给本已紧张的铁路运输组织增加了新的考验，如何采取有效的物理隔离措施，让铁路上方防撞墙施工作业环境相对封闭，减少对运输的干扰，增加施工安全保障能力，这已是逐渐成为铁路营业线建设管理、施工单位的共识。通过对外挂篮系统的分析使用，有效地规避了以上各种不利因素的确定，使得施工效率大幅度提高，安全保障能力得到加强。综上所述，以确保行车安全和施工安全、控制施工质量为目的，进行铁路防撞墙上方挂篮封闭施工的研4、究是十分必要的。二、外挂篮结构系统适用环境条件 1、跨铁路桥梁防撞墙施工，施工过程中需要进行铁路线路封锁，所有作业均需在封锁天窗内完成；2、桥梁跨越既有铁路、公路、河道，对防撞墙施工过程中对物体坠落有严格要求的作业区域；3、需要安装外挂篮施工一侧桥面满足进行挂篮拼装、调试施工的条件，同时具备良好的运输装卸条件。三、结构系统构成及功能介绍外挂篮结构简图1、外挂篮外挂篮为悬挑系统，整个挂篮框架主体由热轧H型钢（HW10010068）拼装、焊接而成。悬挑部分为承重挂篮，外挂篮在施工过程中一个整体封闭结构，封闭挂篮底部框架由热轧H型钢拼装、焊接而成，框架中间设置两根等边角钢（L635）横向肋，框架上铺5、设竹胶板，竹胶板上设防滑木条，与箱梁侧面接触处设置竖向挡板，形成与铁路设备完全隔离的封闭施工环境。为增加不同高度条件下挂篮封闭作业空间的适应性，在外挂篮外侧设置可以调节长度的矩形连接管（方钢 1901301212）伸缩装置，调节伸缩装置利用采用螺栓套管的螺栓口孔位位置调节，单侧端头安装螺栓不少于3根螺栓即可。连接套管上下横向各布置两道横向等边角钢加强肋（L635），施工过程中整个挂篮外侧2米范围内全部采用竹胶板进行封闭固定，上方悬挂防护网，侧面采用可开启式封闭竹胶板，杜绝挂篮横向防护空缺，整个作业空间形成全封闭作业环境。为提高挂篮使用的安全性，根据验算结果，在挂篮框架主桁移动小车配重至少8006、KG的沙袋，同时核定要求在挂篮内施工操作人员为6名。2、主桁移动小车主桁移动小车主体由热轧H型钢（HW10010068）拼装、焊接而成。桁架底部为行走系统，行走系统车轮为铁路器材厂成品20实心车轮，车轮行走轨道采用14槽钢固定引导，主桁架是整个结构的主体，能够起到平衡整个结构的作用，同时也是行走系统的主要部分。考虑桥梁道路竖曲线和平面曲线，外挂篮按每节6m制作，消除道路竖曲线产生的纵向挠度，减少平面移动的不便，同时便于运输、拼装及根据不同长度的调节需要。3、配重框配重框的作用主要是用于平衡外挂篮内的施工荷载，配重框外框架全部采用热轧H型钢（HW10010068）拼装、焊接而成，内部采用等边角钢7、（L635）横向肋加强结构稳定性，形成整体整体框架。配重框内配重可根据现场施工条件采用砂袋或钢轨等物体，满足设计提出的荷载要求即可，本着有利于受力平衡的原则，摆放位置尽量放置于挂篮结构外侧。4、顶部连接装置顶部连接装置的作用是将外挂篮、主桁移动小车、配重框连接成一个整体，其布置于整个结构的顶部，采用热轧H型钢（HW10010068）、等边角钢（L635）及钢丝绳（12 619）组合而成。外挂篮结构断面图5、挂篮材料数量表外挂篮材料表（一节）构件编号截面类型截面尺寸轴线长度(mm）数量(根）单重(kg/m）重量(kg）外挂篮DL-1热轧H型钢HW100100683420417.190235.158、9DL-2热轧H型钢HW100100681070417.19073.573DL-3等边角钢L635300417.19020.628DL-4热轧H型钢HW100100682000124.822115.728DL-5热轧H型钢HW100100682000317.190103.140DL-6等边角钢L635200094.82286.796连接管焊接方钢管HW10010068990417.19220.833主桁架移动小车ZHJ-1热轧H型钢HW100100682550817.190350.676ZHJ-2HW100100681820417.190125.143ZHJ-3HW100100681820419、7.190125.143ZHJ-4等边角钢L635281784.882108.669ZHJ-5热轧H型钢HW100100682000617.190206.280ZHJ-6HW100100686000217.190206.280配重框PZK-1热轧H型钢HW100100682020417.190138.895PZK-2HW100100681970417.190135.457PZK-3HW100100686000117.19010.3.140PZK-4等边角钢L635200094.88286.796PZK-5等边角钢L6352000124.882115.728顶部连接装置DLJ-1热轧H型钢HW110、00100686600417.190453.816DLJ-2热轧H型钢HW100100681002417.19068.898DLJ-3等边角钢L635200034.88228.932DLJ-4619钢丝绳12190140.5314.038DLJ-5619钢丝绳12298140.5316.332DLJ-6619钢丝绳12407740.5318.660合计3128.740四、研制过程在工业园区北环快速东延二期工程娄跨大桥改造过程中，需对跨京沪线上方防撞墙进行改造施工，主要工程量为娄跨大桥京沪铁路线上方桥面两侧共50米防抛网及防撞墙的拆除新建，虽然此项目工程量不大，但安全要求高，既有线施工不能有丝毫11、闪失；协调工作大，施工涉及相邻两个标段施工单位的配合，封闭道路施工需交警部门配合支持，同时还涉及铁路内部各设备管理单位的协调组织，建设单位综合考虑各方面因素后委托铁具有营业线施工管理资质的铁路施工单位进行此项目施工。