跨既有營業(yè)線鋼蓋梁門式墩施工技術(shù)

谷松博

摘 要：鋼蓋梁門式墩施工技術(shù)相對于大跨度混凝土連續(xù)梁、鋼結(jié)構(gòu)橋梁等傳統(tǒng)跨線方式，其具有工程造價相對較低、施工作業(yè)面多、施工周期短、對營業(yè)線干擾小等優(yōu)點。察右前旗特大橋跨張呼客專鐵路采用鋼蓋梁門式墩，是內(nèi)蒙古地區(qū)高鐵建設(shè)中首次在高寒大風(fēng)地區(qū)進行施工的項目，具有施工環(huán)境復(fù)雜、吊裝質(zhì)量大、安裝精度高等特點?；诖耍瑢Υ罂缍却髧嵨讳撻T式墩在復(fù)雜條件下跨越既有高速鐵路施工技術(shù)進行研究并總結(jié)，為此后續(xù)同類施工提供借鑒。

關(guān)鍵詞：跨既有營業(yè)線；鋼蓋梁門式墩；吊裝技術(shù)

中圖分類號：TU391? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標(biāo)識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號：2096-6903（2024）02-0022-03

0 引言

在鐵路跨線施工時，由于近年來國產(chǎn)大型吊裝設(shè)備技術(shù)快速發(fā)展和普遍應(yīng)用，使大噸位起重車一次吊裝大型鋼結(jié)構(gòu)施工跨越既有鐵路已成為可能。鐵路鋼蓋梁門式墩跨越既有鐵路具有工程造價低、施工周期短、制作質(zhì)量高、對營業(yè)線干擾小等優(yōu)點，近年來已在我國高鐵建設(shè)中開始應(yīng)用。

1 工程概況

新建集寧經(jīng)大同至原平鐵路察右前旗特大橋，橋自張呼客專烏蘭察布站引出，上行左線出站跨越張呼客專后與右線并行，跨越張呼客專采用鋼門式墩跨越?？蚣芏栈A(chǔ)采用12根Φ125 cm樁基礎(chǔ)（左、右兩側(cè)各6根），承臺采用2個矩形承臺，尺寸為8.6 m ×5.45 m×2.5 m；門式墩最大高度20.2 m，預(yù)制空腹鋼墩身截面尺寸2.44 m×2.64 m，鋼橫梁長度28.88 m，截面尺寸3 m×3.3 m。

2 工程控制難點

2.1 大噸位起吊拼裝

根據(jù)鋼構(gòu)件自重、吊裝高度以及工作半徑，鋼立柱采用300 t汽車起重機吊裝，每次鋼立柱吊裝需2臺300 t汽車起重機，鋼橫梁采用650 t履帶起重機吊裝，利用7次（含試吊）節(jié)點催停封鎖線路進行吊裝作業(yè)，每個節(jié)點180 min，總時長1 080 min?，F(xiàn)場嚴(yán)格執(zhí)行“一機一人”防護制度，控制起吊高度及作業(yè)半徑，并采用纜風(fēng)繩牽引移動。選用兩臺汽車起重機協(xié)同作業(yè)，可實現(xiàn)鋼立柱空中回直，主起重車控制起吊高度及作業(yè)半徑，輔助起重車配合纜風(fēng)繩牽引移動，便于對位置進行精調(diào)。

2.2 采購運輸難度大

公司組織采購、制造、安裝、質(zhì)量、安全等相關(guān)部門，實行全過程盯控。構(gòu)件采用整體出廠，必須先驗收合格后，采用特種車輛運輸。現(xiàn)場采用大噸位履帶起重機整體吊裝，實行全過程統(tǒng)一管理。整個施工過程精心組織，能夠避免構(gòu)件在野外加工過程中遭受惡劣天氣影響，保證二次加工質(zhì)量符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，確保施工順利進行。

2.3 現(xiàn)場焊接難度大

鑒于對鋼構(gòu)焊接質(zhì)量要求高，不僅需要有專業(yè)焊接資格證的人員，還需要進行進場前焊工考試，合格后方可進入現(xiàn)場?，F(xiàn)場焊接環(huán)境惡劣，需要采取必須的保護措施，才能進行作業(yè)。焊接完成后均需要進行焊縫檢測，檢測符合設(shè)計要求才行，不合格的焊縫立即進行返工。

