旅客人行天桥钢箱梁安装方案及质量验收标准

旅客人行天桥钢箱梁安装方案及质量验收标准一、项目背景与研究目的（一）项目背景在既有铁路线上架设钢结构人行天桥，施工核心矛盾集中在“不中断行车”与“施工安全、工期、成本”的平衡。京广线作为我国重要交通干线，车流稠密，若因天桥架设中断行车，将给国家和地方造成巨大经济损失，同时大幅增加施工成本、延长工期；若不中断行车，传统架设方法面临场地受限、工艺复杂、安全风险高等多重挑战。传统大型起重机架设方案中，架设75T级人行天桥需中断行车一次到位，不符合铁路运营要求；现场搭设临时支墩后起重机吊装滑移方案，因车站站台、雨棚已成型且天桥支柱未完工，场地条件不允许实施。因此，亟需研发一种适配既有线运营特点的钢箱梁制作与架设新技术。（二）研究目的解决既有线不中断行车条件下，大跨度钢箱梁人行天桥的制作与架设技术难题，确保铁路运营安全与施工安全并行。攻克狭窄施工场地内钢箱梁制作变形控制、设计拱度保证等技术痛点，提升工程质量与施工效率。优化钢箱梁拖拉施工技术，研发适用于车流稠密铁路线的空中拖拉设备与工艺，降低施工成本。形成可复制、可推广的既有线钢箱梁天桥架设施工技术，为同类工程提供技术参考。（三）科研成果概况本项目经公司科技开发部批准立项，通过系统研究与工程实践，完成以下核心成果：不中断行车横跨京广线制作安装天桥钢箱梁施工方法的研究。狭窄场地钢箱梁分段制作、变形控制及预留拱度设置施工技术。既有线安全拖拉钢箱梁施工技术及设备选型配置方案。项目依托京广线赤壁站旅客人行天桥工程成功实践，钢箱梁于2000年9月27日第一次拖拉过站线6道，10月15日第二次拖拉通过正线1、2道，2000年11月10日落梁成功，圆满完成科研合同要求。二、工程概况（一）工程基本信息赤壁站旅客人行天桥位于京广线DK1329+000处，主要功能为连通基本站台与中间站台，并与站房二楼衔接，作为旅客进站专用通道。天桥纵向总长度56.68m，其中主桥长度33m，桥面宽度4.5m，采用焊接双室箱形截面设计，梁高1.25m，设计拱度85mm。（二）结构材料参数主体结构材料：所有钢材均采用Q235B，焊条选用E43系列，确保焊接质量与结构强度匹配。钢板规格：顶板采用δ20钢板，腹板和底板采用δ16钢板；加强筋采用∠90×10、∠140×12角钢及δ12、δ14、δ32、δ36钢板，满足结构受力加固需求。（三）工程环境特点跨越范围：天桥跨越京广正线及站线3道、6道，施工需严格遵守铁路限界要求，不得侵入行车安全区域。场地条件：车站站房至6股道限界距离仅25m，施工场地狭窄，大型设备作业空间受限。运营要求：京广线车流密集，需利用每日下午2小时天窗时间进行关键工序施工，确保不影响铁路正常运营。三、主要施工方案选择与研究（一）钢箱梁制作方案选择结合现场施工条件、安全要求及成本控制目标，共比选三种制作方案，最终确定最优方案如下：1.方案一：设计位置高空平台制作方案内容：在天桥设计位置搭设高8m、宽6m、长35m的施工平台，平台四周挂设安全防护网，采用20t汽车起重机吊运材料至平台，现场进行钢箱梁制作。否决理由：施工平台高度高，下方为京广正线密集车流，焊接作业火花飞溅易引发安全事故；平台搭设需消耗大量周转材料，工程成本显著增加；高空作业风险高，人员安全保障难度大。2.方案二：工厂制作+现场运输安装方案内容：在工厂完成钢箱梁整体制作，通过大型运输设备转运至施工现场，再进行吊装安装。