在接到任务后即着手考虑施工方法，如按常规方法申报封锁计划施工，存在封锁天窗作业点时间短、作业效率低、人力物力投入大、施工时间跨度大、夜间封锁施工不便等缺点，而且施工过程中存在以下诸多安全隐患，如：焊割接施工的火花、机械破除飞溅的碎块、混凝土浇筑过程中的砂浆渗漏。我们围绕“采用物理隔离措施、封闭作业环境”这一原则，考虑利用既有桥面作为辅助设备使用空间，将施工操作面与既有铁路彻底隔离的12、施工方法，基于这个想法，项目部进行仔细探讨和深入研究，认为采用外侧挂篮封闭施工方法简单易行，可以最大限度的减少对铁路运输的干扰，并且安全有可靠保障。项目部就初步思路、实施方法与建设单位及设计进行了交流，并结合铁路营业线施工管理的相关要求，绘制了挂篮结构简图，请设计进行验算并出具结构详图。设计院受委托后，积极与项目部沟通联系，充分征求和听取关于挂篮施工、使用的意见和建议，了解和熟悉铁路营业线施工的特点和要求，并出具了挂篮结构图纸。我们提请设计院进行荷载和稳定性验算，同时对挂篮结构使用功能进行了受力检算，满足使用要求。同时结合施工需要提请设计单位对挂篮结构稳定性进行验算，主要是根据具体施工情况，确13、定结构合理的荷载配重及采用竹胶板对挂篮外侧进行封闭后，风荷载对结构稳定性的影响，是否能够满足使用功能要求。设计单位及时进行了验算，并对施工荷载提出了具体意见。根据在上跨铁路立交防撞墙工程中的应用，结合使用情况，雷威公司联合东南大学对外挂篮受力结构进行的分析计算，优化了设计，增加了前端挂篮调节装置，同时根据受力情况选择轻质杆件材料，减轻了外挂篮结构的自重，也有利于提高施工效率。五、试用情况与研制结论通过娄跨大桥防撞墙改造工程对外挂篮结构的试用，我们初步认为：1、该系统安全性能高；2、减少了对铁路营业线运输的干扰和影响；3、节省了人力、物力的投入；4、提高了防撞墙施工的工作效率；5、对结构系统的一14、些部位和结构可作进一步的优化和改进。在后来的几个项目中，我们根据工程的成功实践，根据东南大学的设计成果，重新制作了新的外挂篮系统，包括之前使用的结构系统，又先后在镇江站跨沪宁铁路高架桥、无锡洛社跨沪宁铁路立交、常州横林东（西）桥的施工采用外挂篮工艺进行防撞墙施工，取得了良好的效果。六、外挂篮系统使用过程1、编制专项施工方案并按程序办理营业线施工审批手续。跨铁路与铁路营业线施工的相关项目，应提前编制施工方案，邀请铁路设备单位、行车组织单位及有关专家对该方案进行论证，根据专家提出的审查意见，对方案进行完善。及时与相关铁路设备管理单位签订营业线施工安全协议，同时按铁路营业线规定向路局主管部门申报外挂15、篮施工封锁计划。2、制作、拼装外挂篮。首先根据设计图纸，委托钢结构加工单位进行外挂篮加工制作，根据桥梁铁路上方实际长度，合理定制外挂篮节数，完成后逐节运至施工现场进行拼装。桥面空间运讯可在两侧同时进行拼装，如进行拼装位置的桥面有车辆通行应及时联系协调交通管理单位，对施工占用部位的桥面进行防护隔离，设置交通警示标志和隔离墩，夜间设置交通警示灯，保证作业区域的安全。拼装可采用16t汽车吊、人工配合的方式进行，拼装过程中，指定专职防护人员进行现场防护，确保吊机作业安全、交通车辆安全及人身劳动安全。挂篮移动轨道铺设、配重块安装及每节挂篮的竹胶板封闭措施同步完成。每节拼装完成后及时进行调试并采取可靠的防16、滑固定措施，检查其使用状态良好及整体稳定性。3、挂篮移动就位挂篮在铁路营业线外侧拼装完成，利用线路封锁点将挂篮推入铁路上方施工区域范围内，封锁施工要严格作业程序，认真落实封锁施工的各项管理规定和要求。移动挂篮移动前应对其作全面检查，重点对挂篮支撑连接件、连接螺栓、销轴、外部附着物、顶部斜拉杆和等进行全面安全检查，彻底清除挂篮外部多余附着物，确保挂篮过孔走行时不发生物体坠落。按程序清理、检查后报监理确认，提前请设备管理到现场查看。技术人员提前在桥面轨道及显著位置做好标志，明确挂篮就位的具体位置。挂篮移动就位采用人工配合分节推进，移动过程中要加强对挂篮移动轨道与滑轮位置的观察，如发生偏位，要及时给17、予调整。图2、外挂篮就位施工过程挂篮全部推入预定位置后，及时采用连接件将挂篮连成整体，并对外挂部分的缝隙进行封闭处理，并在滑轮下方设置止轮器。根据电气化条件下既有线施工要求，根据规定设置接地装置。4、防撞墙改造及新建施工防撞墙改造包括拆除原有桥面防抛网、破除原有防撞墙及在原位新建防撞墙及安装防抛网。受作业空间及铁路既有线施工时间、空间作业位置限制，原有防撞墙的破除宜采用人工凿除，施工过程中安排专人及时清理挂篮内建筑垃圾，杜绝物体坠落的同时减轻挂篮的外侧负荷。原有防抛网及防撞墙拆除后，即进入防撞墙施工，因在挂篮的封闭环境下施工，此部分施工按常规方法进行。主要施工顺序为：基底清理测量放线钢筋制作与18、安装模板安装砼浇筑模板拆除覆盖养生。受挂篮内作业空间影响，所有施工全部人工操作，项目部在制作防撞墙模板时，本着便于施工安装、运输的原则，应严格控制每节模板的重量，整个作业过程对挂篮的使用比较频繁，要特别注意加强检查两节挂篮之间的拼缝，及时清理挂篮内落入的物体。防撞墙完成后及时安装防抛网。