500 t汽車(chē)吊跨高速鐵路架梁施工技術(shù)

陳 強(qiáng) 中國(guó)鐵路上海局集團(tuán)有限公司安全監(jiān)察室

1 工程概況

淮北市泉山北路上跨符夾鐵路立交工程，為既有東港樓立交橋改造工程。工程北起東山路消防隊(duì)門(mén)口，南至國(guó)購(gòu)廣場(chǎng)東門(mén)，施工內(nèi)容為新建泉山北路上跨主線(xiàn)橋940 m，新建A、B、X、Y四條立交匝道橋梁1 013 m。其中主線(xiàn)橋、B匝道分別跨越符夾雙線(xiàn)電氣化鐵路（淮蕭聯(lián)絡(luò)線(xiàn)），符夾鐵路線(xiàn)間距5.05 m，主線(xiàn)橋與B匝道跨越鐵路處相距105 m。

B 匝道第三聯(lián)跨越符夾鐵路，設(shè)計(jì)為（19.96+26+19.96）m簡(jiǎn)支小箱梁結(jié)構(gòu)，每孔3 片箱梁。梁高1.6 m，梁底寬1.0 m，中梁頂寬2.4 m。受現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境制約，B 匝道第三聯(lián)位于S 曲線(xiàn)上，S 曲線(xiàn)半徑為100 m 和150 m，主跨（26 m 跨）位于夾緩和曲線(xiàn)上，長(zhǎng)45 m。同時(shí)主跨位于4.85%縱坡上。

2 架梁技術(shù)方案比選

方案一：采用架橋機(jī)架梁。因橋跨位于大縱坡、小半徑曲線(xiàn)上，且又在S 型曲線(xiàn)位置，橋面寬度小，常規(guī)架橋機(jī)架梁作業(yè)時(shí)，前后支腿均位于橋面寬度范圍以外，架橋機(jī)無(wú)法作業(yè)；另外小跨度公路架橋機(jī)，其允許架梁縱坡均不大于3%。由此采用架橋機(jī)架梁方案不可行。

方案二：采用一臺(tái)汽車(chē)吊單機(jī)架梁。本橋主跨最大梁重83.7 t，作業(yè)幅度最大為14 m；最小梁重78.3 t，作業(yè)幅度最大為16 mm。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況結(jié)合汽車(chē)吊性能，使用一臺(tái)500 t全地面液壓起重機(jī)，全支腿、配重160 t，采用塔式副臂工況下，最大額定起重量為111 t，滿(mǎn)足最大梁重的1.3 倍起重量。因此采用汽車(chē)吊架梁作業(yè)安全、可靠，滿(mǎn)足現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)條件。

汽車(chē)吊架梁，主要分為運(yùn)梁、捆梁、吊車(chē)提梁試吊、旋轉(zhuǎn)落梁、解除鋼絲繩結(jié)束吊裝等工序，工藝流程如下：施工準(zhǔn)備→吊機(jī)拼裝→箱梁運(yùn)輸→鋼絲繩捆梁→試吊提梁→封鎖點(diǎn)吊梁→落梁對(duì)位→臨時(shí)加固支撐→解除鋼絲繩→下一片梁施工。

3 施工方法

3.1 吊機(jī)參數(shù)選型

主跨預(yù)制箱梁位于符夾鐵路上方，預(yù)制梁長(zhǎng)分別為25.19 m、26.11 m、27.04 m，梁重分別為78.3 t、80.9 t、83.7 t。箱梁架設(shè)受符夾鐵路影響，500 t 汽車(chē)吊只能在B 匝道西側(cè)、鐵路南側(cè)就位，運(yùn)梁車(chē)自泉山路地面輔道進(jìn)入吊裝地點(diǎn)，如圖1所示。

圖1 主跨箱梁架設(shè)吊機(jī)站位圖（單位：m）

吊梁及捆梁鋼絲繩按照1.5 t 考慮計(jì)算，經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量，主跨3片箱梁架設(shè)作業(yè)半徑要求見(jiàn)表1。

表1 主跨預(yù)制梁起重量

由表1 可知，汽車(chē)吊工況需同時(shí)滿(mǎn)足三種作業(yè)半徑所需的最大起重量要求。查閱德馬格500 t汽車(chē)吊起重性能表，需要在配重160 t、主臂起升高度19.3 m+4 m 過(guò)渡接頭+塔式副臂24 m（全長(zhǎng)47.3 m）、全支腿的工況下，作業(yè)半徑在14 m-16 m 范圍內(nèi)作業(yè)，汽車(chē)吊最大額定起重量為111 t-104 t，超過(guò)構(gòu)件計(jì)算1.3倍的最大重量，起重作業(yè)安全。

