地鐵工程55T/16T 桁吊安裝施工控制技術探析

王雪坤

（中鐵十八局集團第四工程有限公司，天津 300350）

目前，地鐵工程施工多采用TBM 施工法。TBM 始發井規模較大，對結構的穩定性及施工的安全性有嚴格要求。為保證施工質量和安全，很多城市在TBM 始發井建設中采用桁吊安裝施工技術，并取得了良好效果[1]。其應用效果對TBM 始發井的工程質量、進度、成本等各項技術經濟指標皆有很大影響。基于此，開展55T/16T 桁吊安裝施工控制技術的研究顯得尤為必要。

1 工程概述

青島地鐵4 號線土建03 工區，區間隧道采用2 臺TBM 開挖，分別由內海區間TBM 始發井始發，掘進至人民會堂路站解體。內海區間TBM 始發井做為TBM 吊裝井，承擔出渣及備料的任務。為滿足施工條件，內海區間TBM 始發井采用4 臺桁吊進行TBM 施工吊裝出渣及備料作業，東西兩側各一組桁吊，55T 與16T 桁吊同軌運行，跨度19.2m，軌道長38.2m，16T 桁吊自重28.3T 左右，55T 桁吊自重70.4T。井深34.5m（見圖1）。

2 桁吊基本狀況

按照本工程TBM 施工要求，需要每臺TBM 配置2 臺55T/16T 桁吊，二者的跨度都是19.2m，并且55T/16T 桁吊的整體結構形式類似。其中55T 桁吊的配置結構包括：一個主鉤、一套扁擔梁、一套副鉤（見圖2）。

圖1 內海區間TBM 始發井平面布置

55T 桁吊主要部件重量統計如下：1 臺主梁，總量20.5t ；1 臺副梁，總量17t ；1 輛小車，總量28.33t ；1 套電氣設備，總量2t ；一套吊具，總量2.539t；1 臺起重設備，自重70.369t[2]。

相比于55T 桁吊，16T 桁吊結構則比較簡單，有1 個主鉤和1 個副鉤組成（見圖3）。

16T 桁吊各部件重量小于55T 桁吊，其中主梁重量9.5t；副量重量8.33t；行走小車重量8.5t；電氣設備重量2t；起重機自重28.33t。

3 55T/16T 桁吊安裝施工控制技術應用要點

3.1 起重設備選型技術

55T/16T 桁吊安裝施工控制中，55T 桁吊小車和橫梁最為重要。本工程施工中，橫梁長19.3m，重量20.5t，小車重量28.33t。因此，本文重點對橫梁和小車進行起重設備選型及驗算。

圖2 55T 桁吊結構示意（單位：mm）

圖3 16T 桁吊結構示意（單位：mm）

3.1.1 桁吊安裝施工吊機選型及驗算

本工程在桁吊安裝施工中選擇了220t 汽車吊進行小車和橫梁安裝。在主梁吊裝中，梁體自重20.5t，吊索自重1t。220t 汽 車 吊最大負載21.5t，最遠吊裝半徑12m，主臂長31.3m，起吊能力50t，吊裝過程中負載系數為43%，選用220t 汽車吊可滿足實際吊裝要求[3]。220t 汽車吊主鉤提升高度為28m，吊索+吊物的總長9.6m，吊物安裝高度8.6m，剩余9.8m 能滿足220t 汽車吊吊裝高度要求（見圖4）。

3.1.2 桁吊小車吊裝驗算

吊小車時，最大負載29.33t，最遠吊裝半徑12m，主臂長31.3m，起吊能力50t，吊車負載系數為58.66%，220t 汽車吊可滿足要求[4]。吊車機臂長31.3m，按照回旋半徑12m 計算，汽車吊主鉤最大升高高度為28m，吊索+吊物總長9.8m，吊物按高9.6m，剩余12.4m 滿足220t 汽車吊起吊高度要求。本工程小車起吊高度見圖5。

3.2 桁吊鋼結構基礎施工技術

本工程桁吊基礎為鋼結構，主要分為三部分：始發井基坑內部分、始發井基坑外部分、桁吊軌道。其中，始發井基坑內部分主要由結構立柱、結構梁、基坑壁支護衡量等共同組成；始發井基坑外部分由結構柱、結構梁、頂部加固梁三部分組成；桁吊軌道由軌道梁、軌道梁加固支持共同組成。