否决理由：33m长钢箱梁运输过程中易产生变形，且变形后矫正难度大；现场吊装需大型设备配合，受场地条件限制无法实施；运输与吊装过程中安全风险高，易对铁路运营造成影响。3.方案三：分段制作+现场对接+天窗拖拉方案内容：平台搭设：在站房与站台之间采用万能杆件搭设宽6m、高8m、长24m的施工平台，轴线与竣工后天桥轴线里程完全重合；在预留4道位置用万能杆件搭接长6m、宽4m、高8m的延伸平台。分段制作：因主梁长度33m，而站房至6股道限界距离仅25m，梁体沿纵向分两段制作，第一段24m，第二段9m。吊装对接：先在平台北侧地面制作24m钢箱梁，用50t汽车起重机吊至8m高施工平台；采用两台绞磨和滑轮组机构将24m钢箱梁拖拉至4道处临时支墩；在地坪制作9m钢箱梁，吊升至空中平台与24m梁对接焊接。选用理由：完全利用天窗时间进行拖拉作业，不影响铁路行车；分段制作有效解决场地狭窄问题，变形易控制；采用常规50t、20t汽车起重机，无需大型特种设备，降低机械费用；施工安全可控，工程质量易保障，工期与成本均能满足要求。（二）钢箱梁拖拉方案研究针对钢箱梁跨越铁路线的拖拉作业，比选两种方案并确定最优技术路径：1.方案一：前端挂环牵引拖拉方案内容：在钢箱梁前进方向前端焊接挂环，挂设钢丝绳；在站线5道位置设置临时支墩，支墩上安装滑轮机构改变拉力方向；利用支墩附近两台绞磨牵引钢丝绳实现钢箱梁拖拉。否决理由：钢丝绳需跨越京广正线上空，易与列车发生干扰，给铁路行车带来重大安全隐患；拉力方向调整难度大，钢箱梁拖拉过程中稳定性难以控制。2.方案二：后端兜吊推送拖拉方案内容：在钢箱梁前进方向后端（靠站房端）用钢丝绳兜住梁体；在万能杆件支撑平台上安装单门和双门滑轮组改变推力方向；在Ⅰ号站台附近支撑平台双侧各设置一台绞磨，通过滑轮组传递推力实现钢箱梁拖拉。选用理由：拖拉受力点位于后端，钢丝绳不侵入铁路正线上空，对行车无安全威胁；滑轮组机构省力高效，钢箱梁拖拉过程平稳，稳定性好；设备布置紧凑，占用空间小，适配狭窄施工场地；经工程实践验证，该方法安全可靠，拖拉效果良好。（三）施工工艺流程施工准备→万能杆件施工平台搭设→临时支墩安装→第一段24m钢箱梁地面制作→50t起重机吊装至高空平台→天窗时间拖拉至4道临时支墩→第二段9m钢箱梁地面制作→吊装至高空平台与24m梁对接焊接→整体钢箱梁天窗时间二次拖拉过正线→落梁就位→焊接固定→质量验收。四、关键技术可行性分析（一）制作过程预留顶拱度可行性分析钢箱梁架设到位后按简支梁受力模式工作，需通过预留顶拱度抵消自重挠度，确保竣工后拱度满足设计要求。1.自重挠度计算梁体自重：G=75.312t，梁长L=33m，线荷载q=G/L=75.312×10³×9.8/33×2=11.183×10³N/m。最大弯矩：Mmax=ql²/8=11.183×10³×29.55²=1.22×10⁶N·m。截面惯性矩：Izmin=（BH³－bh³）/12=(2.108×1.25³-2.076×1.214³)/12=0.03357m⁴。最大挠度：Fmax=5ql⁴/384EI=5×11.183×10³×29.55⁴/（384×210×10⁹×0.03357）=15.75mm。2.预留拱度确定设计拱度f设=85mm，考虑钢箱梁制作过程中焊接热胀冷缩产生的拱度损失，预留拱度需满足f＞f设+fmax=85+15.75=100.75mm。