新型简支T梁人行道组合结构应用技术研究_王传任.pdf

建筑施工第44卷第12期2975新型简支T梁人行道组合结构应用技术研究王传任北京建工土木工程有限公司 北京 100015摘要：结合蒙华铁路在国内首次设计应用的简支T梁人行道组合结构施工实例，介绍了简支T梁人行道组合结构的施工工艺及安全质量控制要点。形成的配套工艺可为今后类似工程提供有益参考。关键词：简支T梁；人行道组合结构；应用技术；解决措施中图分类号：TU997 文献标志码：A 文章编号：1004-1001(2022)12-2975-04 DOI：10.14144/ki.jzsg.2022.12.047Research on Application Technology of New Type Simply Supported T-beam Sidewalk Composite StructureWANG ChuanrenBeijing Construction Engineering Civil Engineering Co.,Ltd.,Beijing 100015,ChinaAbstract:Combined with the construction example of simply supported T-beam sidewalk composite structure designed and applied for the first time in China,the construction technology and safety quality control points of simply supported T-beam sidewalk composite structure are introduced.The formed supporting process can provide beneficial reference for similar projects in the future.Keywords:simply supported T-beam;combination structure of sidewalk;application technology;solution measures栏杆电缆槽盖板厚10 橡胶板吊孔钢横梁混凝土简支T梁钢横梁与T梁连接用螺栓电缆槽375375606060606060图1 人行道组合结构组成示意1 3501 3501 1001 1001 0001 0001 0001 0008 9008501 0002002002 2502 2504 0003 6005007004505001 3001 3003 4004004001 3001 300150450150150线路中心接缝中心线路中心接缝中心2%2%2%2%700图2 桥面示意保护。同时，因为人行道组合结构的所有组成部分都可以工厂化、模块化，加工后到现场直接安装，施工较为方便，能减少现场工作量，提高现场施工效率，有利于提高施工质量1-2。2.2 工程主要难点1）人行道组合结构安装均为高空作业，存在高空坠1 工程概况蒙华铁路MHTJ-24标施工里程DK1 293616.745 DK1 315824.6，全长22.207 km。主要工程包括7座桥梁，总长14 367.655延米，共计简支T梁442跨，采用国内首次应用的新型简支T梁人行道组合结构，包括钢横梁、栏杆、检查梯、电缆槽及盖板施工。2 工程重难点2.1 工程主要特点人行道组合结构（图1）设置于铁路桥桥面（图2）两侧，采用钢横梁结构上铺设预制混凝土电缆槽电缆槽盖板的形式，是供人行走和电缆穿行的通道。其组成原理是采用钢横梁通过螺栓与在T梁挡砟墙上的预埋套筒进行连接，然后在钢横梁上方依次铺设橡胶垫和预制电缆槽。