CN106702905B - 一种悬挂式防护棚架施工法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及铁路施工领域，具体涉及一种悬挂式防护棚架施工法，包括以下步骤，A设计计算，B架设上跨梁板，C防护棚架散件拼装，D拼装防护棚架，E防护棚架就位，F上跨梁板施工，G防护棚架拆除。本发明的施工方法，减小了防护棚架的跨度，节省了设施成本，对铁路路基无破坏，防护棚架可快速拖拉就位和托离，对铁路运营干扰影响小。
Description
技术领域
本发明涉及铁路施工领域，具体涉及一种悬挂式防护棚架施工法。
背景技术
随着交通工程的不断发展，上跨既有铁路施工越来越多，在上跨桥梁结构为预制架设拼装时，梁板架设通常采用封锁铁路或者利用铁路的窗口时间进行，架设完毕通常在上跨铁路下方搭设防护棚架，在防护棚架的保护下，进行上跨铁路梁板接缝、防撞护栏等施工，防护棚架主要为防止在进行桥面施工时工具、小型材料坠落而设置。
在实际施工时，常采用的方式为在两侧坡脚起立柱，架设棚架的方法，然而，当棚架的跨度大，高度较高时，容易引起安全性问题；又或者采用从两侧路基边坡上设置立柱基础，架设棚架的方法，则必然要挖掘路基边坡，对行车安全有一定影响，且在棚架架设、拆除过程中需多次利用铁路的窗口时间或进行封锁，会造成对铁路运营干扰多，影响时间长等问题。
发明内容
本发明的目的，是为了解决背景技术中的问题，提供一种悬挂式防护棚架施工法。
本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：
一种悬挂式防护棚架施工法，包括以下步骤：
A设计计算，悬挂式防护棚架的结构包括上下两个部分，上部分为支撑在梁板上方的吊装部，下部分为设置在梁板下方并与所述吊装部相连的底梁和贝雷梁，下部分作为桥梁施工场所使用，分别计算吊装部、底梁和贝雷梁的承力性能，并且选择合适的钢材；
B架设上跨梁板，在铁路轨道两侧设置墩柱后架设上跨的梁板，梁板架设后梁板之间通过对铁路轨道上方之外的部分接缝钢筋进行临时连接固定；
C防护棚架散件拼装，将钢材分别拼装成吊装部、底梁和贝雷梁，其中底梁和贝雷梁互相连接成防护棚架下部结构，吊装部单独作为防护棚架上部结构；
D拼装防护棚架，靠近墩柱处进行防护棚架的上下部结构的对装，所述吊装部设置在所述梁板上方，所述底梁和贝雷梁设置在所述梁板下方，所述吊装部与所述梁板滑动连接；
E防护棚架就位，利用铁路的窗口时间，使用牵引机将防护棚架拖拉到铁路轨道上方，到位后将吊装部与所述梁板固定连接；
F上跨梁板施工，通过防护棚架对梁板湿接缝、护栏部位进行施工，完成梁板施工作业；
G防护棚架拆除，拖拉防护棚架到铁路轨道范围外，将防护棚架的上下部分分离，拆除防护棚架。
作为优选，所述步骤A与步骤B在时间上不分先后，步骤C至步骤G按时间顺序依次进行。
作为优选，所述吊装部顶部设置牵拉点，所述吊装部中部下端设置有滑轮，步骤D和E中，通过滑轮在所述梁板上滑动完成防护棚架的就位，步骤E中防护棚架就位完成后，将滑轮固定。
作为优选，所述滑轮下方设置钢轨，所述钢轨与梁板桥面钢件连接。
作为优选，所述牵拉点采用法兰钢板连接。
作为优选，所述步骤D中，采用吊车起吊所述吊装部、底梁和贝雷梁。
作为优选，所述防护棚架组件的拼拆场地选择在铁路轨道之外。
作为优选，所述底梁和贝雷梁距离梁板的距离小于5m。
作为优选，步骤A中需进行坠落验算。
综上所述，本发明的有益效果：
① 本发明所述的一种悬挂式防护棚架施工法，减小了防护棚架的跨度，节省了设施成本。
② 本发明所述的一种悬挂式防护棚架施工法，对铁路路基无破坏，防护棚架可快速拖拉就位和托离，对铁路运营干扰影响小。
③ 本发明所述的一种悬挂式防护棚架施工法，防护棚架平台离梁板高度小，坠落物坠落高度小，坠落物对防护棚架冲击小，相对更加安全。
④ 本发明所述的一种悬挂式防护棚架施工法，棚架拆除时不受已安装梁板的影响，拖拉出铁路轨道范围以外拆除，无需梁下吊装拆除。
附图说明
图1是本发明的施工示意图；
图2是本发明中的防护棚架的结构示意图；
图3是本发明中梁板的架设示意图。
具体实施方式
以下具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。
下面结合附图以实施例对本发明进行详细说明。
实施例1：