图3、运用外挂篮进行防抛网安装5、挂篮退位并拆除需要在挂篮内实施的项目完成后，就可以将挂篮退出铁路上方并组织进行拆除，挂篮退位施工同移动就位一样，利用封锁点实施，拆除为拼装作业逆流程。七、主要使用情况简介我们于去年2009年下半年及XX年初使用外挂篮施工工艺共完成工业园区北环快速路东延二期工程跨铁路上方防撞墙新19、建（改造）任务，共220m左右。在较短的时间内完成了与铁路营业线安全相关的所有作业内容，后来在其他部位的防撞墙施工中，仍继续使用，目前该系统移至其他跨铁路工程项目防撞墙施工，整个作业过程确保了行车和人身安全，提高了工效，取得预期效果，值得类似施工项目借鉴使用。 我公司后来采用此工艺进行上跨铁路防撞墙施工的项目有以下工程：1、 镇江站内跨京沪铁路工程2、 常州横林东（西）桥跨京沪铁路工程3、 无锡洛社跨京沪铁路工程随着与既有铁路线相关的上跨立交工程的大规模建设，桥梁防撞墙施工作业作为工程的重要工序之一，不可避免地遇到与此相类似的问题，该系统将为此类工程提供相关的配套服务，提供良好的安全保障，因此20、具有广阔的市场运用前景。既有铁路上跨立交工程防撞墙施工外挂篮使用技术研究技 术 报 告建设工程有限公司XX年十二月一、概述随着国民经济的高速发展，极大地促进了交通运输业的发展，伴随着交通运输业的快速发展，为满足日益增长的交通运输要求，国家和地方政府加大了基础设施的投入，由于具有提高交通运输效率，减少各种交通运输方式之间干扰的优势，立体交通格局受到越来越多的推崇和实施。在这种形势下，与铁路相关的立交工程施工越来越普遍，跨越既有铁路线的上跨铁路桥梁施工是其中最基本的立交工程类型之一。既有铁路上跨立交工程施工，与铁路既有线相关部位的施工主要为铁路两侧的下部结构及上部结构施工，无论从事何种类型的施工作21、业，施工过程中需要重点解决的问题是确保作业空间的绝对安全，铁路技术管理规程规定各种条件下的建筑限界和机车车辆限界，施工作业范围必须满足限界要求，否则就会影响铁路行车安全。由于在施工过程中可能存在无法预料的突发情况，根据铁路道营业线施工管理的规定，对可能影响铁路营业线施工的部分施工内容要求按计划申报封锁天窗，所有施工作业要求在封锁天窗时间内完成。既有铁路上跨桥梁防撞墙施工，主要是在桥面最外侧边缘进行防撞栏杆的施工，由于是高空作业，外侧是一个临空面，下方就是运营的电气化接触网和铁路线路，施工过程中必须杜绝任何物体掉入下方。以往，施工采取的方法是利用铁路封锁天窗进行钢筋焊接、模板安装、混凝土浇注，或22、是在施工范围外侧采用临时的简易物理隔离措施，然后进行后续施工。传统施工方式图一传统施工方式图二近年来，京沪铁路干线逐级提速，尤其是第六次大提速后，京沪线开行动车组，最高时速达250km/h，且行车密度更大。据统计，京沪干线行车密度达220余对/昼夜。动车连发时间区段每5分钟通行一趟。如此高的行车密度对施工安全控制的要求很高，现在沪宁线的施工要求全部按照客运专线的要求办理，传统方式施工存在以下几个方面的问题：一是现在客运专线的封锁天窗全部在夜间，作业条件和环境受到制约和影响，作业效率也不能得到有效发挥；二是在进行封锁施工时，相关铁路设备管理单位需要全程配合，铁路正常的运输效率和日常管理受到较大影23、响；三是在施工过程中不可预见的因素较大，发生物体坠落影响铁路设备使用的不可控因素较多，比如混凝土浇注过程中，为确保密实需进行振捣，根部容易渗出水泥浆，如处理不好会轻则污染铁路线路道床和电气化接触网，重则影响设备使用。综上所述，传统的既有线上跨铁路桥梁防撞墙施工模式对铁路行车安全和施工安全造成了极大的安全压力，具有极大的安全隐患和不可控因素，如何有效规避这些不可控因素，增加防撞墙施工过程安全保障就成了铁路建设、施工等部门亟待解决的问题。2009年下半年，针对这种上跨铁路立交工程防撞墙施工安全控制问题展开了技术开发工作，经历了技术论证及方案的确定、设备的技术指标确定、现场试验和正式应用四个阶段。124、技术论证及方案的确定根据铁路上方施工的特殊要求，我们重点围绕“采用物理隔离措施、封闭作业环境”这一原则，考虑利用既有桥面作为辅助设备使用空间，将施工操作面与既有铁路彻底隔离的施工方法，基于这个想法，我们进行了仔细探讨和深入研究，认为采用外侧挂篮封闭施工方法简单易行，可以最大限度的减少对铁路运输的干扰，并且安全有可靠保障。项目部就初步思路、实施方法与有关单位及设计部门进行了交流，绘制了挂篮结构简图，请设计院进行验算并优化出具设备结构详图。 设计院受委托后，积极与我们进行沟通联系，充分征求和听取关于挂篮施工、使用的意见和建议，了解和熟悉铁路既有线施工的要求，结合有关要求和建议出具了挂篮结构图纸。25、我们根据现场施工实际的工况提请设计部门进行技术论证，设计院进行了荷载和稳定性验算，同时对挂篮结构使用功能进行了受力检算，满足使用要求。主要是根据具体施工情况，确定结构合理的荷载配重及采用竹胶板对挂篮外侧进行封闭后，风荷载对结构稳定性的影响，是否能够满足使用功能要求。设计院及时进行了验算，并对施工荷载的施加提出了具体意见。（验算报告见下图）图1、设计院验算报告2、外挂篮结构系统组成图2、外挂篮结构简图1、外挂篮外挂篮为悬挑系统，整个挂篮框架主体由热轧H型钢（HW10010068）拼装、焊接而成。