临近运营铁路钢结构光栅施工质量管控

喻宏璞

摘    要：随着铁路建设的飞速发展，钢结构在铁路上的应用日益加强。本文通过工程实例，介绍了临近运营的京哈线及京哈高速线钢结构光栅施工工艺，解决大多数因临近运营线路，周边环境困难的难题，通过加强防护措施，改进施工工艺等办法，加快了施工进度，缩短工期，控制成本节约，符合当今社会对节约能源与提高经济效益的目的。针对钢结构提升、焊接施工时质量及安全的控制，确保钢结构施工质量。

关键词：钢结构光栅;焊接;既有线

1  引言

新建武威路道路工程下穿铁路普速场地道桥和高速场地道桥并与市政地道桥相連，由于市政地道桥全长500m，为使司机在驾驶过程中尽快地适应光线的变化，在地道桥出入口处设置钢结构光栅梁作为光过渡段。该工程属于临近既有线施工，光栅距离哈大高速线硬隔离网最小距离为10m，主梁为I40b工字钢焊接组成，总面积约1550m2。本文以哈大高速场地道桥通道口遮阳光栅梁钢结构部分施工为例，对临近既有线钢结构施工技术进行了具体的研讨。

2  工程概况

新建武威路道路工程在哈大高速场地道桥出入口段上部承接部分为钢结构遮阳光栅梁，主梁两端槽型基础设于两侧扶壁式挡土墙顶端，中央隔离带内设有8根钢筋混凝土立柱，立柱顶端固定连梁，主梁中段与连梁焊接固定，两端置于槽型基础内自由伸缩，相邻两根主梁由2根横梁连接。

光栅梁共54根，每根长约35m，间距0.5m～0.7m，由3根I40b工字钢焊接组成，距路面净高度6m～6.5m。整片光栅分为两段，连接市政地道桥向高速铁路线方向30根为第一段，剩余靠近高速铁路线24根为第二段。第一段主梁沿挡土墙顶为平顶，第二段主梁沿挡土墙顶2%坡度设置。挡土墙外侧5m为高速铁路硬隔离网，光栅距离哈大高速线硬隔离最小距离为10m，距离接触网立柱为15m，并与市政地道桥相连。

3  钢结构部分使用的材料要求

主体结构构件其性能除应符合GB/T 700—2006《碳素结构钢》[6]规定的要求，材料进场应符合物资采购及进场检试验要求。钢架截面未经设计人员同意，不得进行材料代用，或由原设计单位设计者进行变更设计后采用替代材料。

焊条：应符合现行规范GB/T 5117—95《碳钢焊条》[4]、GB/T 5118—95《低合金钢焊条》[3]的规定。二氧化碳气体保护焊应优先选用药芯焊丝，当不同强度的钢材焊接时，焊接材料的强度应按照强度较低的钢材选用。应符合GB/T 14957—94《熔化焊用焊丝》[7]、GB/T 14958—94《气体保护焊用钢丝》[8]的规定。

4  总体施工方案

在两侧新建扶壁式挡土墙顶埋设槽型基础钢板预埋件，并按照设计图纸要求每根主梁对应的两块槽口一一对应，两根主梁保持平行分布，间距满足设计要求。连梁设置在道路中轴线上，并焊有钢垫板，既要保证每根主梁与挡土墙垂直，又要满足整段梁体纵向坡度。槽型基础安装完成后进行主梁工字钢焊接组装，主梁焊接要保证焊缝饱满、整根主梁水平顺直。由于场地狭小，焊接工作和存放成品空间有限，主梁焊接工作分在两侧道路内分别进行。主梁焊接工作在一侧道路内进行时，吊车架在另一侧道路内进行吊装运输工作。为减少占用空间，主梁焊接完成10根左右，满足吊车一天吊装任务时开始进行主梁架设工作。

