折臂平板軌道車大型構(gòu)件吊裝技術(shù)研究

張大祥，張子豪，李國(guó)棟，鄧智，劉郁龍

（1.中鐵建工集團(tuán)第五建設(shè)有限公司，廣東 廣州 511400；2.中國(guó)鐵路廣州局集團(tuán)有限公司長(zhǎng)沙工程建設(shè)指揮部，湖南 長(zhǎng)沙 410000）

1 前言

在鐵路既有線路保持運(yùn)營(yíng)的狀態(tài)條件下，施工現(xiàn)場(chǎng)不具備使用汽車吊或其他大型機(jī)械，且中國(guó)國(guó)家鐵路集團(tuán)有限公司工電部2020年7月14日發(fā)工電橋房函〔2020〕48 號(hào)文相關(guān)規(guī)定，禁止跨越接觸網(wǎng)吊裝架設(shè)D 型便梁等大型構(gòu)件吊裝作業(yè)。本文根據(jù)實(shí)際工程就折臂平板軌道車大型構(gòu)件吊裝施工工藝、適用條件、質(zhì)量控制等方面進(jìn)行探討，意在對(duì)類似工程提供借鑒。

2 工程概況

株洲火車站改擴(kuò)建工程為既有鐵路火車站站房改造和擴(kuò)建。既有站房位于城市中心，為線側(cè)平式站房，跨越站場(chǎng)改建接長(zhǎng)既有地道、跨越站場(chǎng)新建高架候車廳、跨越站場(chǎng)新建大型鋼結(jié)構(gòu)桁架以及新建鐵路火車站站房（如圖1）。

圖1 株洲站效果圖

2.1 大型構(gòu)件情況

株洲站改地道D 便梁工程包含人行地道接長(zhǎng)下穿8至Ⅹ道，出站地道及社會(huì)地道下穿1 至Ⅺ道D 便梁共計(jì)128 片，其中最大件D24 型縱梁?jiǎn)纹亓?6.03t，長(zhǎng)24.5m、高1.30m、寬0.48m（如圖2）。

圖2 D 便梁縱梁吊裝圖

高架候車廳基礎(chǔ)鋼管混凝土柱直徑1.2m，最長(zhǎng)10.1m，重量高達(dá)12.5t,每個(gè)站臺(tái)上均設(shè)置8 根，共計(jì)32 根（如圖3）。

2.2 施工條件

站場(chǎng)內(nèi)D 便梁及鋼立柱吊裝為既有線施工，需在天窗點(diǎn)內(nèi)進(jìn)行，結(jié)合株洲站運(yùn)輸調(diào)整方案將相應(yīng)股道同時(shí)封鎖+接觸網(wǎng)停電配合吊裝施工，逐步分段推進(jìn)。

3 材料與設(shè)備

架設(shè)平板機(jī)組由一輛內(nèi)燃機(jī)頭、兩輛NX70 型平車與一輛D22A 型平車組成，均從鐵路租用。NX70 型平車車體尺寸15400×2960mm，D22A 型平車車體尺寸25000×3000mm，三輛平車的排序是NX70 型平車一臺(tái)在前一臺(tái)在后，中間夾著D22A 型平車，端頭有內(nèi)燃機(jī)車牽引，組成列車組。其中兩端的N17 型平車分別是用來(lái)安裝30t 折臂吊（及其相關(guān)設(shè)施）、輔助液壓支腿、內(nèi)燃液壓泵站、配重塊，D22A 型平車用來(lái)安裝12/16/24m梁支座。該折臂吊采用半折臂式，起重力矩高達(dá)120t.m。折臂吊由回轉(zhuǎn)底座、支撐臂、曲臂、伸縮臂及液壓系統(tǒng)、電控系統(tǒng)等組成。折臂吊可在限高4750mm 內(nèi)起完成起吊貨物的功能。折臂吊無(wú)損安裝在NX70 平車的中端，兩套安裝在車組上的折臂吊可共同完成施工D 便梁縱梁、鋼立柱的吊裝。折臂吊也可單臺(tái)作業(yè)，完成其他物資的起重作業(yè)（如圖4）。

