跨南同蒲線電氣化鐵路橋梁架設施工技術

劉海軍

摘要： 在電氣化鐵路上空進行橋梁架設，利用封鎖要點施工，在規(guī)定的時間內(nèi)完成，只能提前，不能退后；利用3個封鎖點完成15片梁的架設任務。

Abstract： When the bridge is erected over the electrified railway， the key points of the blockade are used to complete the construction within the prescribed time， which can only be done in advance and cannot be retired， and the task of erection of 15 beams is completed by using 3 blocking points.

關鍵詞： 規(guī)定時間內(nèi)架設；設備選定；施工技術

Key words： erection within specified time；equipment selection；construction technology

中圖分類號：U445.1 文獻標識碼：A 文章編號：1006-4311（2018）16-0165-04

1 工程概況

襄汾橋改建工程在既有南同蒲線K640+586處，南同蒲鐵路為同蒲鐵路的南段，全長528公里。線路自太原站引出，向南延伸，經(jīng)太原、臨汾、侯馬三個盆地，進入中條山區(qū)北部，在陜西省華陰市孟塬鎮(zhèn)的華山站與隴海鐵路相連，是溝通晉陜兩省的交通大動脈。本工程在襄汾站與張禮站之間；現(xiàn)場工序繁多相互干擾大、安全風險高（舊橋拆除工序復雜，與既有線干擾大；新建橋梁樁基距離既有線不足一米且樁基較深，最深達39米，安全風險大）；技術控制精度要求高，施工質(zhì)量必須一次成功，否則返工損失大，點內(nèi)作業(yè)難度大；“四電”配合協(xié)調(diào)要求高；施工安全壓力大，封鎖要點作業(yè)期間必須保證列車正常運行及施工人員安全；開通速度要求高，開通必須達到時速160公里。由于封鎖點施工時間有限，施工作業(yè)必須保證安全、質(zhì)量、準點。根據(jù)運營的要求，研究如何在封鎖點（天窗點）完成新建橋梁架設的施工技術。

2 施工準備

了解地下、地上管線、電路的走向及鐵路設備運營情況。在配合單位的監(jiān)督下，組織人員探明地下管線，標明地上線路的具體位置，并聯(lián)系相關單位妥善處理。根據(jù)實際情況，提報運輸計劃，上報鐵路有關部門同意后實施。多次展開架梁方案研討會，進行架梁施工方案的反復研究。

架梁工作開始前必須先在橋臺前方搭建作業(yè)施工平臺，便于施工人員在施工平臺上協(xié)助架梁施工作業(yè)，施工平臺采用雙排鋼管架依靠兩橋臺前沿搭設。

2.1 現(xiàn)場布置

墊平作業(yè)現(xiàn)場，拆除有障礙物保證現(xiàn)場的平整與暢通、現(xiàn)場地面不下陷。移除橋梁上空的電線線纜（在橋位上方有鐵路接觸網(wǎng)回流線纜，提前與供電段協(xié)商，將其改移至不影響橋梁架設的位置，確保架梁作業(yè)順利進行），保證空中旋轉(zhuǎn)的順暢。橋梁架設作業(yè)前合理分配施工人員，各工序有專人指揮。

架梁施工作業(yè)采用主吊架梁作業(yè)的方式架設，主吊采用260T吊車置于線路西側1#橋臺上，備用吊車采用160T吊車置于線路東側的0#橋臺上，主吊車以轉(zhuǎn)移梁體落槽就位緊接著進行梁體就位調(diào)試，主吊車把每一片梁都要精確安裝到位，回轉(zhuǎn)進行下一片梁的安裝，備用吊車不作業(yè)，考慮作業(yè)平臺狹小，防止兩吊車運行半徑?jīng)_突，反而影響架設速度。見圖1。

架梁采用鋼絲繩兜底捆綁的方式進行，在點外提前將計劃架設的板梁捆綁好，等待架梁命令，存梁區(qū)安排四人協(xié)助吊車掛鉤、吊裝板梁；在吊車轉(zhuǎn)臂落槽就位的過程中，在兩橋臺上分別設置三人配合架梁施工作業(yè)，選擇人工配合吊車架梁的方式架設梁體，架梁采取由中間向兩邊的順序進行，進行有組織有計劃的施工作業(yè)；架設中梁時在現(xiàn)場施工人員的配合下，精確對位，架設其他梁體時，采取以已架設好的相鄰的板梁為依靠架設，并以事先放樣好的梁中線為基準，人工使用撬杠和纜繩配合吊車安裝梁體，確保橋梁的精確安裝，保證橋梁兩端的伸縮縫寬度符合設計要求。