3 跨鐵路鋼蓋梁門式墩施工技術(shù)控制要點

3.1 鋼蓋梁構(gòu)件的運輸與驗收

3.1.1 鋼蓋梁構(gòu)件運輸

本工程所需要的主鋼構(gòu)件在工廠制作驗收合格后，由公路汽車直接運至安裝現(xiàn)場進行安裝。在整個運輸過程中需要注意以下3點內(nèi)容。

一是做好鋼梁構(gòu)件運輸準(zhǔn)備工作。本工程鋼疊合梁采用公路運輸為主，根據(jù)工程進度的需要，構(gòu)件原則上將按運輸計劃，分批開展，若現(xiàn)場安裝的方案計劃出現(xiàn)變更，則需要預(yù)先進行書面通知，從而使運輸計劃依照實況適當(dāng)調(diào)整。針對各批次構(gòu)件均需要對其專門安排，主要是對構(gòu)件的運輸路線、方式進行詳細計劃，做好運輸工具的調(diào)度規(guī)劃，針對大尺寸構(gòu)件必須制作專門運輸擱置件[1]。

二是做好構(gòu)件運輸中配套措施。運輸時可以在兩個構(gòu)件之間放置一些緩沖物，例如，橡膠墊、墊木等，避免運輸時構(gòu)件受到碰撞影響而出現(xiàn)損壞。散件需要按照同類型進行集中堆放，并使用墊木、鋼框架以及鋼絲繩完成綁定。桿件與綁用使用的鋼絲繩之間，必須放置緩沖物。在運輸時，為了避免涂層損壞問題，還需在構(gòu)件綁扎位置或者是固定位置使用軟材料進行襯墊保護，有效的保護措施能夠保證鋼梁構(gòu)件在運輸途中的安全。

三是采用合理有效的裝載、加固和綁扎技術(shù)。裝載時，支撐點需墊上麻袋或木樣，擱置點宜選擇在鋼結(jié)構(gòu)的橫隔板位置。箱梁綁扎時，應(yīng)將吊索和箱梁間使用防滑墊料鋪墊，從而避免出現(xiàn)磨損或者是出現(xiàn)梁體損壞。在綁扎時，必須保證箱梁分段牢固綁扎。本方案使用三點綁扎的方法，應(yīng)盡量保證三點受力的一致性和均勻性，綁扎點應(yīng)該與構(gòu)件重心之間相互對稱，同時還要保證綁扎點的中心位置與物件重心對應(yīng)，比構(gòu)件重心高，進而保證構(gòu)件平穩(wěn)起吊，避免翻轉(zhuǎn)導(dǎo)致事故發(fā)生[2]。

3.1.2 鋼蓋梁構(gòu)件驗收

構(gòu)件進入施工現(xiàn)場的計劃應(yīng)該依照進度計劃進行編制，鋼構(gòu)件必須按照構(gòu)件的進場計劃完成出廠，確保施工順利開展。發(fā)出進場構(gòu)件清單之后，管理者應(yīng)進行協(xié)調(diào)，使計劃得到落實，并保證構(gòu)件進場之前24 h有充足的堆放場地。

在開展現(xiàn)場驗收時，必須嚴(yán)格按照深化圖紙以及設(shè)計圖紙要求，并遵循國家相關(guān)路橋驗收規(guī)范。當(dāng)構(gòu)件運抵施工現(xiàn)場后，應(yīng)該由驗收人員按清單核對構(gòu)件編號、數(shù)量進行清點確認，并加強構(gòu)件質(zhì)量檢查驗收。要對構(gòu)件的合格證明書嚴(yán)格檢查和記錄，檢驗必須按照規(guī)定進行定期、統(tǒng)一送檢。若發(fā)現(xiàn)質(zhì)量問題，及時向加工車間發(fā)布通知將構(gòu)件更換，以保證施工現(xiàn)場需求。

3.2 既有線上作業(yè)施工控制要點

3.2.1 既有線上施工作業(yè)準(zhǔn)備

施工前要與供電段、車務(wù)段、工務(wù)段等相關(guān)管理單位做好溝通交流，爭取各單位積極配合工程施工。應(yīng)按照相關(guān)規(guī)定簽訂施工安全協(xié)議，做好各項準(zhǔn)備工作，將資料留存，尤其是會簽表、申請手續(xù)等資料，實現(xiàn)項目施工有效監(jiān)督和管理，通過各部門積極配合、共同協(xié)調(diào)管理，保證項目施工高效安全開展。

3.2.2 既有線防護人員要求

為確保既有線上施工作業(yè)的安全性，施工期間必須安排經(jīng)過培訓(xùn)考試合格取得相應(yīng)證書的“四員一長”。既有線施工作業(yè)比較復(fù)雜，需要注意施工安全的場所和施工環(huán)節(jié)比較多，這就對既有線上的防護人員提出更高要求。

各崗位人員不得隨意調(diào)換、更換上崗前，要對“四員一長”進行崗前培訓(xùn)，包括施工場地安全重點事項、安全突發(fā)事件處理流程、自身安全防護等，確保安全防護人員2人一組，實行倒班制，全天24 h進行安全防護，并做好安全防護相關(guān)記錄。