悬挑部分为承重挂篮，外挂篮在施工过程中一个整体封闭结构，封闭挂篮底部框架由热轧H型钢拼装、焊接而成，框26、架中间设置两根等边角钢（L635）横向肋，框架上铺设竹胶板，竹胶板上设防滑木条，与箱梁侧面接触处设置竖向挡板，形成与铁路设备完全隔离的封闭施工环境。为增加不同高度条件下挂篮封闭作业空间的适应性，在外挂篮外侧设置可以调节长度的矩形连接管（方钢 1901301212）伸缩装置，调节伸缩装置利用采用螺栓套管的螺栓口孔位位置调节，单侧端头安装螺栓不少于3根螺栓即可。连接套管上下横向各布置两道横向等边角钢加强肋（L635），施工过程中整个挂篮外侧2米范围内全部采用竹胶板进行封闭固定，上方悬挂防护网，侧面采用可开启式封闭竹胶板，杜绝挂篮横向防护空缺，整个作业空间形成全封闭作业环境。为提高挂篮使用的安全性，27、根据验算结果，在挂篮框架主桁移动小车配重至少800KG的沙袋，同时核定要求在挂篮内施工操作人员为6名。2、主桁移动小车主桁移动小车主体由热轧H型钢（HW10010068）拼装、焊接而成。桁架底部为行走系统，行走系统车轮为铁路器材厂成品20实心车轮，车轮行走轨道采用14槽钢固定引导，主桁架是整个结构的主体，能够起到平衡整个结构的作用，同时也是行走系统的主要部分。考虑桥梁道路竖曲线和平面曲线，外挂篮按每节6m制作，消除道路竖曲线产生的纵向挠度，减少平面移动的不便，同时便于运输、拼装及根据不同长度的调节需要。3、配重框配重框的作用主要是用于平衡外挂篮内的施工荷载，配重框外框架全部采用热轧H型钢（HW28、10010068）拼装、焊接而成，内部采用等边角钢（L635）横向肋加强结构稳定性，形成整体整体框架。配重框内配重可根据现场施工条件采用砂袋或钢轨等物体，满足设计提出的荷载要求即可，本着有利于受力平衡的原则，摆放位置尽量放置于挂篮结构外侧。4、顶部连接装置顶部连接装置的作用是将外挂篮、主桁移动小车、配重框连接成一个整体，其布置于整个结构的顶部，采用热轧H型钢（HW10010068）、等边角钢（L635）及钢丝绳（12 619）组合而成。图3、外挂篮结构断面图5、挂篮材料数量表外挂篮材料表（一节）构件编号截面类型截面尺寸轴线长度(mm）数量(根）单重(kg/m）重量(kg）外挂篮DL-1热轧H型29、钢HW100100683420417.190235.159DL-2热轧H型钢HW100100681070417.19073.573DL-3等边角钢L635300417.19020.628DL-4热轧H型钢HW100100682000124.822115.728DL-5热轧H型钢HW100100682000317.190103.140DL-6等边角钢L635200094.82286.796连接管焊接方钢管HW10010068990417.19220.833主桁架移动小车ZHJ-1热轧H型钢HW100100682550817.190350.676ZHJ-2HW100100681820417.19030、125.143ZHJ-3HW100100681820417.190125.143ZHJ-4等边角钢L635281784.882108.669ZHJ-5热轧H型钢HW100100682000617.190206.280ZHJ-6HW100100686000217.190206.280配重框PZK-1热轧H型钢HW100100682020417.190138.895PZK-2HW100100681970417.190135.457PZK-3HW100100686000117.19010.3.140PZK-4等边角钢L635200094.88286.796PZK-5等边角钢L6352000124.831、82115.728顶部连接装置DLJ-1热轧H型钢HW100100686600417.190453.816DLJ-2热轧H型钢HW100100681002417.19068.898DLJ-3等边角钢L635200034.88228.932DLJ-4619钢丝绳12190140.5314.038DLJ-5619钢丝绳12298140.5316.332DLJ-6619钢丝绳12407740.5318.660合计3128.7403、现场试验阶段09年下半年通过在园区娄跨大桥防撞墙改造工程完成如下内容的验证：1、外挂篮结构系统的加工、运输、拼装及拆除。2、既有线铁路上方防撞墙拆除及新建采用外挂篮施工的32、过程检验及施工经验积累。3、外挂篮施工防撞墙对铁路运输影响的减少、相关铁路运输设备管理配合工作量的大幅降低、现场施工工效的提高及安全保障能力的增强。4、依据娄跨大桥防撞墙改造工程施工，结合对外挂篮的运用，后续施工进一步完善和优化使用。经过该实际工程现场试验得到如下结论：1、外挂篮系统稳定性较好，操作方便，易于使用，。2、安全保障系数高，在铁路上方的施工实现了全封闭施工环境，杜绝了任何物体坠落的可能。3、大大降低了铁路封锁次数，减少了对铁路运输的干扰，相关铁路设备管理单位配合工作相应减少。4、提高了施工工效，外挂篮系统进入铁路上方固定后，可不受铁路封锁天窗限制进行施工全天候组织施工。娄跨大桥防撞33、墙改造前实景 运用外挂篮施工实景4、正式应用阶段2009年12月至XX年1月份，我们利用外挂篮系统进行了工业园区北环快速路东延二期工程BH-7标工程跨京沪铁路、沪宁城际铁路段的防撞墙施工。该工程位于京沪线外跨塘站内，上部结构跨沪宁、城际铁路处采用预制小箱梁共计36片，采用架桥机架设，桥面防撞墙施工分为4个断面，总长度400m左右，挂篮分为两组，每组18m，每两个断面同时进行施工，只用了4个铁路施工封锁天窗就完成了防撞墙施工。 