將準備好的橡膠支座提前安裝在兩端橋臺的支撐墊石上，位置擺放準確，并加以固定防止調(diào)整梁體的過程中因摩擦發(fā)生位移，并在橋梁架設安裝的過程中，安排人員協(xié)助調(diào)解橡膠支座的位置，確保架梁施工作業(yè)有序進行。

2.2 測量放線

由測量工程師提前將空心板梁就位中心線在板梁和兩橋臺上進行放樣，彈上墨線，施工時對整個架梁過程進行盯控，確保板梁就位的準確性。把每片梁的安裝位置一一確定，按照安裝順序擺放梁片。

2.3 施工人員安排

在架梁施工作業(yè)前進行人員合理分組，每個小組有組長帶領安排具體事項，分清各自的職責具體注意事項落實到人，確保架梁施工作業(yè)順利有序進行。并對現(xiàn)場施工人員進行安全教育，并對現(xiàn)場進行安全檢查，排除安全隱患，確實落實“安全第一，預防為主”的方針，對施工器具設備進行逐一檢查，確保架梁施工作業(yè)安全順利進行。

3 機械設備和索具的選擇

根據(jù)現(xiàn)場情況，橋西側吊車放置的最佳位置為東西向，吊裝的最遠距離為16m，中梁自重為25t，邊梁自重為28t，最大起吊重量約為28t。選擇一輛260t汽車吊負責梁體安裝、一輛160t汽車吊備用。提前安排一輛70t汽車吊和一輛50t汽車吊用于運輸梁體，一輛運梁車負責空心板梁的運輸，將計劃安裝的梁體提前運至指定地點，擺放穩(wěn)妥。

3.1 主吊車選用260t，備用吊車選用160t

對照260t汽車吊（此車停放在橋西側）參數(shù)性能表，伸臂35.4m，水平距離為16m，垂直距離為31.5m，（吊梁鋼絲繩長36m，鋼絲繩間的夾角小于60°），水平距離16m（吊車轉(zhuǎn)機點距車尾邊緣4.5m，支腿距離橋臺邊緣0.5m，橋梁中心點10m），額定起重量為42t，符合28t的要求，在額定安全起重量的基礎上， 具備了1.5倍的安全系數(shù)。

對照160t汽車吊（此車停放在東側橋墩，應急備用）參數(shù)性能表，伸臂30.68m，水平距離15m（吊車轉(zhuǎn)機點距車尾后邊緣4.5m，支腿距離橋臺邊緣0.5m，橋梁中心點10m），額定起重量為30t，符合25t的要求，在額定安全起重量的基礎上， 具備了1.2倍的安全系數(shù)。

卡環(huán)選用17t的4個。額定起重量為68t，符合28t的要求。在額定安全起重量的基礎上， 具備了2.43倍的安全系數(shù)。

吊梁鋼絲繩選用6×37+FC直徑為36.5mm的2根，每根長36m，沿空心板梁縱向扣在吊環(huán)上，鋼絲繩中心位置處環(huán)圈掛在吊鉤上，防止滑移，便于分別受力。鋼絲繩在6倍的安全系數(shù)的基礎上額定起重量為46.8t，滿足28t的要求。

捆綁梁體鋼絲繩選用6×37+FC直徑為28mm的鋼絲繩，每根鋼絲繩長為4m，結合實際情況將鋼絲繩捆綁位置設置在距離梁端1m的位置，為了防止吊裝梁體的過程中鋼絲繩發(fā)生滑動，兩端分別采用鋼絲繩水平鋼絲繩將捆梁鋼絲繩控制在梁端預埋的吊環(huán)上。

在施工現(xiàn)場準備兩套吊裝捆綁設備，便于充分的利用時間；梁板吊裝采用兜底捆綁法，利用點外的時間提前將計劃安裝的梁體綁扎好，捆梁鋼絲繩上提前套上護套，防止鋼絲繩受損，并在捆綁位置梁角處架設護墊，確保鋼絲繩在受力過程中不被割斷或受損，梁捆綁位置設置在距離梁端1m的位置；梁板上部采用2根Φ36.5鋼絲繩提前使用扣環(huán)將準備好的鋼絲繩扣在梁兩端綁扎板梁的鋼絲繩繩環(huán)上（每片板梁采用2根Φ36.5等長的鋼絲繩分別扣在對應的繩環(huán)上，使鋼絲繩分別用力）待施工天窗命令下達后可立即開始吊裝架設板梁。