3.2.3 既有線埋地管線安全防護

鋼蓋梁門式墩項目施工前，需要提前探測門式墩施工范圍內(nèi)的埋地管線的數(shù)量和位置，并準(zhǔn)確標(biāo)識出位置。利用相關(guān)機器設(shè)備將埋地管線挖出，并合理遷改至墩位之間的空置地方。按照埋地管線鋪設(shè)相關(guān)規(guī)定和流程精準(zhǔn)挖槽埋設(shè)，完工后需要設(shè)置警示，避免管線遭到破壞。

在進行既有營業(yè)線鋼蓋梁門式墩施工前，必須依據(jù)先遷改后施工的原則，將施工過程中會受到影響的管線提前改遷或采取有效措施進行保護，避免在施工過程中出現(xiàn)管線破壞，耽誤項目施工問題出現(xiàn)。

3.2.4 架空網(wǎng)線的安全防護

既有營業(yè)線鋼蓋梁門式墩施工作業(yè)前，除了需要采取有效措施手段對埋地管線進行保護外，還需要對既有營業(yè)線上架空網(wǎng)線進行安全防護。由于鋼蓋梁門式墩施工需要一定作業(yè)高度，為此需要保持上空施工作業(yè)有一個安全環(huán)境。

對營業(yè)線附近的接觸電網(wǎng)線、回流線，需在2 m范圍處設(shè)置安全紅線，不允許在紅線內(nèi)施工。在施工機械設(shè)備距接觸網(wǎng)支柱及接觸網(wǎng)帶電部分，需要在5 m內(nèi)設(shè)置接地線。在停放大型機械設(shè)備時，需要遠離高空網(wǎng)線，并安排安全防護人員全程監(jiān)控。

針對施工現(xiàn)場附近高壓電、接觸網(wǎng)等，施工單位應(yīng)安排經(jīng)驗豐富且具有資格證書的專職電工、專職接觸網(wǎng)人員進行安全保護，保證施工機械設(shè)備、施工材料遠離高壓帶電體。

施工測量人員在營業(yè)線附近測量時，按測量要求使用絕緣測具，不允許使用鋁合金塔尺，避免因碰觸高壓電力線導(dǎo)致漏電現(xiàn)象出現(xiàn)。漏電現(xiàn)象不僅會威脅施工人員的生命健康安全，還會耽誤施工進度。

在營業(yè)線臨時柵欄處設(shè)置安全警示，不允許施工人員沿臨時柵欄行走。密切關(guān)注既有接觸網(wǎng)安全距離是否符合規(guī)定，不允許侵入既有線的界限[3]。

3.3 鋼蓋梁吊裝技術(shù)控制要點

3.3.1 吊裝前準(zhǔn)備工作

做好既有營業(yè)線鋼蓋梁門式墩吊裝現(xiàn)場施工前準(zhǔn)備工作，為后續(xù)吊裝施工順利開展奠定良好基礎(chǔ)，不僅能夠節(jié)約吊裝時間，也能夠進一步保證鋼蓋梁門式墩吊裝施工質(zhì)量。應(yīng)提前采用倒鏈將墩頂外露鋼筋根據(jù)鋼蓋梁隔板位置向兩側(cè)收攏，防止鋼蓋梁落梁時，墩頂外露鋼筋與鋼蓋梁隔板上的剪力釘沖突，浪費落梁時間。

由于墩身高度較高，且鄰近既有鐵路，不方便搭設(shè)支架作業(yè)平臺，因此，要在墩頂預(yù)留作業(yè)平臺預(yù)埋件，提前安裝好上下爬梯及作業(yè)平臺。鋼蓋梁四角設(shè)置攬風(fēng)繩，吊裝側(cè)攬風(fēng)人員配合鋼蓋梁轉(zhuǎn)向，另一側(cè)提前編織好固定在鋼蓋梁上，輔助鋼蓋梁落梁。提前在鋼蓋梁內(nèi)部設(shè)置吊耳，墩頂準(zhǔn)備倒鏈、鋼管等小型工具，便于落梁時采用倒鏈微調(diào)鋼蓋梁位置。

為保證鋼蓋梁準(zhǔn)確就位，提前在墩頂外包鋼板上設(shè)置由φ20圓鋼制作的鋼蓋梁就位導(dǎo)向裝置。提前在鋼蓋梁及外包鋼板側(cè)方設(shè)置全站儀反射片（棱鏡紙），隨時觀測落梁過程外包鋼板及鋼蓋梁變形情況。

為確保穩(wěn)定落梁，特在墩頂設(shè)置保險設(shè)施。采用工20b型鋼在墩頂混凝土面上做臨時支承，放于墩頂鋼蓋梁隔板位置，鋼蓋梁就位后先焊接隔板處臨時支撐對其進行鎖定。