本工程挂篮施工平面布置图拼装完成侧面效果 整体拼装完成二、技术论证 利用外挂篮进行桥面防撞墙施工，其封闭作业空间的方法有效解决了行车不施工、施工不行车的限制，最大限度地杜34、绝了施工过程中物体坠落的可能，缓解了铁路运输与施工天窗之间的矛盾，但其铁路上方施工过程中为一悬臂结构，需对结构稳定性和自身结构受力状况进行计算论证。1、结构设计主要依据（1）本系统进行结构设计时，所参考的中华人民共和国国家标准主要有：钢结构工程施工质量验收规范GB50205-2001建筑结构荷载规范GB50009-2001（2006年版）建筑结构可靠度设计统一标准GB50068-2001钢结构设计规范GB50017-2003碳素结构钢GB7002006碳素钢焊条GB51171995涂装前钢材表面锈蚀等级和除锈等级GB8923熔化焊用钢丝GB/T14957气体保护焊用钢丝GB/T14958热扎H35、型钢和剖分T形钢GB/T11263-98（2）本工程进行结构设计时，所参考的中华人民共和国行业标准主要有：建筑钢结构焊接规程JGJ81-2002钢结构制作安装施工规程YB9254-95钢结构、管道涂装技术规程YB9256-96（3）本结构计算所采用的结构有限元软件为SAP20009.1.6（序列号S16463）。2、材料（1）本工程结构主体钢材材质为Q235B，详见施工图纸的材料表。Q235B低合金高强度结构钢应符合碳素结构钢GB700的规定，应具有屈服强度、抗拉极限强度、伸长率、冲击试验，冷弯试验和C、S、P含量的合格保证。（2） 手工焊接用的焊条；应符合现行国家标准碳钢焊条（GB/T 5136、1785）和选用的焊条型号与主体金属强度相适应。（3） 本工程用的钢材屈服强度实测值与抗拉强度实测值的比值不应大于0.85；应有明显的屈服台阶；伸长率应大于20%；应有良好的焊接性和合格的冲击韧性。3、设计荷载取值（1）恒载钢材自重由程序自动计算，=7850kg/m3；（2）活载吊篮：1.5t/6m=2.5kN/m，按线荷载布置在吊篮的最外侧；配重框：2t/(1.97m6m)=1.692kN/m2，按均布荷载均匀布置在配重框内。（3）风荷载考虑到施工条件为上海路局范围内，同时结构对风的敏感性较强，因此风荷载基本风压值取江苏省各地50年内最大值：0.55 kN/m2，地面粗糙度为B类。计算高度暂37、按30m高度取。依据建筑结构荷载规范(GB50009-2001)（2006年版），风荷载标准值为， （1）其中各参数取值如下：，因此： （2）4、荷载组合考虑到结构的特殊性，可以不考虑正常使用极限状态，因此该设计主要考虑如下2个类别的荷载组合，具体见表4.1所示：（1）组合1组合7：承载能力极限使用状态；（2）组合8组合12：抗倾覆承载力验算。表4.1荷载组合表组合名称DLWXLWXR组合11.21.4组合21.21.40.84组合31.21.40.84组合41.20.981.4组合51.20.981.4组合61.350.980.84组合71.350.980.84组合80.91.40.84组合38、90.91.40.84组合100.90.981.4组合110.90.981.4组合120.91.45、设计指标（1）应力指标杆件最大组合设计应力不大于0.95f（f为钢材设计强度）；（2）杆件截面指标长细比：受压和压弯杆件150；6、钢结构计算分析（1）分析软件首先在CAD中建立三维模型，然后导入SAP2000中进行计算。有限元模型的整体坐标系图所示。图4、 有限元模型整体坐标系（2）单元的选用模型中梁柱采用SAP2000中的梁单元，支撑采用两端释放弯矩的杆单元。面荷载采用加载面进行施加。加载面通过无刚度的壳单元（厚度设置为0）进行模拟。（3）荷载的施加结构自重通过软件自动计算，吊篮内活荷载按39、外挂篮一节活荷载换算成线荷载，并按最不利位置布置在吊篮内，配重框内活荷载按一节活荷载换算成均布荷载，通过加载面施加面荷载。风荷载主要施加在吊篮侧面，通过加载面施加面荷载。（4）整体分析结果杆件截面类型：HW10010068，L635，焊接矩形管17212288。拉索类型：钢丝绳类别619（a）或则619（b），公称直径12mm。钢结构屋盖理论钢材用量统计如下：杆件总用钢量3.128t；（5）承载能力极限状态分析1）设计依据根据钢结构设计规范（GB50017-2003）的规定，采用下列公式对杆件进行承载力极限状态的验算。压弯构件的强度验算公式：单向压弯构件稳定验算公式为：双向压弯构件，其稳定验算40、公式为：2）拉索承载能力验算结构主要受力杆件位于外挂篮结构的悬挑端，整个悬挑跨度达到2.7m，而且最不利活荷载则集中在悬挑端的最外边缘，因此，为了减小这一部位杆件的受力，在这个部位特别设置2根拉索，在荷载组合4的工况下拉索出现的最大荷载，最大荷载Nmax=36.6kN，因此采用钢丝绳钢丝绳类别619（a）或则619（b），公称直径12mm，公称抗拉强度1470MPa，最小破断力约为64.9kN Nmax=36.6 kN，满足设计要求。3）杆件应力比验算结构在荷载组合1组合7下各杆件的应力比如图所示，其中最大应力比出现在外挂篮结构的悬挑端，最大值为0.93 Vmax=15kN，满足要求。2）节点41、1强度计算节点1详图如图所示。