架设施工时，考虑主梁位置距离既有线过近，为防止影响既有线行车安全，将架设工作由远及近分为三部分进行。采用一台50t吊车立在远离既有线位置由下而上架设主梁，首先从远离既有线的市政地道桥口开始架设主梁，先架设10根主梁，在已架设好的主梁上纵向铺设枕木，在保证主梁整体强度的前提下吊装主梁并排摞放于枕木上，依此顺序将第一段主梁架设完成。最后吊车立在高速铁路地道桥口将摞放于第一段主梁上的梁体逐根吊装架设到第二段位置。

吊装主梁施工中，因高速铁路线部分开通，需在施工前提报既有线BC类施工计划或天窗点外施工计划，审批手续完成后进行施工作业，考虑到施工作业地点距离线路安全距离小，施工作业不安全等因素，增加了施工难度，影响施工进度，如具备同时施工条件则全力以赴进行施工，细化施工作业方案，用最短时间施工完成。

5  施工准备

5.1  技术准备

（1）梁体工字钢：检查每根工字钢型号，并沿道路两侧在不影响焊接作业和吊装做的区域分堆堆码。（2）测量放线：根据武威路道路工程附属工程施工图纸，对已施工完成的扶壁式挡土墙和中立柱统一测定轴线控制线和相对标高，并使用墨盒弹上预埋槽板控制中心线和标高控制线。

5.2  施工资源准备

人员准备：对进入现场施工各级管理人员进行临近既有线的安全培训，培训不合格的人员严禁进入施工现场，进入现场的人员必须在铁路派出所进行备案，没有备案人员严禁进入施工现场。

物资准备：对进场的钢材按施工图纸以1：1的大样放样，在钢材上用石蜡笔进行标记，放样时使用的量具必须经计量检测合格的量具，所有构件均须放样无误后方能下料制作。

5.3  施工工艺

在挡土墙内安装钢板预埋件→校正槽型基础位置→焊接槽型基础→调整、调平、固定、焊接连梁→焊接拼装主梁→吊装、架设主梁→焊接横梁。

5.4  钢结构施工

本工程钢结构部分使用的材料要求：

（1）钢材的抗拉强度实测值与屈服强度实测值的比不应小于1.2;伸长率不应小于20%;并应具有良好的焊接性和冲击韧性;（2）钢材的化学成份和力学性能应符合GB/T 700—2006《碳素结构钢》[6]有关标准的要求;（3）所有构件钢材须保证硫磷的极限含量，对焊接构件钢材尚须保证碳的极限含量;材质均采用Q235B级钢，其质量标准应符合GB/T 700—2006《碳素结构钢》[6]规定的要求;（4）主体结构构件性能及焊条应符合本文上述第2条的相关规定

5.5  施工顺序

施工顺序：第一段梁体安装——第一段梁体上摞放主梁——将摞放于第一段梁体上的主梁吊装于第二段梁体位置。

5.6  具体施工安排

（1）施工作业人员根据批复营业线施工计划及施工方案，从高速场地道桥两侧修建扶壁式挡土墙，按照图纸要求埋设钢板预埋件，并保证每块钢板位置准确。（2）两侧采用移动式脚手架平台，高度调整至预埋钢板下1m处，上部满铺跳板，即保证人员安全又方便施工，作业人员上至顶部时，必须配备安全带，由于是带电作业，作业人员必修配备安全帽，施工时严禁将安全帽摘除。（3）每处作业平台设置2名作业人员同时进行槽型基础焊接工作，由一台25t汽车吊配合吊运焊接材料，焊接组装完成后由技术人员对每段槽口进行检测。（4）在道路内焊接组装连梁，由吊车吊运至立柱顶端，经技术人员测量、调整好轴线方向与水平位置后，与立柱顶预埋钢板焊接牢固。（5）在连梁顶面焊接主梁钢垫板，保证每根主梁与挡土墙垂直，又要满足整段梁体纵向坡度。（6）按照图纸要求每根主梁进行下料、焊接作业。（7）将第一段焊接组装完成的主梁两端吊装到槽型基础内，中部与连梁搭接位置焊接牢固，两端能自由伸缩。焊接两根主梁间横梁，使正片光栅成为一片整体，保持结构稳定。（8）在第一段安装完成的梁体上纵向铺设垫板，在满足梁体强度的前提下将剩余主梁摞放于垫板上。（9）将摞放于第一段梁体上的主梁由远及近依次吊运到第二段梁体位置，并按照之前步骤焊接安装完成。