在电缆槽内铺设电缆，在电缆槽顶覆盖盖板供人行走，在钢横梁外侧焊接栏杆起到防护作用。蒙华铁路的人行道组合结构设计为国内首次采用，主要优点是现场施工时不必现浇混凝土，有利于环保及成品作者简介：王传任（1982），男，硕士，高级工程师。通信地址：北京市朝阳区京顺东街6号院A2-2楼（100068）。电子邮箱：收稿日期：2022-07-29市政工程MUNICIPAL ENGINEERING202212Building Construction2976落和坠物的安全隐患。2）钢横梁预埋钢板位置的准确、预留孔的畅通以及梁体湿接缝的浇筑进度直接影响钢横梁的正常安装，进而影响人行道组合结构其他部分的安装进度。3 施工工艺流程施工工艺流程为：钢横梁栏杆检查梯电缆槽电缆槽盖板。3.1 钢横梁施工3.1.1 钢横梁加工采用工厂化生产，数控机床定位切割、机械臂焊接，焊接完成后使用磨光机对钢横梁的焊渣及毛刺进行打磨抛光处理，涂装采用喷漆工艺，涂层厚度、漆面必须均匀到位，涂装表面要达到平整光滑、色泽均匀、无流淌现象。3.1.2 安装前施工准备1）钢横梁进场后，总工组织质量部、实验室、物机部、工程部对钢横梁进行检查（重点是涂层厚度和焊接质量）。涂层总厚度必须达到200 m，即环氧富锌底漆（240 m）环氧云铁中间漆（140 m）灰铝粉石墨醇酸面漆（240 m）。自验合格后报监理验收，合格后，方可运至施工现场。2）为确保钢横梁的上紧力矩达到技术要求的300 Nm，必须对扭矩扳手进行检定。3）清除钢横梁预埋钢板表面及孔内杂物，为下一步钢横梁安装创造有利条件。3.1.3 钢横梁安装钢横梁完成布料后，采用人工配合自制小吊车进行吊装，利用配重车配重，防止倾覆，确保钢横梁吊装安全。自制小吊车吊钩处设置夹钳，安装时夹钳在钢横梁顶面变截面处夹住钢横梁并起吊。安装车将钢横梁吊起并保持水平，平稳推送至安装位置，调整钢横梁对准螺栓孔，用M2490螺栓按照螺栓孔对角线方向顺序安装螺栓，再使用扭矩扳手对螺栓逐一加固，使上紧力矩达到300 Nm。最后解开夹钳，进行下一处钢横梁施工。3.1.4 钢横梁质量控制钢横梁螺栓紧固严格执行施工作业人员螺栓紧固、班组长自检、技术人员复检的检查制度，用M2490螺栓按照螺栓孔对角线方向顺序安装螺栓，再使用扭矩扳手对螺栓逐一加固，使上紧力矩达到300 Nm。3.1.5 钢横梁作业安全钢横梁施工的关键是施工安全。为此，采用了2种防护方法，一是钢横梁吊装时采用人工配合自制小吊车（图3），利用自制L形夹钳（图4）进行吊装，防止倾覆。该小吊车由起吊杠杆、移动底座、配置车、丝杠支撑组成，3人配合即可完成钢横梁安装，在确保安全的同时加快了安装进度；二是为给工人佩戴的安全带挂钩寻找可靠挂点，用角钢制作了U形简易安全防护扣件（图5）。钢横梁防护采用3根长40 cm的角钢焊接的扣件与T梁防护墙进行可靠连接，并在角钢上用4个M16螺栓进行加固连接（图6）。通过螺栓和U形角钢与挡砟墙的支顶进行有效卡扣，保证安全带的有效使用。该方法也可使用于人行道组合结构其他部分的施工。图3 自制可移动式小吊车 图4 自制简易吊装夹钳 图5 自制U形简易防护扣件 图6 紧固钢横梁预埋螺栓3.2 栏杆施工3.2.1 栏杆加工立柱、扶手及圆钢严格按照图纸的要求分别进行画线下料（立柱高度和孔眼位置根据现场实测数据进行下料）。对各构件尺寸复检确认无误后，进行栏杆构件打孔作业。扶手连接采用M16螺栓，钻眼孔径为17 mm。栏杆立柱横穿20 mm圆钢位置钻眼孔径为22 mm。钻孔完成后对孔位处毛刺进行打磨，然后进行涂装作业，涂装厚度不小于200 m。栏杆进场后，总工组织质量部、实验室、物机部、工程部对钢横梁进行检查（重点是涂层厚度和原材质量）。