图13、 节点1详图在此节点处，考虑最不利荷载组合Mmax=5kNm，Vmax=2kN。按照普通螺栓承受弯矩和剪力进行计算。，满足要求，满足要求，满足要求因此该节点满足强度要求。3）节点2强度计算节点2详图如图所示。图14、 节点2详图在此节点处，考虑最不利荷载组合Mmax=12kNm，Vmax=2.5kN。按照普通螺栓承受弯矩和剪力进行计算。，满足要求，满足要求，满足要求因此该节点满足强度要求。4）节点3强度计算节点3详图如图所示。图15、 节点3详图在此节点处，考虑最不利荷载组合Mmax=15kNm，Vmax=5kN。按照普通螺栓承受弯矩和剪力进行计算。，满足42、要求，满足要求，满足要求因此该节点满足强度要求。5）拉索与弦杆连接计算拉索锚固通常采用成品锚固设备，业主可根据具体情况选用，但各项参数必须具备满足连接和构造要求。下面以拉耳竖板1为例对其节点进行设计，其它耳板的设计计算方法与之相同。锚具与弦杆上的耳板连接，耳板的厚度、长度计算如下：A. 按板承压计算耳板的厚度：缆索的最大拉力为8kN，与弦杆的夹角为130，则：考虑到板的厚度如果太小，节点处会产生水平移动，故本文取耳板厚度为10mm。B. 耳板长度计算：耳板的抗拉和抗剪验算：，则；，则。，则。耳板角焊缝验算：取焊脚尺寸8mm。，则；，则。，则。由此可见，耳板最小长度为24mm，考虑到安装构造的要43、求，本文耳板的长度取108mm；为增强耳板平面外刚度，在耳边的上边设置端板，如图所示。图16、 拉耳竖板1节点详图7、结论总的来说，通过对该结构的静力分析，以及对该结构在各种工况组合下的承载力极限状态的强度验算和稳定验算，以及对该结构的抗倾覆验算，结果均满足规范的要求。三、外挂篮工艺流程简介1、编制专项施工方案并按程序办理营业线施工审批手续。跨铁路与铁路营业线施工的相关项目，应提前编制施工方案，邀请铁路设备单位、行车组织单位及有关专家对该方案进行论证，根据专家提出的审查意见，对方案进行完善。及时与相关铁路设备管理单位签订营业线施工安全协议，同时按铁路营业线规定向路局主管部门申报外挂篮施工封锁计44、划。2、制作、拼装外挂篮。首先根据设计图纸，委托钢结构加工单位进行外挂篮加工制作，根据桥梁铁路上方实际长度，合理定制外挂篮节数，完成后逐节运至施工现场进行拼装。桥面空间运讯可在两侧同时进行拼装，如进行拼装位置的桥面有车辆通行应及时联系协调交通管理单位，对施工占用部位的桥面进行防护隔离，设置交通警示标志和隔离墩，夜间设置交通警示灯，保证作业区域的安全。拼装可采用16t汽车吊、人工配合的方式进行，拼装过程中，指定专职防护人员进行现场防护，确保吊机作业安全、交通车辆安全及人身劳动安全。挂篮移动轨道铺设、配重块安装及每节挂篮的竹胶板封闭措施同步完成。每节拼装完成后及时进行调试并采取可靠的防滑固定措施，45、检查其使用状态良好及整体稳定性。3、挂篮移动就位挂篮在铁路营业线外侧拼装完成，利用线路封锁点将挂篮推入铁路上方施工区域范围内，封锁施工要严格作业程序，认真落实封锁施工的各项管理规定和要求。移动挂篮移动前应对其作全面检查，重点对挂篮支撑连接件、连接螺栓、销轴、外部附着物、顶部斜拉杆和等进行全面安全检查，彻底清除挂篮外部多余附着物，确保挂篮过孔走行时不发生物体坠落。按程序清理、检查后报监理确认，提前请设备管理到现场查看。技术人员提前在桥面轨道及显著位置做好标志，明确挂篮就位的具体位置。挂篮移动就位采用人工配合分节推进，移动过程中要加强对挂篮移动轨道与滑轮位置的观察，如发生偏位，要及时给予调整。挂篮46、全部推入预定位置后，及时采用连接件将挂篮连成整体，并对外挂部分的缝隙进行封闭处理，并在滑轮下方设置止轮器。根据电气化条件下既有线施工要求，根据规定设置接地装置。4、防撞墙改造及新建施工防撞墙改造包括拆除原有桥面防抛网、破除原有防撞墙及在原位新建防撞墙及安装防抛网。受作业空间及铁路既有线施工时间、空间作业位置限制，原有防撞墙的破除宜采用人工凿除，施工过程中安排专人及时清理挂篮内建筑垃圾，杜绝物体坠落的同时减轻挂篮的外侧负荷。原有防抛网及防撞墙拆除后，即进入防撞墙施工，因在挂篮的封闭环境下施工，此部分施工按常规方法进行。主要施工顺序为：基底清理测量放线钢筋制作与安装模板安装砼浇筑模板拆除覆盖养生。47、受挂篮内作业空间影响，所有施工全部人工操作，项目部在制作防撞墙模板时，本着便于施工安装、运输的原则，应严格控制每节模板的重量，整个作业过程对挂篮的使用比较频繁，要特别注意加强检查两节挂篮之间的拼缝，及时清理挂篮内落入的物体。防撞墙完成后及时安装防抛网。5、挂篮退位并拆除需要在挂篮内实施的项目完成后，就可以将挂篮退出铁路上方并组织进行拆除，挂篮退位施工同移动就位一样，利用封锁点实施，拆除为拼装作业逆流程。四、使用效果分析及改进设想1、使用效果分析我们于去年2009年下半年及XX年初使用外挂篮施工工艺共完成工业园区北环快速路东延二期工程跨铁路上方防撞墙新建（改造）任务，共450 m左右。在较短的时48、间内完成了与铁路营业线安全相关的所有作业内容，后来在其他部位的防撞墙施工中，仍继续使用，目前该系统移至其他跨铁路工程项目防撞墙施工，整个作业过程确保了行车和人身安全，提高了工效，取得预期效果，值得类似施工项目借鉴使用。 （1）、安全保障性能高。采取外挂篮施工方案，将施工界面与既有铁路隔离，大大降低了跨铁路施工安全风险，确保了铁路运营安全。封闭外挂，为作业人员安装模板提供了操作空间，避免工人高空作业的高风险。