圖4 折臂吊平板軌道車實(shí)景圖

本工藝最大優(yōu)勢(shì)在于可在列車運(yùn)行間隔期間天窗點(diǎn)內(nèi)進(jìn)行吊裝，可保證運(yùn)營(yíng)線路安全的前提下，安全高效組織大噸位大型構(gòu)件吊裝作業(yè)。

4 大型構(gòu)件吊裝施工

4.1 施工前期準(zhǔn)備

（1）手續(xù)辦理。由于對(duì)于成品鐵路機(jī)車設(shè)備從研發(fā)組立，到允許上道作業(yè)需要漫長(zhǎng)的審定過(guò)程，不能滿足現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際需求。若將起重設(shè)備單獨(dú)看作一種貨物，以貨物的形式運(yùn)至施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行作業(yè)，這樣便只需解決裝載加固方案的問(wèn)題，簡(jiǎn)化了審批流程。①施工方案。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)施工條件編制整體施工方案及裝載加固方案報(bào)分管鐵路集團(tuán)設(shè)備管理單位及業(yè)務(wù)處室審批。②路用車上路許可。提前一年向國(guó)鐵集團(tuán)申請(qǐng)路用車申請(qǐng)手續(xù)，批復(fù)完成后，向轄內(nèi)分管鐵路集團(tuán)申請(qǐng)路用車使用證明。③路用車啟動(dòng)。提前聯(lián)系貨運(yùn)中心對(duì)路用車裝載加固方案進(jìn)行確認(rèn)，裝載加固形式確認(rèn)后，由貨運(yùn)站辦理推送，隨后辦理起貨票流程，最后根據(jù)正式下達(dá)的調(diào)度計(jì)劃進(jìn)場(chǎng)作業(yè)。

（2）作業(yè)前準(zhǔn)備。大型構(gòu)件就近貨場(chǎng)加固在平板軌道車后，利用折臂平板軌道車載貨牽引運(yùn)行至已封鎖+停電股道（根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，鄰線可不封鎖），對(duì)接好安裝位置，并建立防護(hù)范圍，在作業(yè)軌道前后100m處設(shè)置防護(hù)標(biāo)識(shí)。

4.2 現(xiàn)場(chǎng)施工流程

（1）施工負(fù)責(zé)人下達(dá)封鎖指令，列車運(yùn)行現(xiàn)場(chǎng)指定作業(yè)地點(diǎn)，貨場(chǎng)運(yùn)行至施工股道等待封鎖，封鎖時(shí)路用列車加開(kāi)至正式日計(jì)劃中明確的施工里程處，機(jī)車定點(diǎn)停車，對(duì)位，做好制動(dòng)防溜措施方可進(jìn)行施工作業(yè)。

（2）施工負(fù)責(zé)人與車站、工務(wù)段確認(rèn)股道封鎖，與供電段確認(rèn)接觸網(wǎng)停電后，供電段掛好接地線，插入停車信號(hào)牌，施工負(fù)責(zé)人指揮實(shí)施。

（3）作業(yè)前，作業(yè)人員必須檢查各聯(lián)接螺栓是否松動(dòng)，并隨時(shí)緊固，機(jī)械設(shè)備全面安全檢查，將道砟清理，確認(rèn)地面是硬實(shí)地，后平整場(chǎng)地墊方木，如果地面松軟，加大枕木墊，并進(jìn)行多次試吊按照折臂平板軌道車施工便梁架設(shè)機(jī)組操作規(guī)程進(jìn)行支腿。檢修人員做二次檢查確認(rèn)，同時(shí)安全監(jiān)督人員對(duì)現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)環(huán)境進(jìn)行確認(rèn)，吊裝位置就位，技術(shù)參數(shù)復(fù)核確認(rèn)。