圖4 本工程橫梁起吊高度示意（單位：m）

圖5 小車起吊高度示意（單位：m）

3.3 鋼結構立柱施工

為保證55T/16T 桁吊安裝施工控制質量，在鋼結構立柱安裝時，要先用地腳螺栓埋設出立柱中心位置，再將柱底中心延伸至板邊位置并做好標記，保證二者對稱安裝。清理干凈基礎混凝土表面雜物，通過不收縮水泥灌漿[5]。本工程柱安裝由地上部分、基坑內部分組成。鋼架通過單件吊裝和組合吊裝相互結合的方法進行安裝。基坑內部分別通過組合成片的方法進行吊裝，地面上部通過單件吊裝；具體安裝順序為：先進行基坑內立柱安裝，后進行地面立柱安裝。布置見圖6。

圖6 鋼結構立柱安裝側視（單位：mm）

3.4 桁吊梁安裝施工控制技術

3.4.1 桁吊梁安裝技術

單根桁吊梁由兩部分依次吊裝，長度分別為19.52m 和18.68m， 采用H3-36B 12t 塔式起重機進行吊裝，部分性能參數見表1。

表1 12t 塔式起重機吊裝參數

根據工程現場施工情況，吊車最大距離為29.52m，由表1 可知H3-36B 12t 塔式起重機可滿足桁吊梁安裝要求。在吊裝過程中，為避免桁吊梁發生機械磨損，或因起吊應力過于集中引發應力變形，要合理將桁吊梁放在托架中心，用雙面焊焊接牢固，并用超聲波進行檢測，達到要求后才能進行下道施工工序，以保證軌道梁連接的穩固性。

3.4.2 軌道安裝技術

按照設計要求，軌道安裝采用焊接安裝，選擇的軌道型號為QU100，頂面標高26.42m，間距600m，固定底座和吊車梁通過焊接連接，焊條型號要和桁車梁相互一致，采用E4315焊條[6]。安裝完成后要對安裝位置進行詳細校核，保證軌道安裝位置符合《橋式和門式起重機制造及軌道安裝公差》中有關軌道安裝的要求。跨度為19.2m 時，允許誤差為±5.3mm。如軌道接頭間隙小于2.0mm，軌道接頭高低差和側向錯位值不能超過1.0mm。

3.4.3 橫梁吊裝技術

橫梁吊裝是55T/16T 桁吊安裝施工控制的核心環節。為保證橫梁吊裝施工質量，采用以下吊裝技術：主梁中端加固完成后，吊耳用鋼絲繩連接掛在220t 汽車吊的掛鉤上，起重機運行時通過對講機指揮1 臺220t 汽車吊緩慢吊起，吊離地面高度100mm時停止起吊，檢測汽車吊各部位受力情況和鋼絲繩質量，確認達到要求后緩慢起吊[7]。主梁車輪組高于軌道約100mm 時指揮汽車吊轉桿，使主梁兩端車輪與軌道垂直，把主梁緩慢降落到軌道上。主梁放置穩固后，卸掉鋼絲繩，把主梁用兩臺5t手拉葫蘆向南移動，給副梁安裝預留吊裝位置。55T 桁吊結構見圖7。

圖7 55T 桁吊結構

副梁吊運技術為：平穩放置在軌道上，用兩個5t 手拉葫蘆合理調整主梁和副梁位置，對齊螺栓孔后用螺栓緊固，并用扭矩扳手逐步調整。

3.4.5 消除吊裝技術

小車地面組裝完成后，在吊裝前應在地面進行運轉試驗。運轉實驗合格后將小車整體吊裝，就位后再起吊卷揚機等起升機構。最后吊裝小車上其他附件[8]。吊裝過程中確保小車車輪踏面與軌道面的最大空隙在4mm 以內。

4 結語

綜上所述，本文結合工程實例分析了55T/16T桁吊安裝施工控制技術在地鐵施工中的應用。結果表明，55T/16T 桁吊安裝施工控制技術是地鐵工程TBM 始發井中難度較大的技術，對工程的施工質量、施工效率、安全性等方面有較大影響。因此，施工中必須結合工程特性，選擇合適的機械設備，嚴格把控施工質量，才能最大限度地提升工程質量。