结合以往类似工程焊接胀缩数据，本次施工预留拱度为设计拱度的1.8倍，即153mm，确保竣工后顶拱度不低于85mm设计要求。（二）钢箱梁拖拉稳定性可行性分析通过计算拖拉过程中梁体倾覆安全系数K（K=抗倾覆力矩/倾覆力矩），验证拖拉过程安全性，要求K≥1.3。1.第一次拖拉（过6道，梁长24m）最大悬臂长度：5.6m。安全系数计算：K=G2×9.2/G1×2.8=ρ×18.4×9.2/（ρ×5.6×2.8）=10.8＞1.3（ρ为钢梁线密度）。结论：第一次拖拉过程中钢箱梁不会向6道倾覆，安全可控。2.第二次拖拉（过正线1、2道，梁长33m）最大悬臂长度：12m。安全系数计算：K=G2×10.5/G1×6=ρ×21×10.5/（ρ×12×6）=3.06＞1.3（ρ为钢梁线密度）。结论：第二次拖拉过程中钢箱梁不会向京广正线倾覆，对铁路行车安全无影响。五、质量保证措施（一）管理措施成立质量管理机构，明确项目经理、技术负责人、质量员、施工班组负责人等岗位职责，严格执行施工规范、监理工程师指令及铁路运营安全相关规定。开展常态化质量教育，树立“质量是企业生命”的核心理念，组织创优意识教育和技术培训，提升全员质量意识与专业技能，打造优质工程品牌。结合工程特点编制施工组织设计、专项施工方案及关键工序作业指导书，施工前进行全面技术交底，确保每位施工人员明确施工流程、技术要求及质量标准。加强施工过程质量控制，落实岗位责任制，推行“三检制”（自检、互检、交接检），对每道工序进行全程监控，不放过任何质量隐患；加强与业主、监理、设计单位的沟通协作，及时解决技术难题。配合监理工程师做好中间工序检验与验收，及时办理记录签证手续，确保施工过程可追溯。深入开展QC小组活动和群众性“双革活动”，对关键质量控制点进行专项攻关；项目经理部每半年对QC小组活动情况进行评价，给予表彰奖励，激发全员质量改进积极性。实行质量与经济挂钩的考核机制，将质量绩效纳入施工班组及个人薪酬考核，对质量优良的班组给予奖励，对质量不合格的进行处罚并责令整改。严格原材料质量控制，建立合格供应商名录，所有钢材、焊条、钢丝绳等原材料进场时必须提供产品合格证、质量证明文件及检测报告，经检验合格后方可使用；不合格材料坚决清退出场。对持证上岗的焊工、起重工等特种作业人员进行岗前考试评定，不合格者坚决淘汰；实行末位淘汰制度，定期对特种作业人员技能进行考核，确保作业质量。（二）技术措施1.起重吊装通用技术要求吊装前详细勘察现场，根据工程特点、作业环境、施工工艺、构件重量等因素，制定专项吊装方案，明确起重机械选型、钢丝绳及索具选用、地耐力验算等内容；组织全体作业人员进行安全教育和安全技术交底，明确吊装流程、风险点及控制措施，统一指挥语言和手势信号。按照《中华人民共和国安全生产法》要求，安排专职安全管理人员进行现场监护，确保操作规程落实到位。起重司机、信号指挥、电焊工等作业人员必须经专业培训考核合格，取得相应上岗证书后方可作业，严禁无证操作。严格执行吊装安全“十不吊”规定：超载或被吊物重量不清不吊；指挥信号不明确不吊；捆绑、吊挂不牢或不平衡，可能引起滑动时不吊；被吊物上有人或浮置物时不吊；结构或零部件有影响安全工作的缺陷或损伤时不吊；遇有拉力不清的埋置物件时不吊；工作场地昏暗，无法看清场地、被吊物和指挥信号时不吊；被吊物棱角处与捆绑钢绳间未加衬垫时不吊；歪拉斜吊重物时不吊；容器内装的物品过满时不吊。