（4）展開(kāi)吊裝設(shè)備試調(diào)，檢查確認(rèn)現(xiàn)場(chǎng)具備吊裝條件后使用鋼絲繩掛在構(gòu)件兩端，總指揮指揮吊車司機(jī)起吊至離開(kāi)平板軌道車底座5cm，停留3min，再次檢查吊機(jī)情況，確認(rèn)無(wú)誤后，起吊將大型構(gòu)件吊裝至相應(yīng)的梁支座上，并前后對(duì)稱放置，微調(diào)定位。起吊吊臂作業(yè)時(shí)擺動(dòng)寬度范圍均為3000mm，提升高度為4719mm（軌道吊限高4750mm,有限高報(bào)警器），施工過(guò)程統(tǒng)一指揮，折臂吊司機(jī)應(yīng)與指揮人員呼喚應(yīng)答（含手勢(shì)），確保動(dòng)作準(zhǔn)備無(wú)誤，不完全明白不能動(dòng)機(jī)。將大型構(gòu)件落到指定位置后，收腿退出施工現(xiàn)場(chǎng)，人工安裝連接件、絕緣膠墊等。

（5）進(jìn)行二次吊裝。

（6）吊裝完成，吊車回轉(zhuǎn)，收支腿；撤出防溜制動(dòng)措施。

（7）吊裝機(jī)械加固及安全措施檢查，回收吊索具及其他物品，完成工機(jī)具清點(diǎn)。

（8）作業(yè)完畢，封鎖解除前供電段拆除接地線，防護(hù)人員拆除兩端停車牌。

（9）機(jī)車人員確認(rèn)，達(dá)到符合運(yùn)行條件，撤除防溜制動(dòng)措施；機(jī)車撤出施工區(qū)域后消點(diǎn)。

（10）軌道車到達(dá)貨場(chǎng)指定位置，做好防溜制動(dòng)措施，停機(jī)檢查確認(rèn)無(wú)誤，結(jié)束當(dāng)天作業(yè)。

4.3 作業(yè)情況統(tǒng)計(jì)

架設(shè)機(jī)組進(jìn)場(chǎng)后，下達(dá)行調(diào)命令及電調(diào)命令，隨后進(jìn)行接觸網(wǎng)掛接地線，地線掛接完成后架設(shè)機(jī)組才可正式進(jìn)行作業(yè)，此階平均段耗時(shí)約25min；作業(yè)完畢后，拆除接觸網(wǎng)地線，隨后機(jī)組駛離、人員機(jī)具撤場(chǎng)，此階段需預(yù)留時(shí)間至少15min；中間正式作業(yè)時(shí)間約80min，由于采用機(jī)械吊裝架設(shè)，每片梁架設(shè)時(shí)間波動(dòng)不大，約6 ～10min，架設(shè)四片梁時(shí)，機(jī)組需重新移位及收放支腿一次，耗時(shí)約20min，因此理論上D12、D16、D24 三種型號(hào)D 便梁均可在120min 天窗點(diǎn)內(nèi)架設(shè)4 片，但由于D24 型便梁每次進(jìn)場(chǎng)只能運(yùn)送2 片，故條件允許可將D24 型便梁提前擺至作業(yè)區(qū)域，進(jìn)一部提高作業(yè)效率。

5 吊裝質(zhì)量控制

5.1 落實(shí)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)

熟悉施工規(guī)范、規(guī)程，掌握施工技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，并在施工前組織全體施工人員進(jìn)行詳細(xì)技術(shù)交底，作好記錄和會(huì)簽。

5.2 測(cè)量放線

首先進(jìn)行測(cè)量定位，測(cè)量出吊點(diǎn)偏差，根據(jù)偏差重新調(diào)整，保證吊裝準(zhǔn)確無(wú)誤。

5.3 吊具檢查

安拆大型構(gòu)件鋼絲繩與掛鉤、固定器等應(yīng)聯(lián)結(jié)牢固，人員不得站在移動(dòng)前方和鋼絲繩附近，作業(yè)前，必須檢查鋼絲繩、吊環(huán)、吊帶等易損件的情況，如有老化損壞，禁止繼續(xù)作業(yè)，吊具、吊鉤、鋼絲繩等必須符合有關(guān)技術(shù)規(guī)定。

5.4 校正就位

構(gòu)件吊到就位上方200mm 時(shí)，應(yīng)停機(jī)穩(wěn)定，對(duì)準(zhǔn)下段面后，緩慢下落，使構(gòu)件四邊中心線與下段基本對(duì)齊，采用螺栓臨時(shí)固定，吊裝就位后，用高強(qiáng)螺栓通過(guò)連接板固定。