本实施例中，上跨桥梁为40m预制小箱梁，上跨线路同铁路斜交，斜交角度80°,铁路路基填方高度约为12m，路基边坡坡率1:1.8，两侧坡脚之间宽度43.0m，如果在两侧坡脚起立柱，架设棚架，棚架跨度太大，高度也太高最小高度需20m，非常不安全，如果从两侧路基边坡上设置立柱基础，架设棚架，必然要挖掘路基边坡，对行车安全有一定影响，且在棚架架设、拆除过程中需多次利用铁路的窗口时间或进行封锁，对铁路运营干扰多，影响时间长。
根据图1～图3所示，一种悬挂式防护棚架施工法，包括以下步骤：
A设计计算，悬挂式防护棚架a的结构包括上下两个部分，上部分为支撑在梁板4上方的吊装部1，下部分为设置在梁板下方并与吊装部1相连的底梁2和贝雷梁3，下部分作为桥梁施工场所使用，分别计算吊装部1、底梁2和贝雷梁3的承力性能，并且选择合适的钢材；
本实施例的算例如下：
吊装部1立柱和顶梁采用双拼32a工字钢，其他杆件采用双拼20槽钢，实际施工时防护架杆件之间连接采用螺栓连接，计算时采用铰接连接方式，
20号槽钢单根：Wx=178cm3，Ix=1780.4cm4，腰厚d=7mm，A =28.83 cm2，E=2.0×105MPa，[σ]=140MPa，[σw]=145MPa，[τ]=0.6[σ]=85MPa，32号工字钢单根：Wx=692.2cm3，Ix=11075.5 cm4，Ix ：SX=27.46，腰厚d=9.5mm，A =67.05 cm2，E=2.0×105MPa，[σ]=140MPa，[σw]=145MPa，[τ]=0.6[σ]=85MPa。最大弯矩在立柱上：90.79KN.m，最大剪力在立柱上：45.40KN，最大轴力在14、18单元杆：111.79KN，最大位移在单元5:4mm，弯曲应力σ= Mmax/W=90.79KN.m /692.2×2cm3=65.6Mpa＜[σw]=145Mpa，立杆的压应力计算，σ= N/A=74.18÷(67.05×2)=5.5Mpa，压弯应力叠加=65.6+5.5=71.1Mpa，小于许用应力[σ]=140Mpa，剪切应力计算，τ=45.4KN/27.46×0.95×2cm2=8.7Mpa＜[τmax ]=85Mpa，最大拉应力计算：σ=N/A=119.47÷(28.83×2)=20.7Mpa Mpa＜[σ]=140Mpa；
底梁2按两跨连续梁计算，梁上贝雷支架、分配槽钢、钢板等荷载按每延米重量分别为：贝雷桁架=3×5÷1.5=10KN/m，分配槽钢=39×10=3.9 KN/m，钢板=1500×100×0.5×7.85=5.88KN/m，合计=10+3.9+5.88=19.78 KN/m，单侧每延米9.89KN，
底梁采用20号工字钢单根：Wx=237cm3，Ix=2370 cm4，Ix ：SX=17.2，腰厚d=7mm，A=35.5 cm2，E=2.0×105MPa，[σ]=140MPa，[σw]=145MPa，[τ]=0.6[σ]=85MPa，Mmax=44.51KN.m，Qmax=37.09KN，fmax=0.7mm，RMax=74.18KN，弯曲应力计算，σ= Mmax/W=44.5KN.m /237cm3=93.9Mpa＜[σw]=145Mpa，剪切应力计算，τ=37.09KN/17.2×0.7cm2=30.8Mpa＜[τmax ]=85Mpa，挠度：fmax=0.7mm＜[fmax]=600/400=1.5mm
贝雷梁3验算，取1.5m为单元，贝雷桁架=3×5÷15=1KN/m，分配槽钢=39×10×1.5/15=0.39 KN/m，钢板=100×150×0.5×7.85=0.588 KN/m，合计=1+0.39+0.588=1.978KN/m，Mmax=55.63KN.m Qmax=14.84KN，单层单排贝雷梁可承受弯矩788.2KN.m，承受剪力245.2KN，挠度0.26mm，满足要求。
坠落验算如下：
最大坠落高度2.56m，最大坠落重量20kg,根据动量定律,Ft=mv,t根据经验选取0.1s,v=gt，h=1/2gt2，v=√2gh得，
F=(20×10×0.1+20×7.16)/0.1=1632N=1.632KN
假设坠落物坠落于背楞之间的跨中钢板上，5mm厚钢板同背楞之间焊接连接(固定端)，0.4m跨度，单元宽度取50cm，σ= Mmax/W=0.08KN.m /2.08cm3=38.5Mpa＜[σw]=145Mpa，能够满足要求，且有较大安全储备。
假设坠落物冲击在背楞上，背楞按简支梁简化计算，背楞跨度1.5m，背楞为[10槽钢，截面模量w=39.7cm3，M=FL/4=(1.632×1.5)/4=0.612KN.m，σ= Mmax/W=0.612KN.m /39.7cm3=15.4Mpa＜[σw]=145Mpa。满足要求。
