炮車喂梁組合雙吊機(jī)架梁施工技術(shù)在上跨橋工程中的應(yīng)用

李曉龍 上海鐵路局上海東華地鐵公司

炮車喂梁組合雙吊機(jī)架梁施工技術(shù)在上跨橋工程中的應(yīng)用

李曉龍 上海鐵路局上海東華地鐵公司

論述在非電氣化單線鐵路上跨橋工程中，當(dāng)既有道路與新建橋梁位置較遠(yuǎn)的路塹地段，橋梁跨度小于30 m，橋墩較低的情況下，根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際情況采用炮車喂梁組合雙機(jī)抬吊架梁施工技術(shù)，夠保營業(yè)線施工安全，進(jìn)一步縮短工期，降低對(duì)鐵路運(yùn)營安全的影響。

上跨鐵路橋；雙機(jī)抬吊；鐵路跨架梁；施工安全

1 工程概況

本工程位于合九鐵路K121+825處，既有道口里程為K121+725，位于范崗站（K110+818）-楊樹店站（K126+016）區(qū)間。合九鐵路為國鐵Ⅰ級(jí)單線鐵路，客貨共線，設(shè)計(jì)行車速度為120 km/h。本上跨橋工程施工采用先簡支后連續(xù)預(yù)應(yīng)力混凝土小箱梁施工，橋跨布置為3×25 m+3×25 m+3×25 m，共3聯(lián)9跨，其中采用1跨25 m預(yù)制混凝土箱梁上跨合九鐵路，橋梁軸線與鐵路交角為40°12'11"，本段線路深路塹地段。橋梁每跨橫向布置4片小箱梁，即2片邊梁，2片中梁，梁間距3.233 m，邊梁預(yù)制部分寬2.85 m，中梁預(yù)制部分寬2.4 m，濕接縫寬0.833 m，凈寬12.0 m，橋梁全寬13.0 m，25 m跨箱梁頂、底板厚0.18mm～0.25mm，腹板厚0.18m～0.25m，梁高1.4m。既有道口與新建上跨橋平面位置關(guān)系如圖1所示。

圖1 既有道口與新建上跨橋平面位置關(guān)系

2 鐵路跨架梁方法選擇

上跨鐵路橋鋼筋混凝土預(yù)制梁架梁施工方法一般有架橋機(jī)架梁和吊機(jī)架梁兩種，每種架梁方法各有其優(yōu)缺點(diǎn)，具體應(yīng)根據(jù)工程環(huán)境、橋梁設(shè)計(jì)、安全、進(jìn)度及成本等方面綜合考慮選擇安全經(jīng)濟(jì)適用的架梁方式。表1為架橋機(jī)架梁與吊機(jī)架梁方法的比較。

表1 架橋機(jī)架梁與吊機(jī)架梁方法比較

本上跨橋鐵路跨為25 m，橋墩高8 m，梁體自重最重為75.773 t，且合九線單線非電氣化鐵路。鑒于平改立工程工期緊，費(fèi)用緊張，從安全、進(jìn)度和成本等方面考慮，結(jié)合現(xiàn)場實(shí)際情況本工程擬采用260 t、300 t兩臺(tái)汽車吊組合抬吊進(jìn)行鐵路跨架梁。由圖1可知，既有道口與新建上跨橋位置相距100 m，且上跨橋地段為深路塹地段，因此，雙機(jī)抬吊施工中運(yùn)梁炮車無法到達(dá)橋跨中間位置。為了解決該問題，根據(jù)現(xiàn)場情況本工程采用炮車喂梁輔助吊裝的架梁方法，即炮車先與1臺(tái)吊機(jī)組合，將炮車后托車去掉，在吊車和炮車的組合下將梁體吊運(yùn)到鐵路中心。然后，鐵路另一側(cè)的吊機(jī)將梁體一端吊裝，第一臺(tái)吊機(jī)再將另一端吊起，炮車撤離，至此，雙機(jī)完全吊起箱梁，具體過程如圖2所示。

圖2 炮車喂梁配合吊機(jī)架梁平面示意圖

3 吊機(jī)吊裝能力計(jì)算

鐵路跨吊裝時(shí)，中梁自重為68.573t，邊梁自重為75.773t，首先利用運(yùn)梁炮車和1臺(tái)300 t吊機(jī)配合將箱梁移至線路中間，距離鐵路對(duì)面吊機(jī)工作半徑12 m內(nèi)時(shí)，進(jìn)行換鉤，改為雙機(jī)抬吊。