起重机械进场后需经检查验收，完善相关手续后方可使用；重新组装的起重机械应按规定进行静载、动载试验，测试安全装置灵敏可靠性，确认合格后方可投入使用。严格执行《建筑起重机械安全监督管理规定》（建设部第166号令），规范起重机械租赁、安装、拆卸、使用等全流程管理。露天作业遇大雨、大雾等恶劣天气时，立即停止起重吊装作业；雨后作业前必须进行试吊，确认制动器灵敏可靠后方可恢复作业。高处吊装或司机视线受阻时，设置信号传递人员；夜间作业配备足够照明设备，确保作业环境视线良好。起重机作业时与架空输电线路保持安全距离，符合《建筑机械使用安全技术规程》(JGJ33-2012)规定；严禁靠近输电线路作业。吊装用钢丝绳必须符合《起重机用钢丝绳检验和报废实用规范》（GB/T5972）要求，起升机构钢丝绳严禁编结接长；索具吊具使用前按方案要求逐件检查验收，不合格者严禁使用。施工现场机械设备严格执行《建筑机械使用安全技术规程》（JGJ33-2012），坚持“清洁、润滑、紧固、调整、防腐”十字作业；起重开关采用控制开关，严禁使用扳把开关；传动部位配齐安全防护罩；机械设备检查执行《施工现场机械设备检查技术规程》（JGJ160）规定。2.高处作业安全技术要求高处吊装作业按《建筑施工高处作业安全技术规范》（JGJ80）要求设置操作平台和临边防护，操作平台脚手板满铺固定，临边设置不低于1.2m的防护栏杆和18cm高挡脚板，外侧挂设安全网。作业人员上下设置专用安全通道，严禁攀爬构件或脚手架；高处作业人员必须系好安全带，遵守“高挂低用”原则。从事高空作业人员定期进行体检，患有心脏病、贫血病、高血压、低血压、癫痫病及其他不适合高空作业的病症或肢体残缺者，不得从事高空作业；饮酒后严禁进行高空作业。3.临时用电安全技术要求施工现场临时用电执行“三级配电、两级保护”和保护接零规定，电源线绝缘良好，严禁乱拖乱放或直接捆绑在金属支架上，采取防磨损、防断裂、防潮等保护措施。严格遵守《施工现场临时用电安全技术规范》（JGJ46-2005），配电箱、开关箱安装牢固，防雨防尘，接线规范。电焊机二次线地线不得采用金属构件或结构钢筋代替，二次线规格与电焊机匹配，无破损漏电；手持式电动工具末级开关箱配备额定漏电动作电流≤15mA、动作时间≤0.1s的漏电保护器，负荷线采用耐气候型橡皮护套铜芯软电缆，无接头；使用手持电动工具时必须穿戴绝缘防护用品。4.焊接作业安全技术要求焊接作业前清理作业区域易燃物，配备足够数量灭火器；动火作业办理审批手续，设置专人监护，落实防火监控措施。焊工必须持证上岗，焊接前检查电焊机、焊钳、电缆线等设备完好性，确保无漏电现象；焊接时佩戴防护面罩、防火手套等防护用品，防止弧光灼伤和火花烫伤。钢箱梁对接焊缝焊接完成后，采用超声波探伤检测，设计有要求时按规定进行射线检测，确保焊缝质量符合要求；检测不合格的焊缝及时返修，返修次数不超过2次。5.试吊专项技术要求吊耳焊接完成后经超声波探伤检测合格，方可进行试吊。司索工采用4个50t卸扣将钢丝绳连接在4个吊耳上，梁体两端系设50米浪风绳，用于控制梁体姿态。指挥人员发出试吊指令，待钢丝绳处于受力临界状态时停止起钩，安全人员检查吊绳、吊耳、吊具等关键部位安全状况。