專用鐵路T梁吊裝設計與施工研究

呂 奇 偉

(中國中鐵二院工程集團有限責任公司土木建筑設計研究三院，四川 成都 610081)

1 工程簡介

本工程以內蒙古鄂爾多斯市某煤礦專用線為例，該專用線長10.720 km，共有單線橋梁一座——通亥溝大橋，長440.67 m。該橋上部結構采用13-32 m預應力混凝土簡支T梁。受專用線接入條件的限制，橋梁位于R=500 m的曲線上。

單線橋梁由2片T梁組成，T梁間采用現澆濕接縫與橫隔板連接，橋面寬為4.9 m，梁全長32.6 m，跨徑為32 m，軌底到梁底之間，高度是3.15 m,并且梁高2.5 m。

2 吊裝設施設計與驗算分析

通亥溝大橋跨越沖積河谷，谷底平坦，植被稀疏，表層覆蓋土為密實、飽和狀態的細圓礫土。根據現場實際情況，確定采用在兩相鄰橋墩之間布置兩臺汽車起重機的方式進行起吊。綜合考慮32 m T梁重量及起吊的安全性、橋址區的公路交通狀況等因素，現場各引進兩臺汽車起重機，分別是300 t級和350 t級，前者位于小里程處，后者位于大里程處。

32 m T型邊梁吊裝時，在每端，分別需要利用兩根鋼絲繩，其規格為15 m長，φ50，利用兜掛法。在吊點處，在和T梁端頭處的2.0 m和2.5 m的位置，分別利用4根鋼絲繩，從而可以受重。

2.1 鋼絲繩驗算

鋼絲繩其許用拉力計算公式為：[S]=P/K。其中，[S]為鋼絲繩的許用拉力，kN；P為其破斷拉力，kN；K為安全系數，見表1。

表1 鋼絲繩安全系數表

對于吊裝鋼索，選擇使用的鋼絲繩規格為φ50 mm，長度是6×37。參考表1可知，取K值是6，根據表格可知，其破斷拉力P=1 405 kN。

即在本次中，使用的鋼絲繩，其允許拉力[S]=P/K=1 405/6=234 kN，32 m T梁自重為134.3 t，因此，對每根鋼絲繩來說，它們的拉力實際上是134.3/(2×4)×9.8=164.5 kN<234 kN，可以滿足吊裝需求。

2.2 吊車有效吊裝高度分析

設置T梁的時候，需要利用雙機抬吊方式進行吊裝，在整個吊裝過程中，起重機的旋轉半徑控制在8 m～10 m，大臂伸出長度控制在15 m～19 m。根據上述參數，結合目前國內市場占有率較高的幾大重型機械制造品牌的汽車起重機的性能分析，300 t級起重機的起吊能力可達到75 t～85 t,而350 t起重機的起重能力在80 t～95 t之間；起重機大臂仰角可以達到55°～60°。

由此計算，汽車起重機吊裝梁部的最大高度可達到20 m～30 m。由于該橋梁最大墩高僅為13.5 m，故汽車起重機的有效吊裝高度完全能夠滿足現場施工需求。

2.3 地基承載力驗算

施工期間場地所承受的主要荷載為：單片32 m T梁自重134.3 t；某品牌300 t汽車起重機工作全重及配重是152 t，350 t汽車起重機及配重共計202 t。在工作狀態下，對于每臺起重機，需要有四塊支墊板，并且要在合理的尺寸中，在本次實驗中，將350 t汽車起重機作為例子。

總荷載N=1.2×202×9.8+1.4×134.3/2×9.8=3 296.8 kN。在起重機中，其支腿支撐總面積S=2.5×3×4=30 m2。

基底承載力P=3 296.8/30=109.89 kPa。通過在地基碾壓夯實以后，其承載力必須要在108.89 kPa以上，取整為120 kPa。

通亥溝大橋橋址區為黃土沖溝地貌，根據現場定測期間的鉆探資料揭示，河谷中表層覆蓋土為細圓礫土，下伏基巖為礫巖，覆蓋土層厚為0 m～3 m。通過鉆探取樣實驗分析并結合現場輕型靜力觸探試驗結果發現，表層覆蓋土地基承載力大于300 kPa，下伏礫巖強風化層的地基承載力大于350 kPa，完全滿足T梁架設的要求。

3 T梁吊裝施工方案研究

3.1 吊裝施工的流程

在T梁吊裝中，其基本的流程是以下方式：平整場地，之后要夯實起重機置放處地基，進行臨時的支墩施工，對起重機進行就位，然后試吊，進行T梁吊裝。

3.2 臨時支墩施工過程

在通亥溝大橋墩身和橋臺大小里程旁，分別設置臨時支墩，在臨時支墩的旁邊，進行墊石支撐。在全橋中，采用的臨時支墩都是同樣的混凝土規格。在橋墩處，其設立的臨時支墩規格是120 cm×50 cm×40 cm,在橋臺上，設置的臨時支墩規格是120 cm×40 cm×40 cm，支墩高度可根據梁體所選用的支座高度進行調整。

臨時支墩施工前應在橋墩頂帽上預埋鋼筋，支墩中用Φ12鋼筋網，在縱橫間，其距離是10 cm。對臨時支墩進行混凝土澆筑前，需要在墩頂的上層，鋪設隔離層，在梁部施工完成后拆除。

3.3 起重機吊裝試驗

梁體正式吊裝前必須對起重機進行試驗。試驗時采用起重機將梁體提升到離地20 cm高度處，停留時間不小于10 min的方法。重點檢查起重機在空載、滿載及超載狀態下儀表以及各項動作的完成情況是否正常、兩臺起重機工作動作是否一致；測試起重機在滿載及超載狀態中吊具性能是否安全可靠。

3.4 T梁吊裝方法

1)吊裝順序：先起吊左側邊梁并根據曲線上梁片布置位置精確調整定位；安裝支座并對梁片進行臨時固定；再起吊右側邊梁，最后進行梁體濕接縫及橫隔板施工。

2)吊裝方法：通亥溝大橋橋址區交通便利，可修建臨時施工便道供大型運輸車輛通行。通過特種運輸車輛直接將T梁置于橋址區存放。2臺起重機轉盤中心距控制在40 m左右；2臺起重機將梁體同時起吊并向通亥溝大橋橋墩處緩慢回轉，350 t起重機順時針回轉，300 t起重機逆時針回轉。將T梁轉到指定位置上方，完成支座安裝后緩慢落鉤就位。

本次吊裝需在T梁擋砟墻根部附近位置開設100 mm×300 mm的吊裝孔，在吊裝孔和梁端中間，其距離設置為2 m。在兩端吊點處，要同時將纜風繩系上，這樣能夠使得起重機進行有效的配合，并且能夠控制方向，確保位置更加精確。

3)吊裝后續工作：吊裝完畢后，應及時清除吊裝孔內灰渣，根據實際情況調整孔內鋼筋，采用與梁體同標號的混凝土對吊裝孔進行封堵。待兩片T梁完全就位后，即可進行橫隔板及濕接縫的施工。

4 結語

本文就是基于內蒙古某煤礦專用線通亥溝大橋T梁吊裝工程作為研究實例，為企業專用鐵路的橋梁施工提出了另外一種思路，既節約了工期，提高了建設效率，同時又能夠最大限度的避免傳統橋梁的架設方式對既有線運輸所產生的干擾，具有非常好的經濟價值。