查吊機(jī)性能表得：1臺(tái)300吊機(jī)工作半徑由8 m增加至18 m時(shí)，額定起重量為99 t減少至41 t；另1臺(tái)260 t吊機(jī)工作半徑為12 m，額定起重量62 t。最不利狀態(tài)為2臺(tái)吊機(jī)工作半徑分別為18 m、12 m，此時(shí)最大起重為41+62=103 t，滿足起重要求。

根據(jù)《建筑施工起重吊裝工程安全技術(shù)規(guī)范》規(guī)定：采用雙機(jī)抬吊時(shí)，宜選用同類型或性能相近的起重機(jī)，負(fù)載分配應(yīng)合理，單機(jī)荷載不得超過額定起重起重量的80%。因此，采用2臺(tái)吊機(jī)抬吊邊梁時(shí)，起重安全系數(shù)取1.25，則每臺(tái)吊機(jī)所需達(dá)到起重量為：75.773÷2×1.25=47.36 t，查吊機(jī)工況表得出：

260 t吊機(jī)作業(yè)半徑在12 m時(shí)，吊臂長度30.8 m時(shí)，查表得額定起重量為62 t，大于47.36 t，滿足起重要求；300 t吊機(jī)作業(yè)半徑在14 m時(shí)，吊臂長度為25 m時(shí)，查表得額定起重量為58 t，大于47.36 t，滿足起重要求。

4 吊裝架梁施工過程

根據(jù)現(xiàn)場情況及鐵路封鎖施工的特點(diǎn)，吊裝架梁施工共分為五個(gè)主要步驟：（1）封鎖前吊機(jī)、運(yùn)梁炮車按擬定位置就位；（2）封鎖命令下達(dá)后300 t吊機(jī)與炮車組合將箱梁移運(yùn)到線路中心上方；（3）260 t吊機(jī)將梁體前端吊起，300 t吊機(jī)捆梁鋼絲繩解除；（4）300 t吊機(jī)旋轉(zhuǎn)至箱梁尾端將梁吊起，炮車撤離；（5）260 t和300 t吊機(jī)組合抬吊將箱梁架設(shè)就位。具體過程如圖3所示。

圖3 炮車喂梁配合吊機(jī)架梁過程示意圖

本工程于2016年11月14日、15日兩個(gè)封鎖點(diǎn)（每個(gè)封鎖點(diǎn)110 min）完成鐵路跨4片箱梁架設(shè)。吊裝架梁施工流程及所需時(shí)間如圖4所示，即準(zhǔn)備工作充分到位后，架設(shè)一片箱梁約需23 min。封鎖開始線路防護(hù)、插封鎖施工紅牌及封鎖結(jié)束前橋面檢查及線路檢查和防護(hù)人員撤離與吊機(jī)大臂收回歸位約需25 min。綜合考慮，一個(gè)施工封鎖點(diǎn)可以架3片箱梁。與架橋機(jī)架梁相比，首先該架梁施工技術(shù)可以節(jié)省2個(gè)封鎖點(diǎn)，減少了鐵路封鎖施工次數(shù)，對(duì)鐵路運(yùn)營影響較小。其次，可以節(jié)省架橋機(jī)拼裝、檢測(cè)及拆除等作業(yè)時(shí)間。因此，從安全、進(jìn)度和成本的角度來說，該架梁施工技術(shù)有明顯優(yōu)于架橋機(jī)架梁?，F(xiàn)場封鎖架梁施工如圖5所示。

圖4 鐵路跨架梁流程及所需時(shí)間

圖5 鐵路跨封鎖架梁施工

5 吊裝架梁施工要點(diǎn)

吊裝架梁施工前應(yīng)在現(xiàn)場調(diào)查的基礎(chǔ)上，根據(jù)鐵路封鎖時(shí)間制定技術(shù)方案，做好施工現(xiàn)場準(zhǔn)備、細(xì)化封鎖施工流程組織，確保吊裝架梁施工技術(shù)可靠，時(shí)間可控，確保架梁施工安全，保證線路正點(diǎn)開通。本工程架梁施工主要控制要點(diǎn)有以下幾個(gè)方面：