确认安全后，将钢箱梁起吊至离地200mm高度，悬空静吊5-10分钟，期间全面检查地面基础、吊耳焊缝、吊绳受力、吊车稳定性及钢箱梁变形情况，无异常后方可进行正式吊装。6.单机吊装指挥协调要求指挥人员使用标准信号与起重机司机沟通，信号清晰、准确，不得发出模糊指令。指挥人员站在司机能清晰看到的安全位置，跟随负载运行时，及时指挥避开人员和障碍物。指挥人员无法同时看清司机和负载时，增设中间指挥人员，逐级传递信号；发现错传信号立即发出停止信号。负载降落前，指挥人员确认降落区域安全后方可发出降落信号。多人绑挂同一负载时，起吊前先呼唤应答，确认绑挂无误后由一人统一指挥。起吊初期用“微动”信号指挥，负载离地100-200mm稳定后再用正常速度指挥；必要时降落前也使用“微动”信号。指挥人员佩戴鲜明标志，如“指挥”臂章、专用颜色安全帽或工作服，手套手心手背易于辨别。司机熟练掌握通用手势信号和专项指挥信号，与指挥人员密切配合；指挥信号不明时发出“重复”信号询问，明确意图后再操作；对违反标准的指挥信号有权拒绝执行。司机开车前鸣铃示警，吊运过程中必要时鸣铃提醒地面人员撤离；对任何人发出的“紧急停止”信号都必须服从。7.吊装作业面安全防护要求吊装作业范围设置安全警戒区，拉设警示带，设置警示标志，严禁无关人员进入或在作业范围内嬉戏打闹。安全员、指挥人员全程监护，发现违章作业或安全隐患立即制止，有权责令暂停施工，整改合格后方可恢复作业。严禁在被吊装构件上指挥或放置材料、工具等杂物。桥面临边、孔洞设置防护设施，防止作业人员失足坠落；桥面配备足够数量、压力充足的灭火器，保障焊接施工消防安全。六、质量检查要求（一）施工设备与材料检查吊车需提供厂家出厂合格证及维修保养记录，确保设备性能完好；进场前检查整机状况，重点核查制动系统、起升机构、转向系统等关键部位。起升钢丝绳按报废标准检验，检查断丝数量、磨损程度等指标，不合格立即更换；吊索直径符合设计要求，无断丝现象，两端插接长度不小于20倍吊索直径。电焊机、配电箱等电气设备检查无漏电现象，电缆线、焊钳线无破损；卸扣、安环规格与吊索匹配，无裂纹、变形等缺陷。移动式脚手架及临时支墩检查固定牢固可靠性，立杆底部垫板设置符合要求，横杆、斜撑连接牢固，满足施工荷载要求。钢丝绳与构件棱角接触处垫设半圆铁和橡胶衬垫，并用铁丝固定防止脱落，避免钢丝绳被棱角切割损伤。钢箱梁进场时检查几何尺寸、外观质量及吊耳焊接质量，重点核查梁高、跨度、旁弯、拱度等关键尺寸，外观无明显变形、锈蚀、损伤。钢箱梁架设前检查吊装基础（临时支墩）承载能力，通过荷载验算和现场实测，确保满足吊装受力要求。（二）钢梁进场检查验收项次检查项目规定值或允许偏差检查方法和频率1梁高（mm）h≤2m：±2；h>2m：±4钢尺测量两端腹板处2跨度（mm）±8钢尺测量支撑中心距离3全长（mm）±15钢尺测量中心线处4腹板中心距（mm）±3钢尺测量两腹板中心距5横断面对角线差（mm）≤4钢尺测量两端断面6旁弯（mm）3+L/10000（L为梁长）扯线用尺量，测中部、四分点3处7拱度（mm）+10，-5扯线用尺量，测中部、四分点3处及跨中8腹板平面度（mm）≤h/350且≤8（h为腹板高度）平尺及塞尺，每腹板检查3处9扭曲（mm）每米≤1，且每段≤10置于平台，四角三角接触平台时，尺量另一角与平台间隙10对接错边（mm）≤2钢尺测量各对接断面11焊缝尺寸满足设计要求量规检查全部焊缝，每条焊缝检查3处12探伤要求