3.2.2 栏杆测量放样按照图纸要求标识出栏杆立柱的位置，同时通过每孔梁大小里程梁端2套钢横梁挂2 mm铁丝通线进行校核和调整，并做好立柱定位标识。同时测量连续3孔钢横梁顶面王传任:新型简支T梁人行道组合结构应用技术研究建筑施工第44卷第12期2977标高，在不小于图纸要求栏杆高度的条件下，据此对栏杆立柱高度进行调整，如图7图9所示。图7 标高控制 图8 线形控制 图9 垂直度控制3.2.3 栏杆焊接焊接前，先对钢横梁顶面进行清理，采用水平尺和直角尺对栏杆立柱进行校正，在满足立柱倾斜度0.5%，间距偏差不超过5 mm的情况下，在角钢与钢横梁接触面施行点焊，立柱外缘距钢横梁外缘50 mm，进行初步定位。焊接采用J502焊条。为保证6.5 mm焊脚高度，分3层施焊，在保证强度的前提下要求外观美观、无气孔、夹渣等。3.2.4 扶手安装先安装梁端折弯圆钢，中间圆钢长度根据实测长度切割。圆钢端部焊接处预留23 mm焊接缝，以保证焊接强度。同时要特别注意梁端扶手角钢及圆钢的处理，将梁端扶手角钢及圆钢相对于角钢立柱伸出300 mm，并于水平面下弯15 角，保证形式统一。3.2.5 栏杆补漆扶手圆钢焊接后，将焊点和毛刺打磨干净，以无手感为限。钢件均采用第5套防腐体系涂装，5道防腐漆与原漆面搭接10 cm，涂层厚度不小于200 m。3.2.6 栏杆安装安全第一，安装栏杆立柱时将安全带与防护墙进行有效连接，立柱焊好，安装扶手和补漆时将安全带与立柱有效连接；第二，铺设利用10 cm10 cm方木和1.5 cm竹胶板满铺的作业平台，方木的作用一是加固，二是卡在钢横梁之间，防止滑动。作业平台与防撞墙间隙不得大于10 cm，进行栏杆安装作业时，其左右各1孔钢横梁均应满铺。3.3 检查梯安装提前将M16螺栓预埋至墩身预留孔中。安装前，先将角钢支架与钢横梁焊接，焊缝高度为6 mm。检查梯上部与角钢支架采用M16螺栓连接。待电缆槽安装完成后，安装花纹钢板。最后对检查梯在安装过程中产生的刮痕进行补漆。由于检查梯要和钢横梁进行焊接，所以焊接的部位要注意预留，先不进行涂装，将来再补漆。3.4 电缆槽安装按照图纸中的要求挂线定位铺设橡胶板（图10），铺设应平整、密贴。采用人工配合叉车进行安装，安装完成后应平顺稳固，防止发生三条腿现象，安装时采用自制夹钳（图11）和柔性吊带（图12），加强对电缆槽（图13）的成品保护。图10 铺设橡胶板 图11 夹钳 图12 吊带 图13 电缆槽吊装3.5 电缆槽盖板安装先在电缆槽上进行试铺盖板（图14）。若发现脱空现象，用M10砂浆对电缆槽顶面找平后重铺，同时检查盖板底部卡槽是否放置在电缆槽内，保证盖板安装牢固。然后按照图纸要求挂线布置盖板，尤其要注意内、外侧盖板边线的线形平顺（图15）。图14 盖板安装 图15 成品展示4 安全质量控制4.1 安全控制1）高空作业的工作人员，必须在作业前穿好工作服、戴好安全帽、系好高空作业安全带（安全带通过角钢卡扣与防撞墙进行可靠连接，保证作业安全），将手持工具、小型材料等放在工具袋中，清理高空作业周围区域的物品杂物。2）钢横梁安装使用的自制小吊车后部应确保配重车配重质量，防止倾覆。3）安装栏杆时应使用竹胶板满铺的作业平台，与防撞墙间隙不得大于10 cm。4.2 质量控制1）安排专人到生产厂家进行盯控，严格把控原材料及王传任:新型简支T梁人行道组合结构应用技术研究202212Building Construction2978出厂产品质量，对人行道组合结构各构件进行施工生产全过程监控。2）严格把控人行道组合结构各构件进场质量，进场时必须提供原材料合格证、检测报告等相关质量控制资料，进场的构件需经验收合格后，方可运至施工现场。3）建立完善的质量控制体系，经常性组织质量教育，提高作业人员质量意识，严格执行三检制，严格按照施工图纸、方案及技术交底进行施工质量控制。