6 效益分析

經(jīng)市場(chǎng)咨詢，傳統(tǒng)的人工滑移安裝及拆除費(fèi)用為5000 元/m 固定包干（可跨1 ～2 股道架設(shè)，針對(duì)株洲站復(fù)雜站場(chǎng)條件價(jià)格還會(huì)更高），不受D 便梁架空時(shí)長(zhǎng)限制，此外，還需考慮天窗點(diǎn)增加費(fèi)用。

D 型便梁架設(shè)平板機(jī)組相關(guān)費(fèi)用包括：內(nèi)燃機(jī)頭及平板機(jī)組長(zhǎng)期租賃費(fèi)用10937.54 元/日；2 臺(tái)折臂起重機(jī)及起重系統(tǒng)購(gòu)置組配費(fèi)用156.45 萬(wàn)元；單次貨運(yùn)中心起貨票費(fèi)用為300 元/t；火車司機(jī)、引導(dǎo)員、折臂吊操作人員、作業(yè)人員等人員費(fèi)用。起重租賃費(fèi)用及人員費(fèi)用受租賃或雇傭時(shí)長(zhǎng)影響，故而施工作業(yè)越密集，D型便梁架空需求量越大，施工周期越短，利用D 型便梁架設(shè)機(jī)組進(jìn)行作業(yè)產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)效益便會(huì)越高。

根據(jù)實(shí)際統(tǒng)計(jì)，D 便梁架設(shè)、拆除計(jì)劃施工周期為1 年，考慮購(gòu)置設(shè)備殘值，在D 便梁架設(shè)方面綜合投入成本節(jié)約156.82 萬(wàn)元，節(jié)約天窗點(diǎn)約100 個(gè)，極大地縮短了施工周期，減少了施工對(duì)鐵路行車的影響，具有很高的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。

7 應(yīng)用實(shí)例

株洲站改擴(kuò)建工程跨長(zhǎng)株潭城際及滬昆鐵路、京廣鐵路等干線，自始至終均為營(yíng)業(yè)線施工。據(jù)統(tǒng)計(jì)，站內(nèi)日均約200 對(duì)客貨列車經(jīng)過(guò)，全天24 小時(shí)不間斷，具有施工工作面有限、行車安全風(fēng)險(xiǎn)高、運(yùn)輸與施工矛盾突出的難點(diǎn)。站改實(shí)施過(guò)程中，實(shí)行階段性封鎖計(jì)劃，根據(jù)株洲站運(yùn)輸條件要求，Ⅸ、Ⅹ道為滬昆雙層集裝箱通道，無(wú)法停運(yùn)，Ⅺ道為京廣客貨共線計(jì)劃停運(yùn)55 天，1 ～8 道最多可同時(shí)停運(yùn)兩條股道。在此基礎(chǔ)上，為了滿足列車正常運(yùn)輸要求，1 ～XI 股道下部地道施工作業(yè)均采用D 便梁扣軌加固后的明挖現(xiàn)澆施工，同時(shí)上部高架候車廳采用鋼立柱+現(xiàn)澆鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的形式。在此繁忙的營(yíng)業(yè)線上，常規(guī)的大型起重設(shè)備無(wú)法進(jìn)場(chǎng)作業(yè)，D 便梁、鋼立柱運(yùn)輸進(jìn)場(chǎng)及吊裝成為本工程重難點(diǎn)之一。運(yùn)用此設(shè)備，已成功完成站場(chǎng)內(nèi)所有鋼管柱吊裝及線路架空作業(yè)，保證了工程的順利進(jìn)行。

8 結(jié)語(yǔ)

隨著建筑設(shè)計(jì)多樣化、特色化發(fā)展，相關(guān)文件要求折臂平板軌道車將越來(lái)越多地應(yīng)用到實(shí)際既有線工程中，折臂平板軌道車大型構(gòu)件吊裝工藝不僅滿足營(yíng)業(yè)線特定的施工條件，還可以保證運(yùn)營(yíng)線路安全，高效組織大噸位大型構(gòu)件吊裝作業(yè)。