（2）、减少了对铁路运营的干扰。本工程中采用挂篮工法比常规施工方法少封锁60余次，减少了封锁施工对运输组织秩序的影响。（3）、节省了配合单位人力物力的投入，由于封锁施工次数少，各相关设备管理49、单位（工务、车站、维管等）配合施工的工作量同步减少。（4）、施工作业效率大幅提高。采用外挂篮可完全封闭施工界面，使其与既有铁路完全隔离，克服了以往铁路上方临边防撞墙作业必须利用铁路封锁的制约，外挂篮就位后防撞墙施工无需封锁铁路，减少了夜间封锁施工的诸多不便，施工作业效率大大提高，经测算本次使用外挂篮工艺使得单项工程工期缩短一半以上，作业工效提高5倍。2、改进设想我们在使用外挂篮进行防撞墙施工过程中发现目前的外挂篮还存在一些可以进行技术改造的地方，可以进一步改进完善，从而更好地发挥其使用功能。（1）、挂篮结构单节占用空间较大，给设备的运输、储藏堆放等带来不便，下一步计划进一步优化主桁移动小车结构50、，以便于交通运输和日常储藏堆放保养。（2）、挂篮内侧上方连接装置作业空间上方增设纵横向电动提升装置，主要是便于模板的安装拆除，减少人工操作强度。（3）、走行系统增加电力驱动装置，挂篮移动速度及方向等更有利于控制和调整。既有铁路上跨立交工程防撞墙施工外挂篮使用技术研究使 用 报 告建设工程有限公司XX年十二月既有铁路上跨立交工程防撞墙施工外挂篮使用技术研究使用经济效果分析建设工程有限公司XX年十二月与传统的施工方法相比，采用外挂篮进行上跨铁路防撞墙施工，无论是施工时间的缩短、工效的提高，都产生了很好的效益，不但安全上得到充分保证，所产生的经济和社会效益非常显著。以下从安全及工效两个方面对传统施工51、方法和采用外挂篮施工进行简单对比分析：一、施工安全情况比较分析两种施工工艺安全情况调查分析表项目内容传统跨铁路防撞墙施工采用外挂篮工艺防撞墙施工临边围护措施外侧为临空面，无法设置临边防护作业空间封闭，杜绝了临空面施工时间铁路封锁状态下，一般为夜间，时间较短，每次施工必须在铁路封锁天窗内进行外挂篮就位后，可全天候组织开展施工，无需进行封锁施工桥下防护措施下部为铁路线路及电气化接触网，封锁期间指定专人看管施工作业过程无需设置专职防护人员物体坠落钢筋焊接时有火花溅落，模板安拆、混凝土浇筑过程中经常有、水泥浆及碎石等坠落桥下。外挂篮底部挡板与桥梁侧面密贴，杜绝了物体坠落的可能模板安装及拆除方式钢模重约52、200kg/块，需采用自制简易吊机吊装，人工配合。可利用外挂篮外侧伸缩装置与主桁之间的空间采用机械吊装或者主桁上方的提升装置进行模板安装拆除高空作业安全由于夜间作业及临空面较多，高空安全管理难度较大操作人员施工全部全部在封闭的空间中进行，杜绝了高空作业的临空面，安全得到保证通过上表的对比分析，可以发现采用外挂篮工艺进行跨铁路防撞墙的施工，由于其有效地封闭了作业环境，隔离了与铁路行车设备的任何可能的接触和影响，减少了施工作业过程中对铁路运输的干扰，减少了对铁路封锁天窗的占用，减少了相关铁路行车设备管理单位及人员的配合，有利于提高和保证施工过程的行车、作业和人身安全。二、工期及经济分析两种施工工艺53、工期及经济效益调查分析表（以50m防撞墙长度为分析基准）工 期项 目外挂篮施工工艺传统施工工艺人数天数工日人数天数工日钢筋绑扎、预埋管线50.52.55210钢模板安装61.596636混凝土浇筑60.536212模板拆除40.52428混凝土外观修整10.50.5122封锁防护721471498合计5.53130166说明：根据铁路局营业线施工计划审批规定：每周获批6天施工计划，每天封锁2小时，通过非铁路跨防撞墙施工来推算铁路跨防撞墙施工所需工期。外挂篮施工工艺经济效益汇总表（工作量同上）作业项目钢筋管线预埋钢模板安装混凝土浇筑模板拆除外观修整封锁防护铁路运能节约合计节约费用（元）7502754、0090060015024000304932334032 说明：以上测算人工单价为100元/工日，相关设备管理单位封锁配合费为2000元/次，每次封锁时间按1小时计算，铁路运输损失补偿费的计算，按照上海铁路局地方铁路工作办公室文件（地铁办发200601文）关于印发的通知计算，取上海区间（沪宁高铁未计）。初步考虑外挂篮周转次数为10次，每次折旧费用为6万元，根据上表测算，娄跨大桥及北环东延BH-7标工程防撞墙施工采用外挂篮工艺节约费用约140.97万元。通过以上分析，可以发现采用常规工艺进行铁路跨防撞墙施工，工期将是采用外挂篮工艺进行跨铁路防撞墙施工的5.5倍，工效仅为采用外挂篮工艺进行跨铁路防55、撞墙施工的1/5，同时增加了7倍的铁路夜间封锁天窗施工，可见采用外挂篮工艺进行跨铁路防撞墙施工，经济效益和社会效益明显。既有铁路上跨立交工程防撞墙施工外挂篮使用技术研究使 用 说 明 书建设工程有限公司XX年十二月一、设计参数及规范说明1、一般说明（1）全部尺寸均以毫米(mm)为单位。（2） 本工程为施工临时结构工程。2、荷载取值（1）恒荷载：结构自重。