3.2 施工準(zhǔn)備

（1）場(chǎng)地準(zhǔn)備

取汽車(chē)吊支腿受力最不利工況檢算，吊機(jī)支腿最大壓力為204 t。支腿處鋼板箱尺寸為3.5 m×4.0 m，其地基壓應(yīng)力為：P=N/A=204t/（2.5×4.0）m2=20.4t/m2=204kPɑ。

經(jīng)查閱本工程地質(zhì)資料，吊機(jī)支腿處為素填土，地基承載力基本容許值為150 kPa，需要對(duì)現(xiàn)狀地基進(jìn)行換填處理。處理方法為：在吊機(jī)支腿位置開(kāi)挖3.5 m×4.0 m，深0.5 m，基坑底部鋪設(shè)0.2 m 厚碎石墊層，頂部澆筑0.3 m 厚C30 砼擴(kuò)大基礎(chǔ)。處理后的地基承載力P’=N/A=204t/（3.5×4.0）m2=14.6t/m2=146 kPɑ，地基可以滿(mǎn)足要求。

吊機(jī)占用的其他部位采取壓路機(jī)碾壓平整、密室后，澆筑0.15 m厚C30砼硬化面。

（2）索具準(zhǔn)備

單機(jī)起吊架梁，需采取捆梁鋼絲繩防滑移措施。本工程采用先捆梁，之后與提梁鋼絲繩連接的方式，同時(shí)在梁體翼緣板鑿凹槽，達(dá)到防止滑移的目的。如圖2所示

圖2 鋼絲繩捆梁示意圖

為避免單機(jī)吊梁在落梁時(shí)因4.85%縱坡造成水平落梁滑移，需采用傾斜落梁的方式就位，利用鋼絲繩長(zhǎng)度來(lái)調(diào)節(jié)梁體起吊后的縱坡與設(shè)計(jì)基本一致，如圖3所示。

圖3 預(yù)制梁傾斜提梁示意圖（單位：m）

經(jīng)計(jì)算，捆梁鋼絲繩采用直徑56 mm 雙鋼絲繩，2 根10.5 m 長(zhǎng)，2 根 11.5 m 長(zhǎng)；吊梁鋼絲繩采用直徑 56 mm 雙鋼絲繩，單根長(zhǎng)40.2 m長(zhǎng)，對(duì)折使用，共2根。捆梁鋼絲繩與提梁鋼絲繩采用35 t卡環(huán)連接，共需4個(gè)，備用4個(gè)。

（3）技術(shù)準(zhǔn)備

對(duì)預(yù)制成型的梁體進(jìn)行尺寸復(fù)核，內(nèi)容包括：梁全長(zhǎng)、梁寬、梁高、預(yù)埋件、橫隔梁等；對(duì)預(yù)制梁進(jìn)行編號(hào)，預(yù)制梁砼強(qiáng)度、壓漿強(qiáng)度等各項(xiàng)檢驗(yàn)資料經(jīng)監(jiān)理單位驗(yàn)收簽認(rèn)；按照箱梁架設(shè)順序，合理安排梁場(chǎng)存梁區(qū)箱梁存放位置，便于運(yùn)梁；架梁前清理梁體內(nèi)積水以及梁頂雜物，防止積水及雜物跌落在鐵路范圍內(nèi)砸傷鋼軌、接觸網(wǎng)等設(shè)備。

復(fù)核墩柱結(jié)構(gòu)尺寸、支座墊石各部尺寸、高程、跨度，各結(jié)構(gòu)物混凝土強(qiáng)度均達(dá)到設(shè)計(jì)要求，并經(jīng)監(jiān)理單位驗(yàn)收簽認(rèn)；安裝支座、用墨線(xiàn)彈出梁端線(xiàn)和邊線(xiàn)，在墩臺(tái)上標(biāo)出梁號(hào)、梁頭中心線(xiàn)、邊線(xiàn)和端線(xiàn)以及臨時(shí)支座位置，并形成書(shū)面資料上報(bào)監(jiān)理復(fù)核。

根據(jù)批準(zhǔn)的月度封鎖施工計(jì)劃、上報(bào)日計(jì)劃，并對(duì)參與封鎖施工的所有作業(yè)人員進(jìn)行安全教育培訓(xùn)及安全技術(shù)交底；大型機(jī)械及特種作業(yè)人員等進(jìn)場(chǎng)后及時(shí)提供年檢合格證、駕駛員操作證等相關(guān)資料履行進(jìn)場(chǎng)驗(yàn)收手續(xù)。