设计要求超声法检查全部焊缝；射线法按设计要求，设计未要求时抽查10%且不少于3条13涂装油漆厚度≥设计值漆膜测厚仪测量14涂装油漆附着性满足设计规范要求专用割刀划1-2mm间距方格，检查附着力（三）钢梁拼装验收序号检查项目允许偏差（mm）1对接高低差△1t＜25：0.5；t≥25：1.02对接间隙△2≤1.03盖板中心与腹板中心线偏移△≤1.04盖板倾斜△≤0.55组装间隙△≤1.06主梁、横梁小纵梁高度hh≤2m：+2.0；h>2m：+4.07旁弯f杆件长度≤12m：≤3.0；杆件长度＞12m：≤4.08加劲肋间距S±1.09梁端栓孔位置±1.010其余栓孔位置±3.011锚拉板纵向位置尺寸l≤3.012锚拉板与主梁盖板中心线偏离≤1.013锚拉板纵向角度α≤0.1°14锚拉板横向角度γ≤0.1°15磨光顶紧部位局部缝隙≤0.216钢衬垫或陶质衬垫对接焊接头组装α±5°17钢衬垫或陶质衬垫对接焊接头组装△0.5（衬垫）18钢衬垫或陶质衬垫对接焊接头组装S+6.0，-2.0（四）钢梁焊接质量验收序号检查项目焊缝种类质量要求1气孔横向对接焊缝不允许2气孔纵向对接焊缝、主要角焊缝直径＜1.0mm，每米不多于3个，间距≥20mm3气孔其他焊缝直径＜1.5mm，每米不多于3个，间距≥20mm4咬边受拉杆件横向对接焊缝、竖向加劲肋角焊缝（腹板侧受拉区）不允许5咬边受压杆件横向对接焊缝及竖加劲肋角焊缝（腹板侧受压区）≤0.3mm6咬边纵向对接焊缝、主要角焊缝≤0.5mm7咬边其他焊缝≤1.0mm8焊脚尺寸主要角焊缝+2.0mm，0mm9焊脚尺寸其他角焊缝+2.0mm，0mm；手工焊角焊缝全长10%允许+3.0mm，-1.0mm10焊波角焊缝任意25mm范围高低差≤2.0mm11余高不铲磨余高的对接焊缝焊缝宽度b≤20mm时≤2.0mm；b＞20mm时≤3.0mm12有效厚度T形角焊缝凸面角焊缝有效厚度不大于规定值2.0mm；凹面角焊缝不小于规定值0.3mm13余高铲磨后的表面横向对接焊缝不高于母材0.5mm，不低于母材0.3mm，粗糙度50μm七、主要验收内容（一）钢箱梁施工主要验收内容序号验收项目验收具体要求1临时墩搭设验收临时墩钢管桩桩顶标高偏差≤±50mm，垂直度偏差≤100mm；型钢梁型号、数量、位置符合方案设计；加劲肋设置间距、焊缝质量及纵横向连接系符合要求；桥梁中线轴线偏位≤10mm，两孔相邻横梁中线相对偏差≤5mm；焊缝外观质量及内部探伤检测符合方案设计2安全警戒区设置施工作业区域设置封闭安全警戒区，设置明显警示标志，防止桥上坠物伤害过往人员3临边与孔洞防护桥面临边设置不低于1.2m防护栏杆，孔洞加盖封闭或设置防护网，防止作业人员失足坠落4用电安全检查定期检查桥面配电箱、电焊机等电气设备用电安全，电缆线无破损、漏电，接地接零规范，符合《施工现场临时用电安全技术规范》要求5起吊设备验收起吊设备入场前检查整机状况，确认性能完好；驾驶员持有效操作证件，无无证操作现象6消防安全验收桥面配备足够数量、压力充足的灭火器，灭火器类型适配焊接作业火灾类型，放置位置易取用7个人防护验收作业人员上桥面必须系好安全带、戴好安全帽，安全带严格执行高挂低用要求；焊接作业人员佩戴防护面罩、防火手套等防护用品8电缆线防护验收钻机电缆线接头绑扎牢固，无透水、漏电现象；电缆线不浸泡于水和泥浆中，避免挤压损伤9吊车作业安全