淺議繁忙干線長(zhǎng)大接觸網(wǎng)硬橫跨的吊裝改造施工

周繼廣

摘要：鐵路主干線上更換長(zhǎng)大硬橫跨的施工方法。本文主要通過工程實(shí)例了解繁忙干線鐵路上長(zhǎng)大硬橫跨的施工特點(diǎn)，如何通過計(jì)算選擇吊車參數(shù)、各種起吊參數(shù)及主要吊裝方案，以解決鐵路改造施工面臨的一些難點(diǎn)。

關(guān)鍵詞：鐵路;接觸網(wǎng);提速;硬橫跨;吊裝;施工方案

前言

在鐵路提速的時(shí)期，提速區(qū)段車站接觸網(wǎng)改造往往是由軟橫跨改造為硬橫跨，這種改造相對(duì)施工難度和風(fēng)險(xiǎn)系數(shù)都要小很多。經(jīng)過鐵路大提速以后，現(xiàn)在國(guó)內(nèi)主要干線車站接觸網(wǎng)形式基本都已經(jīng)改造為硬橫跨，經(jīng)過幾年的運(yùn)營(yíng)后，現(xiàn)在提速改造完成后的車站因?qū)Ｓ镁€及大型貨場(chǎng)的引入又面臨對(duì)既有硬橫跨的改造，京廣線武漢局灄口站的情況就是如此，因引入新線（新港線和灄口貨場(chǎng)線）引起相關(guān)站場(chǎng)改造，其中電氣化接觸網(wǎng)改造中的硬橫跨改造施工尤為復(fù)雜，這種京廣線上進(jìn)行的長(zhǎng)大硬橫跨改造尚屬首次，繁忙的主干線及超長(zhǎng)的硬橫跨改建將成為本次施工的難點(diǎn)。

1.概況

本次灄口站接觸網(wǎng)工程主要為配合新港鐵路及灄口貨場(chǎng)專用線引入灄口站改造施工，改造施工最大難度主要是架拆16組長(zhǎng)大硬橫梁。主要有以下幾點(diǎn)：

1.1橫梁長(zhǎng)度基本都在40米以上的格構(gòu)式構(gòu)造，橫梁兩端與鋼柱法蘭盤共16根螺栓連接，吊裝及對(duì)孔困難;

1.2因京廣線行車密度大，垂停點(diǎn)內(nèi)吊梁施工作業(yè)時(shí)間一般只有15至30分鐘，施工時(shí)間非常緊張。

1.3硬橫梁組建、拆卸時(shí)吊裝空間受限，新梁、既有梁距離只有2m，既有橫梁頂部懸掛兩支正饋線，并且正饋線距離下方承力索距離僅3米，使硬橫梁吊裝難度大為增加。

2.吊車及起吊參數(shù)計(jì)算

經(jīng)過技術(shù)人員現(xiàn)場(chǎng)勘查，針對(duì)吊裝施工設(shè)計(jì)的技術(shù)參數(shù)進(jìn)行了精確測(cè)量和計(jì)算，并將測(cè)量值按照吊裝方法進(jìn)行驗(yàn)算。將驗(yàn)算得出的數(shù)據(jù)和現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際空間位置做對(duì)比，現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際條件符合施工要求，在技術(shù)上能夠保證吊裝安全高效優(yōu)質(zhì)的完成。在技術(shù)要求上要求做到：

對(duì)吊車停放位置、平板車停放位置、吊車臂允許擺動(dòng)范圍進(jìn)行計(jì)算，并與現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況相比較，選擇最佳有利的地形;橫梁吊裝前精確測(cè)量出吊點(diǎn)位置并在橫梁及枕木上做出標(biāo)記。以下是兩種類型吊車參數(shù)的計(jì)算

2.1軌道吊車參數(shù)計(jì)算

如上圖1所示：吊車臂仰角定為45O，吊車選用DQ16-3型軌道起重車：最大起升高度L=16.87m，最大起重量G=16t，懸吊時(shí)最大起重量為5.0t。

若要達(dá)到吊裝要求，必須滿足如下條件：

×

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量h1=7.55m，h3=2.34m，h0=2m。指定h4=1.5m。將上述數(shù)據(jù)代入公式可得：

h2<2.54m

S<=11.93m

由此可知：

軌道車應(yīng)停放在距離硬橫跨支柱的距離不大于11.93m。

假設(shè)橫梁的長(zhǎng)度為，吊臂左右擺幅各為45O，若<11.93，則運(yùn)梁車的停放位置應(yīng)在梁中心距離支柱23.86m>>11.93m處;若>11.93，則運(yùn)梁車的停放位置應(yīng)在梁中心距離支柱<<+11.93m處。

指定起吊時(shí)鋼絲繩與橫梁的夾角α=30O，則：

L0=?2××8.8m

由此得出：鋼絲繩應(yīng)掛在距離橫梁中心=4.4m處。

綜上所述：

（1）軌道吊車應(yīng)停放在距離硬橫跨支柱的距離不大于11.93m。

（2）假設(shè)橫梁的長(zhǎng)度為，若<11.93，則運(yùn)梁車的停放位置應(yīng)在梁中心距離支柱28.8m>>11.93m處;若>11.93，則運(yùn)梁車的停放位置應(yīng)在梁中心距離支柱<<+16.87m處。