6  质量标准及保证措施

（1）主梁工字钢与连梁及横梁方管主焊道采用气体保护焊，检验等级应符合《建筑钢结构焊接技术规程》规定的焊缝标准，并进行外观及内部缺陷检查。（2）施焊前，焊件接头质量和焊区应经修整并检查合格后方可施焊。（3）焊接过程中，随时做好主要参数的记录，焊接结束后要记录焊缝情况，做好待检情况，对焊接头、对接焊缝及对接和角接组合焊缝，应在焊缝的两端设置引弧和引出板，其材质和坡口形式应与焊件相同。引弧和引出的焊缝长度：埋弧焊应大于50mm;手工电弧焊及气体保护焊应大于20mm，通过对已完成焊接部位记录的整理，确定焊接的工艺是否满足各项规定。（4）焊接完毕，应检查焊缝外观质量并清理焊缝表面的熔渣及两侧的飛溅物，项目部派专人进行全面排查，并做好相关的检查记录，特别是位于线路较近的部位，进行着重检查。（5）焊接完毕后24h内，进行超声波探伤，以防延迟漏检。局部探伤的焊缝，有不允许的缺陷时，应在该缺陷两端的延伸部位增加探伤长度，增加的长度不应小于该焊缝长度的10%，且不应小于200mm;当仍有不允许的缺陷时，应对该焊缝百分之百探伤检查。

7  安全措施措施

（1）施工人员必须经过路局及相关管理单位的安全培训，培训内容为临近既有线施工及带电区作业，严格遵守各项安全操作规程，高空作业必须系好安全带，禁止对外抛物，列车通过时必须停止施工，特种工种持证上岗。（2）由于施工时，接触网未进行停电，因此吊车吊杆顶端必须低于铁路硬隔离防护网顶端。（3）因施工时，哈大高速线内正常接发列车，吊运主梁时，对该区域高速线设专人看护、巡检，共设2～3名安全巡视员，保证施工过程中的立体、全方位的监督、检查。

8  成品保护措施

（1）由于施工地点临近哈大高速铁路线，工字钢运输通过铁路地道桥，卸车前在选好地点放置木方，防止工字钢变形，卸车时严禁将工字钢伸入到铁路硬隔离网界限内。（2）工字钢在使用前，应统一堆码放置，用塑料薄膜将其覆盖，防止雨淋生锈。

9  结语

临近运营线路钢结构的施工工艺，是现阶段铁路钢结构施工不可避免的问题，尤其是现阶段铁路多为电气化铁路，在施工中对于带电区段作业提出了更高的要求，通过武威路钢结构光栅的顺利完成，为今后施工提供了可参考的数据和经验，所以我们必修不断完善、不断优化、提高我们在既有线钢结构方面的施工技术，为今后类似工程打下良好的基础。

参考文献：

[1] JGJ 81-2002.建筑钢结构焊接技术规程[S].

[2] GB 50205-2001.钢结构工程施工质量验收规范[S].

[3] GB/T 5118-1995.低合金钢焊条[S].

[4] GB/T 5117-1995.碳素钢焊条[S].

[5] GB 50661-2011.钢结构焊接规范[S].

[6] GB/T 700-2006.碳素结构钢[S].

[7] GB/T 14957-94.熔化焊用焊丝[S].

[8] GB/T 14958-94.气体保护焊用钢丝[S].

[9] GB/T 5293.碳素钢埋弧焊用焊剂[S].