3.2 數(shù)據(jù)驗算

根據(jù)計算，空心板梁最重為28t，經(jīng)過多方考證，選擇了260t及160t公路起重機安裝空心板梁。按照一次安裝1片空心板梁考慮，根據(jù)260t及160t吊車的性能，在該工況下采用260t配重其額定起吊重量為120t，顯然，采用一臺260t及160t吊車安裝空心板梁是完全可行的。

吊環(huán)驗算：

在空心板梁頂面兩端與4個梁底支座中心對應處分別采用Q235直徑為25mm的鋼筋設置一個U型吊環(huán)，便于空心板梁的吊裝。

每根Φ25鋼筋的抗拉強度為

3.14×（12.5/1000）2×235×1000000÷1000=11.5T

每根Φ25鋼筋受力值為

28T÷8=3.5T

安全系數(shù)11.5×2÷3.5=6.6倍

鋼絲繩驗算：

直徑為Φ36.5的6×37+FC鋼絲繩抗拉強度為1670MPa ，鋼絲總斷面積為503.64mm2；

鋼絲破斷力總和=1670×503.64÷9.8÷1000=85.82T；

鋼絲破斷力=85.82×0.82=70.37T；

鋼絲繩與梁體平面的夾角為60°；

每端需鋼絲繩起重噸位為sin30°×28÷sin120°=16.16T

鋼絲繩的受力分析如圖2所示。

每個吊點的鋼絲繩起重噸位為：16.2÷2=8.1T；

鋼絲繩安全載重力=70.37÷6=11.72T>8.1T。

滿足安全要求。

吊車起重能力驗算：

吊車置于1號臺上方，吊車尾部距離1號臺背墻前沿0.5m，吊車作業(yè)范圍內(nèi)轉(zhuǎn)機點與起吊點最遠水平距離為16m，26OT吊車伸全腿，配重75T，伸臂31m，額定起重量為42T。

安全系數(shù)驗算：42÷28=1.5倍

應急吊車為160T吊車伸全腿作業(yè)，伸臂30.68m，水平距離為15m，額定起重量為29.75T。

安全系數(shù)驗算：29.75÷25=1.19倍。

抗傾覆驗算：

為保證汽車吊在吊裝過程中的穩(wěn)定，需進行抗傾覆驗算，即需使穩(wěn)定力矩大于傾覆力矩。

KGMG/（KQMQ+KWMW）≥1.2

式中KG——自重加權系數(shù)，取1；

KQ——起升荷載加權系數(shù)，取1.15；

KW——風動載加權系數(shù)，取1；

MG、MQ、MW為汽車吊自重、起升荷載、風動荷載對傾覆邊的力矩，N·m。

汽車吊工作時受力簡圖（圖3）。

圖3中：G——汽車吊自重+配重，取71+75=146t；

Q——起升物重量，取28t；

W——風動載，按起升物重量的20%考慮；

a——汽車吊重心至支腳傾覆支點的距離，支腿全伸8.8m，故a取4.4m；

R——汽車吊工作半徑，最大取16m；

h——風動載合力點高度。

260T汽車吊驗算：

KGMG/（KQMQ+KWMW）

=1×G×a/（1.15×Q×（R-a）-1×W×h）

=1460000×4.4÷（1.15×280000×（16-4.4）-0.2×280000×2）=1.67>1.2倍

故穩(wěn)定性滿足要求。

160T汽車吊驗算：

KGMG/（KQMQ+KWMW）

=1×G×a/（1.15×Q×（R-a）-1×W×h）

=1150000×4.4÷（1.15×250000×（15-4.4）-0.2×250000×2）=1.32>1.2倍

故穩(wěn)定性滿足要求。

4 施工要點

停車支腿（提前一天進場地，支車大約二個小時）：將260t汽車吊停置在西側橋臺上靠南停放（支腿距離橋臺南邊緣1m），橋臺為C35混凝土實體結構，支腿全伸，車尾距離橋臺邊緣0.5m，頭朝西順橋方向提前2小時支好車。將160T吊車停置在東側橋臺上，橋臺為C35混凝土U性結構，臺后為三七回填土，支腿全伸，車尾距離橋臺邊緣0.5m，頭朝東順橋方向提前2小時支好車，待梁體落槽后，精確調(diào)整板梁。