（2）活荷载：吊篮15kN/6m=2.5kN/m 配重框20kN/（1.97m6m）=1.692kN/m2 基本风压：0.55kN/m2（50年,江苏省内），地面粗糙度 B 类3、执行规范规程、行业标准及国家标准图（1）中华人民共和国国家标准156、）、钢结构工程施工质量验收规范（GB50205-2002）2）、建筑结构荷载规范（GB50009-2001）（2006年版）3）、建筑结构可靠度设计统一标准（GB50068-2001）4）、钢结构设计规范（GB50017-2003）5）、碳素结构钢（GB/T 700-2006）6）、碳钢焊条（GB/T5117-1995）7）、涂装前钢材表面锈蚀等级和除锈等级（GB8923）8）、熔化焊用钢丝（GB/T14957）9）、焊接用钢丝（GB1300-77)10）、气体保护焊用钢丝（GB/T14958）11）、热扎H型钢和剖分T形钢（GB/T11263-98）12）、六角头螺栓C级（GB5780）（257、）中华人民共和国行业标准1）、建筑钢结构焊接规程（JGJ81-2002）2）、钢结构制作安装施工规程（YB9254-95）3）、钢结构、管道涂装技术规程（YB9256-96）二、加工制作要求及注意事项1、材料要求（1）本结构杆件均采用Q235B钢材，其质量标准应符合我国现行国家标准碳素结构钢(GB/T 700-2006)。对于加劲肋及连接板等部件的钢材应与主体结构的钢材相同。当采用其它牌号的钢材代换时须经设计同意，并提供材料的材性合格报告。（2）承重构件用的钢材应保证抗拉强度、伸长率、屈服点、冷弯试验、冲击韧性合格和硫、磷及碳含量符合碳素结构钢(GB/T 700-2006)中的限值。（3）本工58、程用的钢材抗拉强度实测值与屈服强度实测值的比值不应小于1.25；应有明显的屈服台阶；伸长率应大于20%；应有良好的可焊性和合格的冲击韧性指标。（4）焊接材料：所有的焊条、焊丝、焊剂均应与主体金属相适应，应符合建筑钢结构焊接规程（JGJ81-2002）的要求。1）、手工焊: Q235之间的焊接用焊条选用符合碳钢焊条（GB/T5117-1995）的E43XX焊条。2）、自动焊接或半自动焊接：自动焊接或半自动焊接采用的焊丝和焊剂，应与主体金属强度相适应，焊丝应符合现行国家标准熔化焊用钢丝（GB/T 14957）或气体保护焊用钢丝（GB/T14958的规定。自动焊接或半自动焊接采用的焊丝和焊剂，其熔敷59、金属的抗拉强度不应小于相应手工焊焊条的抗拉强度。（5）受力螺栓均采用4.8级普通螺栓，直径详见施工图纸。普通螺栓采用符合现行国家规标准碳素结构钢（GB70088）规定的 Q235钢材制成，并应符合现行国家标准六角头螺栓C级（GB5780）的规定。孔径采用钻成孔，并应符合相关国家规定。2、焊缝连接注意事项（1）钢结构的焊接应符合建筑钢结构焊接规程（JGJ81-2002）的规定。（2）焊接作业前，施工单位应对所采用钢材、焊接材料、焊接方法、焊前预热和焊后热处理等进行焊接工艺评定，并根据评定报告确定焊接工艺。（3）尽量采用工厂焊接并优先采用自动或半自动焊接；焊接顺序的选择应考虑焊接变形的因素，尽量采60、用对称焊接，焊接收缩量大的部位应先焊，焊接过程中要平衡加热，减小焊接变形和收缩。（4）图中未注明的焊脚尺寸取6mm。3、加工制作基本要求（1）钢结构在制作前，应按设计要求编制施工详图的深化设计，深化设计应取得设计部门同意；并编制制作工艺和安装施工组织设计，经论证通过后方可正式制作与施工。（2）钢结构的制作和安装须根据施工详图进行。（3）钢结构的材料、放样、号料和切割、矫正、弯曲和边缘加工、除锈、编号和发运应遵照国家标准钢结构工程施工质量验收规范（GB50205-2001）的有关规定。（4）钢结构制作、安装和质量检查所用的量具、仪器、仪表等，均应具有相同的精度、并应定期送计量部门检定，合格后方可61、使用。（5）重要接头或构件，应在出厂前进行自由状态的预拼装，其允许偏差应符合钢结构工程施工质量验收规范（GB50205-2001）附录D表D的规定。（6）焊件的坡口尺寸、焊接垫板等应符合设计图纸规定的要求。（7）钢结构构件的运输及存放应有可靠的支垫及定位，包括捆绑及临时支撑加固等，均不得造成杆件的变形及损伤。已安装就位的钢构件不允许以钢绳捆绑作为起起重吊装的附加支点。（8）各类钢构件的外形尺寸允许偏差见钢结构工程施工质量验收规范（GB50205-2001）附录C的表B1B6; 安装的允许偏差见附录E。4、防腐要求（1）钢构件的除锈和涂装应在制作质量检验合格后进行。（2）钢构件涂装：钢表面宜采用62、喷丸（砂）除锈（抛丸的直径钢结构0.60.8mm），钢材除锈质量应达到Sa2级。（3）喷漆采用压力型喷涂设备。喷砂除锈后，应于2-4小时喷好第一道底漆，以免基层底面返锈，影响漆膜的附着力。除锈后基层防锈采用环氧铁红底涂料两道，干膜厚度不小于60m；环氧云铁中间涂料一道，干膜总厚度不小于70m；氯化橡胶面漆两道，干膜总厚度70m，颜色统一确定。三、安装、施工要求及注意事项（1）安装前要整理好场地，作业空间具备挂篮拼装要求并进行有效的物理隔离和防护。（2）吊装作业必须专人指挥，吊装作业过程中吊机设备等不得超限。（3）钢结构施工时，应设置可靠支护、支撑体系保证钢结构桁架的侧向稳定性和安全性。运输吊装过程中，应采取有效措施防止钢结构桁架的过大变形和失稳。（4）凡图纸中未注明的事宜应按相关规范、规程执行。（5）施工时吊篮内物品不要堆积，且尽量靠近配重框一侧堆放，同时配重框内的沙袋应尽量远离吊篮一侧放置。（6）施工前要在配重框内进行试堆载，防止外挂篮向配重框一侧倾覆，如果同计算活荷载不符，应进行重新计算。（7）当施工现场风荷载超过计算所采用的风荷载时，应停止作业，并对外挂篮采取相应的安全措施。（8）拉索必须通过花篮螺栓预先张紧以后方可进行施工。- 54 -