3.3.2 營業(yè)線吊裝施工

設(shè)備吊裝時在吊裝作業(yè)區(qū)設(shè)醒目警示牌，拉設(shè)警戒線，在通往警戒區(qū)域的道路上安排專人負責(zé)監(jiān)護，無關(guān)人員嚴(yán)禁入內(nèi)。線路封鎖停電時，應(yīng)按照要求，在兩端設(shè)置防護人員的布置防護設(shè)施。各項準(zhǔn)備工作完成后，主起重機車在吊裝總指揮的信號下，開始緩慢提升，使吊索受力。檢查吊索具連接是否合適，一切正常后，主起重車?yán)^續(xù)緩慢提升。在橫梁不脫離支架的情況下檢查各吊索受力是否均勻、是否垂直受力。

鋼蓋梁到達現(xiàn)場后，吊裝前對650 t履帶起重機進行檢查、靜動載試吊。由現(xiàn)場起重指揮人員指揮履帶起重機緩慢起吊離地10 cm，靜置5 min，觀察各吊點及設(shè)備有無異常情況，并做好記錄。

試吊過程中，若出現(xiàn)異?，F(xiàn)象，應(yīng)立即停止試吊，待查明原因，并進行修復(fù)后，方可繼續(xù)試吊。正式吊裝前按要求進行試吊，試吊檢測起重機各項性能，記錄吊裝所需相關(guān)數(shù)據(jù)，如鋼蓋梁起吊速度、履帶吊旋轉(zhuǎn)速度、吊裝實際負荷率、試吊時地基累計最大沉降、攬風(fēng)人員站位及行走路線等數(shù)據(jù)，根據(jù)試吊確定正式吊裝各環(huán)節(jié)所用時間。

試吊完成后方可進行鋼蓋梁吊裝施工。吊裝施工嚴(yán)格按照吊裝流程進行，做好吊裝施工的安全防護措施，保證吊裝施工順利開展。具體吊裝流程如下：①起吊前檢查起重基礎(chǔ)、吊具、起重機等，均符合要求，待調(diào)度命令下達后，將鋼蓋梁提至指定高度。②鋼蓋梁順時針旋轉(zhuǎn)至墩頂上方。③鋼蓋梁緩慢下落至墩頂設(shè)計位置，精準(zhǔn)落梁，進行復(fù)測，摘除吊具，將起重機大臂轉(zhuǎn)出鐵路安全限界[4]。

3.3.3 吊裝施工注意事項

為確保鋼蓋梁吊裝施工安全，盡量節(jié)省施工時間，在鋼蓋梁吊裝時應(yīng)注意以下5點內(nèi)容：①防護人員提前熟悉進出場路線，確保最近距離防護（事先與所屬鐵路局溝通是否需要進網(wǎng)防護），提前演練防護作業(yè)內(nèi)容，按防護圖安排相應(yīng)人員現(xiàn)場踩點找好位置，提前到位。營業(yè)線Ⅱ級施工一系列封鎖防護需要所有人員提前演練，盡量縮短防護所需時間，保證吊裝及落梁時間充裕。②鋼蓋梁試吊時，將鋼蓋梁放置在吊裝最佳位置，避免吊裝時帶載行走或二次倒運。天窗點前將履帶起重機就位，并提前將鋼蓋梁提起距地面20 cm，擺好提升方向。③吊裝前派專人詳細檢查鋼絲繩、卡扣、起重機及基礎(chǔ)等狀況，施工前與鐵路局溝通好，確定吊裝時間，確保管理人員、指揮人員及施工人員有良好的精神狀態(tài)。④現(xiàn)場采用水準(zhǔn)儀對履帶起重機基礎(chǔ)進行觀測，保證吊裝過程安全可控。外包鋼板及鋼蓋梁墊石位置上提前設(shè)置好反光貼（棱鏡紙），落梁時進行觀測，保證落梁過程安全。⑤夜間施工提前準(zhǔn)備夜間照明大燈（確保現(xiàn)場明亮無死角），防護人員穿戴夜間反光馬甲、夜間操作頭燈、夜間指揮射燈等施工設(shè)備[5]。

4 結(jié)束語

在進行跨既有營業(yè)線鋼蓋梁門式墩施工時，不僅需要做好既有線施工現(xiàn)場安全防護，構(gòu)件焊接、吊裝過程也需要做好規(guī)劃和安排，只有這樣才能保證鋼蓋梁門式墩施工順利進行。施工單位要不斷創(chuàng)新優(yōu)化跨既有營業(yè)線鋼蓋梁門式墩施工技術(shù)，在保證質(zhì)量的基礎(chǔ)上，不斷降低施工成本，盡量縮短施工時間，減少對既有線不利影響，促使跨既有營業(yè)線鋼蓋梁門式墩施工更加高效高質(zhì)的開展。

參考文獻

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