B架设上跨梁板4，在铁路轨道b两侧设置墩柱5后架设上跨的梁板4，梁板4架设后梁板4之间通过对铁路轨道b上方之外的部分接缝钢筋进行临时连接固定；
C防护棚架a散件拼装，将钢材分别拼装成吊装部1、底梁2和贝雷梁3，其中底梁2和贝雷梁3互相连接成防护棚架下部结构，吊装部1单独作为防护棚架上部结构，防护棚架a组件的拼拆场地c选择在铁路轨道b之外；
D拼装防护棚架，采用吊车起吊吊装部1、底梁2和贝雷梁3，在靠近墩柱5处进行防护棚架a的上下部结构的对装，吊装部1设置在梁板4上方，底梁2和贝雷梁3设置在梁板4下方，保证底梁2和贝雷梁3距离梁板4的距离小于5m，吊装部1与梁板4滑动连接；
E防护棚架a就位，利用铁路的窗口时间，使用牵引机将防护棚架a拖拉到铁路轨道上方，到位后将吊装部1与梁板4固定连接；
F上跨梁板4施工，通过防护棚架a对梁板4湿接缝、护栏部位进行施工，完成梁板4施工作业；
G防护棚架a拆除，拖拉防护棚架a到铁路轨道范围外，将防护棚架a的上下部分分离，拆除防护棚架a。
上述步骤A与步骤B在时间上不分先后，步骤C至步骤G按时间顺序依次进行。吊装部1顶部设置牵拉点11，吊装部1中部下端设置有滑轮12，步骤D和E中，通过滑轮12在梁板4上滑动完成防护棚架a的就位，步骤E中防护棚架a就位完成后，将滑轮12固定，滑轮12下方设置钢轨，钢轨与梁板桥面钢件连接，牵拉点11采用法兰钢板连接。
Claims (9)
1.一种悬挂式防护棚架施工法，其特征在于，包括以下步骤：
A设计计算，悬挂式防护棚架（a）的结构包括上下两个部分，上部分为支撑在梁板（4）上方的吊装部（1），下部分为设置在梁板下方并与所述吊装部（1）相连的底梁（2）和贝雷梁（3），下部分作为桥梁施工场所使用，分别计算吊装部（1）、底梁（2）和贝雷梁（3）的承力性能，并且选择合适的钢材；
B架设上跨梁板（4），在铁路轨道（b）两侧设置墩柱（5）后架设上跨的梁板（4），梁板（4）架设后梁板（4）之间通过对铁路轨道（b）上方之外的部分接缝钢筋进行临时连接固定；
C防护棚架（a）散件拼装，将钢材分别拼装成吊装部（1）、底梁（2）和贝雷梁（3），其中底梁（2）和贝雷梁（3）互相连接成防护棚架下部结构，吊装部（1）单独作为防护棚架上部结构；
D拼装防护棚架，靠近墩柱（5）处进行防护棚架（a）的上下部结构的对装，所述吊装部（1）设置在所述梁板（4）上方，所述底梁（2）和贝雷梁（3）设置在所述梁板（4）下方，所述吊装部（1）与所述梁板（4）滑动连接；
E防护棚架（a）就位，利用铁路的窗口时间，使用牵引机将防护棚架（a）拖拉到铁路轨道上方，到位后将吊装部（1）与所述梁板（4）固定连接；
F上跨梁板（4）施工，通过防护棚架（a）对梁板（4）湿接缝、护栏部位进行施工，完成梁板（4）施工作业；
G防护棚架（a）拆除，拖拉防护棚架（a）到铁路轨道范围外，将防护棚架（a）的上下部分分离，拆除防护棚架（a）。
2.根据权利要求1所述的一种悬挂式防护棚架施工法，其特征在于，所述步骤A与步骤B在时间上不分先后，步骤C至步骤G按时间顺序依次进行。
3.根据权利要求1所述的一种悬挂式防护棚架施工法，其特征在于，所述吊装部（1）顶部设置牵拉点（11），所述吊装部（1）中部下端设置有滑轮（12），步骤D和E中，通过滑轮（12）在所述梁板（4）上滑动完成防护棚架（a）的就位，步骤E中防护棚架（a）就位完成后，将滑轮（12）固定。
4.根据权利要求3所述的一种悬挂式防护棚架施工法，其特征在于，所述滑轮（12）下方设置钢轨，所述钢轨与梁板桥面钢件连接。
5.根据权利要求3所述的一种悬挂式防护棚架施工法，其特征在于，所述牵拉点（11）采用法兰钢板连接。
6.根据权利要求1所述的一种悬挂式防护棚架施工法，其特征在于，所述步骤D中，采用吊车起吊所述吊装部（1）、底梁（2）和贝雷梁（3）。
7.根据权利要求1所述的一种悬挂式防护棚架施工法，其特征在于，所述防护棚架（a）组件的拼拆场地（c）选择在铁路轨道（b）之外。
8.根据权利要求1所述的一种悬挂式防护棚架施工法，其特征在于，所述底梁（2）和贝雷梁（3）距离梁板（4）的距离小于5m。
9.根据权利要求1所述的一种悬挂式防护棚架施工法，其特征在于，步骤A中需进行坠落验算。
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