拴繩掛鉤：用卡環(huán)將吊鉤上36.5mm的鋼絲繩與捆綁梁的鋼絲繩繩環(huán)連接。同時要在梁端設3人并有纜風繩與梁連接起吊后控制其方向，防止撞到已架設梁體。

出臂旋轉(zhuǎn)：主吊車伸臂35.4m，旋轉(zhuǎn)吊車臂，使吊鉤到指定橋梁的中心點落鉤掛繩，同時栓好留繩。

試吊：在橋梁架設施工前，為確保架梁工作順利進行，事先檢查各吊車的各項性能，主吊車將梁吊起，離開橋墩10cm，停機檢查制動器靈敏性和可控性以及重物綁扎的牢固程度，確定情況正常后方可等待時機繼續(xù)工作。

起吊旋轉(zhuǎn)：主吊將橋梁起升到一定高度后慢慢向右旋轉(zhuǎn)。

落槽：待主吊車將橋梁旋轉(zhuǎn)到吊車東面時，慢慢起鉤趴臂，同時用留繩調(diào)整梁的方向，使其到指定位置就位（梁間距為50cm布置，方便抽取捆梁鋼絲繩），脫鉤回旋，準備起吊下一片板梁。

精確就位：待主吊車將梁體落槽后，技術員指揮人員將捆梁鋼絲繩解除鋼絲繩解除采取從一端放下，從另一端引出的方式進行，副吊車轉(zhuǎn)臂對中，將鋼絲繩扣在吊環(huán)上，起吊使板梁脫離支座5cm，平移合攏對中，在兩端人員的配合下，精確就位，邊梁采取主吊車精調(diào)對位。

安裝順序及時間安排：

計劃利用4個封鎖點完成橋梁架設任務，每個封鎖點為70分鐘，實際架設施工中只用時124分鐘，分3個封鎖點完成15片梁的架設，吊車配重60T，吊車轉(zhuǎn)軸距離橋梁最遠距離為16.7m，伸臂5節(jié)（39m），額定起重35T；平均旋轉(zhuǎn)角度 180°安裝梁體。提前復核梁體的幾何尺寸，了解每片梁的具體情況，包括長度、寬度、是否有脹模現(xiàn)象，整片梁的最大寬度等。根據(jù)復核梁體所得數(shù)據(jù)匯總后，復核橋臺的情況，盡可能的在長度和橋臺寬度上留出富裕量，在橋臺施工時應特別注意。見圖4對梁體進行編號，對號入槽，尤其是幾何尺寸非正常的梁體應綜合考慮，合理安排架設順序及架設位置。為節(jié)約時間，現(xiàn)場布置應精心準備，合理安排，其中包括吊車擺放位置（應考慮到吊臂的轉(zhuǎn)角大?。?，梁體的擺放位置等。

架梁施工中，在梁體轉(zhuǎn)移時應兩端設置攬風繩，便于控制梁的方向，入槽過程中應準備足夠的撬棍。應提前固定好橡膠支座的位置，確保固定牢固，避免在施工中出現(xiàn)移動現(xiàn)象。施工重點：應配備操作技術精湛的起重機駕駛員，現(xiàn)場指揮應統(tǒng)一，上下應協(xié)調(diào)，嚴密配合。

5 結束語

既有線施工技術，要有提前預想，施工前的演練尤為重要。提前復核梁體的幾何尺寸，了解每片梁的具體情況，包括長度、寬度、是否有脹?，F(xiàn)象，整片梁的最大寬度，復核梁體所得數(shù)據(jù)匯總后，復核橋臺的情況，在長度和橋臺寬度上留出富余量，在橋臺施工時應特別注意。對梁體進行編號，對號入槽，尤其是幾何尺寸非正常的梁體應綜合考慮，合理安排架設順序及架設位置。

只有抓好施工中的每一細小環(huán)節(jié)，只有加強施工現(xiàn)場管理、精心組織施工，才能保證工程進度，提高工程質(zhì)量。從而獲得利潤。

參考文獻：

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