（3）鋼絲繩應(yīng)掛在距離橫梁中心=4.4m處。

鋼絲繩張力及安全系數(shù)：

依據(jù)吊點(diǎn)設(shè)置位置及梁長(zhǎng)、梁重，可知：當(dāng)=42m時(shí)橫梁總重G=5.843t?？紤]吊起后梁體變形，吊點(diǎn)設(shè)置選擇梁體有“十”字交叉斜撐角鋼地點(diǎn)。鋼絲繩與梁體夾角設(shè)置為α=30°。

設(shè)每根鋼絲繩所受拉力為，根據(jù)受力分析可得：

2×cosα=G

由此得：=3.373t。

鋼絲繩選擇為Φ24??6×29?型號(hào)，其允許拉力F=3.86t。

=3.373t

2.2汽車吊參數(shù)計(jì)算

如上圖2所示：吊車臂仰角定為45O，吊車選用200t汽車起重車：最大臂長(zhǎng)L=61m，最大起重量G=200t。

假設(shè)邊道線路中心至兩支柱中心的水平距離為S，若要達(dá)到吊裝要求，必須滿足如下條件：

（h+S）×

根據(jù)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)知：

導(dǎo)高+1m≤h?≤導(dǎo)高+結(jié)構(gòu)高度

在此取最大值：h=導(dǎo)高+結(jié)構(gòu)高度=6.45+1.4=7.85m。

S取最大值：S=30m。

（h+S）×=37.85×=53.52m

查該型號(hào)吊車工況表可知：

工作幅度為44m，主臂伸長(zhǎng)48.5m時(shí)，最大吊重7.1t>最大橫梁重量5.68t。200t型吊車滿足要求。

吊車駐車位置計(jì)算：

當(dāng)主臂最大伸長(zhǎng)61m，S=30m時(shí)，h2=7.85，h1=9.97m。

由上圖可知：

=>

綜上所述：吊車應(yīng)停駐在距離本側(cè)支柱順線路方向1～11.65m，距離本側(cè)邊道橫線路方向7.85～9.97m的范圍區(qū)域，超過此區(qū)域都無法完成橫梁的吊裝。

依據(jù)吊點(diǎn)設(shè)置位置及梁長(zhǎng)、梁重，可知：當(dāng)=42m時(shí)橫梁總重G=5.843t?？紤]吊起后梁體變形，吊點(diǎn)設(shè)置選擇梁體有“十”字交叉斜撐角鋼地點(diǎn)。鋼絲繩與梁體夾角設(shè)置為α。鋼絲繩選擇為Φ24??6×29?型號(hào)，其允許拉力F=3.86t。

設(shè)每根鋼絲繩所受拉力為，根據(jù)受力分析可得：

2×cosα=G

令：=F=3.86t。得：????α=40.81?O

由此知：鋼絲繩與橫梁的夾角不得大于40.81?O，且h2+h4<28.96m時(shí)，方能正常吊起橫梁。

3.根據(jù)計(jì)算選擇方案

3.1方案一：橫梁直接起吊法

一臺(tái)200T汽車吊車橫線路起吊從承力索和饋線間平移吊裝到位。

第一步??點(diǎn)前準(zhǔn)備

第二步：橫線路平移

第三步：橫梁平移

n

第四步：吊裝到位

3.2方案二：起吊旋轉(zhuǎn)橫梁到位法

一臺(tái)200T（300T）汽車吊順線路起吊并90??旋轉(zhuǎn)吊裝（見下圖）

第一步?點(diǎn)前準(zhǔn)備

n

第二步??橫梁平移

n

第三步??橫梁平移

n

第四步??橫梁90??旋轉(zhuǎn)

n

第五步??吊裝完成

n

3.3方案三：軌道吊車起吊90??旋轉(zhuǎn)法

20T軌道吊站順線路方向起吊，吊起后緩慢行至靠近支柱位置就位，旋轉(zhuǎn)90??吊梁到位。

4.結(jié)束語

本方案經(jīng)站場(chǎng)工程建設(shè)指揮部及新港江北鐵路有限公司在2012年3月28日組織鐵四院、鐵二院、中鐵大橋局、武漢監(jiān)督站等9家單位的專家召開了《灄口站硬橫梁吊裝施工方案專家評(píng)審會(huì)》，經(jīng)專家評(píng)審后通過準(zhǔn)予實(shí)施。

通過全體人員的共同努力在僅30分鐘的垂直點(diǎn)內(nèi)同時(shí)吊裝起5組硬橫梁，最快的僅用時(shí)8分鐘。并且為了使點(diǎn)內(nèi)完成更多的工作量，在現(xiàn)場(chǎng)條件允許的條件下我們提前將硬橫梁吊柱及腕臂底座安裝到位與硬橫梁整體吊裝。最終灄口站16組硬橫梁全部安全、準(zhǔn)確的架設(shè)完畢。

參考文獻(xiàn)：

[1]吉鵬霄《電氣化鐵路接觸網(wǎng)（第2版）》

[2]于萬聚《高速電氣化鐵路接觸網(wǎng)》.