（1）吊機(jī)占位選擇：應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場位置關(guān)系和箱梁重量，準(zhǔn)確確定吊機(jī)作業(yè)半徑，確保吊機(jī)作業(yè)范圍滿足安全要求，保證封鎖點(diǎn)內(nèi)吊機(jī)一次架梁完成。

（2）吊機(jī)占位處地基處理：吊機(jī)占位處應(yīng)根據(jù)起吊重量進(jìn)行地基承載力檢算，對(duì)不滿足要求的應(yīng)進(jìn)行地基處理。吊機(jī)一個(gè)支腿支撐在鄰近線路路基邊坡處的臨時(shí)混凝土支墩上，應(yīng)確保支墩混凝土強(qiáng)度達(dá)到要求，并經(jīng)檢測(cè)合格后進(jìn)行使用。同時(shí)，吊機(jī)支腿下地面應(yīng)平整，確保支腿受力穩(wěn)定。

（3）炮車喂梁通道地基處理：這是炮組合雙機(jī)抬吊架梁施工的關(guān)鍵。運(yùn)梁通道應(yīng)平整堅(jiān)實(shí)，保證炮車與吊機(jī)組合移梁過程中速度緩慢平穩(wěn)，防止吊機(jī)與炮車不同步出現(xiàn)吊機(jī)斜拉梁體轉(zhuǎn)動(dòng)，確保吊機(jī)穩(wěn)定。

（4）封鎖架梁施工協(xié)同指揮：本工程架梁主要在于炮車和兩臺(tái)吊機(jī)的協(xié)同配合。架梁前對(duì)吊機(jī)操作人員、炮車司機(jī)、司索及落梁檢查人員進(jìn)行詳細(xì)的安全技術(shù)交底，并在鐵路跨架設(shè)前在鄰跨適當(dāng)位置按封鎖時(shí)間進(jìn)行試吊模擬演練，為鐵路跨封鎖架梁積累經(jīng)驗(yàn)。

（5）嚴(yán)格按《建筑施工起重吊裝工程安全技術(shù)規(guī)范》（JGJ276-2012）和《建筑機(jī)械使用安全技術(shù)規(guī)程》（JGJ33-2012）的要求操作，吊機(jī)支腿伸出長度及吊機(jī)配重符合要求，不得違反操作規(guī)程進(jìn)行作業(yè)。

6 結(jié)論

通過炮車喂梁組合雙機(jī)抬吊架梁施工技術(shù)在合九線上跨橋工程中的成功應(yīng)用，可以得出以下幾點(diǎn)結(jié)論：

（1）只要吊機(jī)占位地基和炮車喂梁通道地基承載力滿足要求，表面平整，吊機(jī)與炮車組合移梁施工安全可控。

（2）與架橋機(jī)架梁相比，該方法架梁施工周期至少縮短14天，鐵路跨架設(shè)至少減少2個(gè)封鎖點(diǎn)。

（3）在非電氣化鐵路上跨橋工程中，當(dāng)既有道路與新建橋梁位置較遠(yuǎn)的路塹地段，橋梁跨度較小，橋墩較低的情況下，根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際情況可以采用該架梁施工技術(shù)，以縮短工期，減小對(duì)鐵路運(yùn)營的影響。

[1]周水興，何兆益，等.路橋施工計(jì)算手冊(cè)[M].北京：人民交通出版社，2012.

[2]中華人民共和國住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部.JGJ 276-2012建筑施工起重吊裝工程安全技術(shù)規(guī)范[S].北京：中國建筑工業(yè)出版社，2012.

[3]中華人民共和國住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部.JGJ 33-2012建筑機(jī)械使用安全技術(shù)規(guī)程[S].北京：中國建筑工業(yè)出版社，2012.

[4]中交第一公路工程局有限公司.JTG/T F50-2011公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范[S].北京：人民交通出版社，2011.

[5]王曉放，朱中亞，逯久喜，等.大角度斜跨鐵路線的公路梁架設(shè)技術(shù)[J].國防交通工程與技術(shù)，2011（4）：54～56.

責(zé)任編輯：許耀元

來稿日期：2017-02-23