5 施工中存在的问题及解决措施5.1 钢横梁螺栓拧入困难T梁预埋钢板和高强螺栓均采用共渗处理，导致部分预留孔内遗留有残渣，螺栓在拧入时由于摩擦也会产生部分残渣，同时在T梁浇筑混凝土时也存在水泥浆遗留在预留孔内的现象，这就造成了螺栓拧入困难的现象。对此，我们采用了体积小、质量轻、易于操作、能快速冲孔的手持式液压冲孔机对堵塞的预留孔进行重新回丝，以确保钢横梁螺栓安装质量。5.2 跨中栏杆圆钢连接质量差跨中栏杆圆钢断开处，目前是使用焊接法进行连接的，但由于是高处作业，焊接质量不易保证，且焊接后需要对焊渣进行打磨，最后再进行重新补漆，施工速度慢。对此，我们采用了机械连接的方式，加快施工速度，确保圆钢连接质量。5.3 栏杆立柱定位工效低栏杆立柱采用钢尺定位，放线速度慢。受梁顶大风影响，定位精度很难保证，致使栏杆线形较差。对此，我们采用了激光垂直仪进行栏杆立柱定位，加快了施工速度，确保栏杆线形。6 施工中重点注意事项6.1 钢横梁施工钢横梁加工时，由于钢横梁顶部需焊接栏杆立柱，底部需焊接检查梯支架，有声屏障钢横梁顶部也需要在N16槽钢上焊接N17角钢，所以在出厂前要预留焊接位置，到了现场焊接完成后，再补漆。预埋钢横梁螺栓套筒前，利用钢尺和测量仪找准套筒位置和垂直度，根据螺栓大小、伸入混凝土深度以及相邻套筒间距离等具体指标，自制由角钢为纵横向剪刀撑、槽钢为纵横梁和立柱的固定支架进行定位。通过每片标准梁的螺栓套筒均采用专用固定支架，从而确保了螺栓套筒位置、深度、标高的控制偏差满足安装要求。安装前，要做好三项准备：一是钢横梁进场验收（重点检查200 m涂层厚度和焊接质量）；二是清除钢横梁预埋钢板表面及孔内杂物；三是扭矩扳手标定。安装时，要加强复核，确保钢横梁300 Nm力矩。6.2 栏杆施工加工前，栏杆立柱长度和扶手圆钢预留孔要根据现场实测标高来控制，原则是就高不就低，保证立柱1 405 mm的高度，保证栏杆的线形平顺。安装时，一是要做好测量放样，控制好立柱位置、标高和垂直度；二是要注意对扶手圆钢焊接处进行打磨，将焊点和毛刺打磨干净，以无手感为限。6.3 检查梯施工安装时要注意的是，由于检查梯要和钢横梁进行焊接，所以焊接的部位要注意预留，先不进行涂装，将来再补漆。安装检查梯花纹钢板时，首先，要注意花纹钢板是否能和电缆槽进行有效搭接，可考虑钢板与电缆槽各搭接15 mm来进行弥补。其次，花纹钢板的厚度是5 mm，RPC盖板的厚度为25 mm，高差较大。注意在钢盖板下方设置直径20 mm圆钢做的背楞，以此调整钢盖板高度，确保表面平整。6.4 电缆槽施工运输时，要注意用泡沫板对电缆槽棱角进行保护，下垫方木对电缆槽进行保护。安装前，要对进场的电缆槽外观质量和混凝土强度进行严格检查。安装时，要注意电缆槽的型号不要安错，有无声屏障的电缆槽尺寸都是一样的，区别是有声屏障一侧的电缆槽是留有10 cm10 cm检修口的。同时，要控制好电缆槽的平整度，为下一步盖板的安装创造条件。6.5 电缆槽盖板施工首先，在加工盖板时，要注意盖板形式的统一。其次，安装时应严格按照图纸的要求，挂线布置盖板，轻拿轻放，避免磕碰。若发生脱空现象，可用砂浆找平。若梁端电缆槽盖板因异形电缆槽预制无法满足现场铺装要求，可将B4型盖板分解为大小2块，分别和B3型盖板、钢盖板合并，以方便盖板铺装。7 结语通过在现场施工中采用本工艺，极大地提高了作业效率，保证了施工质量，经过精心组织，合理安排，顺利完成了此项工作任务，也为今后类似工程施工提供了很好的借鉴。1 中铁二局集团有限公司.客货共线铁路桥涵工程施工技术指南:TZ2032008S.北京:中国铁道出版社,2008.2 中铁二局集团有限公司.铁路桥涵工程施工质量验收标准:TB104152003S.北京:中国铁道出版社,2003.王传任:新型简支T梁人行道组合结构应用技术研究