3.3 封鎖作業(yè)時(shí)間及節(jié)點(diǎn)

根據(jù)上海局集團(tuán)公司批準(zhǔn)的月度施工計(jì)劃，汽車(chē)吊跨鐵路架設(shè)箱梁，對(duì)既有符夾電氣化鐵路封鎖3天（同步接觸網(wǎng)停電），每日雙線(xiàn)封鎖90 min 架設(shè)1 片箱梁，封鎖時(shí)間分解見(jiàn)表2。

表2 架設(shè)一片箱梁封鎖時(shí)間分解表

3.4 施工步驟

（1）第一步：500 t 汽車(chē)吊就位。在封鎖點(diǎn)前一天汽車(chē)吊進(jìn)場(chǎng)，根據(jù)已經(jīng)加固處理的汽車(chē)吊支腿位置就位，完成配重安裝及塔式副臂拼裝，達(dá)到吊梁條件。

（2）第二步：箱梁運(yùn)輸就位。箱梁按照指定路徑運(yùn)輸就位，將捆梁鋼絲繩穿好。預(yù)先將梁體翼板捆梁處鑿出10 cm×10 cm 槽口，防止鋼絲繩滑移；捆梁時(shí)，預(yù)制梁底板棱角處加墊鐵瓦保護(hù)砼外觀，預(yù)制梁頂板棱角采用廢舊輪胎包裹，以保護(hù)砼及鋼絲繩。捆梁鋼絲繩不得誤用，各股鋼絲繩應(yīng)受力均勻，不允許有絞花或兩股互壓的現(xiàn)象。

（3）第三步：當(dāng)日封鎖點(diǎn)前20 min，啟動(dòng)吊機(jī)掛好提梁鋼絲繩，并將提梁鋼絲繩與捆梁鋼絲繩連接穩(wěn)固，之后進(jìn)行試吊，觀察吊機(jī)支腿、鋼絲繩等受力狀態(tài)。梁體在起吊脫離運(yùn)梁車(chē)的過(guò)程要緩慢，并根據(jù)梁體一端抬升高度不斷調(diào)整吊鉤中心位置，確保梁體在脫離運(yùn)梁車(chē)時(shí)不會(huì)發(fā)生較大的水平位移。

（4）第四步：梁體起升。梁體試吊成功，經(jīng)確認(rèn)吊機(jī)支腿、鋼絲繩等均安全可靠后，聽(tīng)從施工總指揮命令，開(kāi)始徐徐起升梁體至橋面以上1 m-2 m 的高度。

（5）第五步：梁體旋轉(zhuǎn)及落梁。待接觸網(wǎng)停電后，根據(jù)施工總指揮命令，汽車(chē)吊提梁開(kāi)始緩慢旋轉(zhuǎn)至待架梁位置上方，地面采用纜風(fēng)繩牽引保持梁體平穩(wěn)不與相鄰結(jié)構(gòu)發(fā)生碰撞，待梁體穩(wěn)定后，開(kāi)始落梁并前后左右適當(dāng)調(diào)整位置，確保梁體落入指定區(qū)域。

（6）第六步：解除鋼絲繩，主臂退回鐵路限界外。待梁體落實(shí)支撐穩(wěn)固后，吊鉤下降至鋼絲繩不受力狀態(tài)，先用繩索將捆梁鋼絲繩一端扎牢，繩索另一端與梁體鋼筋拴牢，解除捆梁鋼絲繩一端卡環(huán)后，人工將繩索逐漸下放吊機(jī)同步上提鋼絲繩，確保鋼絲繩與接觸網(wǎng)設(shè)備保持安全距離，最后吊機(jī)連同捆梁鋼絲繩一道全部吊離鐵路區(qū)域，吊機(jī)主臂旋轉(zhuǎn)退出鐵路限界，結(jié)束當(dāng)日施工。

4 總結(jié)

泉山北路B匝道跨營(yíng)業(yè)線(xiàn)架梁具有曲線(xiàn)半徑小、縱坡大、封鎖時(shí)間短、環(huán)境復(fù)雜等不利因素，通過(guò)制定科學(xué)的施工方案，合理的組織措施，成功應(yīng)用了500 t汽車(chē)吊的優(yōu)勢(shì)，最大限度減小了對(duì)運(yùn)輸?shù)挠绊憽⒔档土税踩[患，最終安全、順利完成跨營(yíng)業(yè)線(xiàn)架梁任務(wù)，為市政基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)中跨高鐵線(xiàn)路架梁施工積累了寶貴經(jīng)驗(yàn)，可以為類(lèi)似工程提供借鑒。