高鐵樞紐大跨度硬橫梁更換施工技術研究

潘國虎

（中國鐵建電氣化集團第二工程有限公司，山西太原 030023）

0 引言

太原南樞紐改造區段主要線路有石太鐵路與太中銀鐵路，全部采用鋼管硬橫梁，因太焦鐵路引入太原南站，既有硬橫梁支柱占用新建線路線位，需將既有硬橫梁改建至新建線路外側，由原來橫跨6股道硬橫梁改為橫跨7股道硬橫梁，長度達41m；受石太線與太中銀線均為繁忙干線，行車密度大，能批準的天窗少且時間短，加上既有接觸網的影響，加大了硬橫梁的安裝拆除的難度，如何合理安排、精心組織，減少硬橫梁安裝拆除的時間，保證封鎖點內按計劃完成施工，杜絕安全質量問題的發生，為此結合現場實際情況對樞紐大跨度硬橫梁更換施工進行技術研究。

1 硬橫梁的結構特點

鋼管硬橫梁采用φ127mm×7mm與φ108mm×6mm的鋼管焊接而成。橫梁由5個梁段通過法蘭盤連接而成，離橫梁邊柱最近的邊段為直線段，中間的3個梁段為曲線段，梁段之間、橫梁與支柱之間均采用法蘭盤連接，橫梁為三角形截面鋼管組合梁，具有性較好、結構簡單、受力性能較好等特點。同時也存在著重量重、精度要求更高、安裝難度大的缺點。

2 硬橫梁架設

2.1 硬橫梁架設方案提出及比選

通過勘查現場，汽車起重機無法到達作業現場，因此只能采用軌道吊車進行橫梁安裝拆除，根據太原樞紐施工組織需求，配備了兩組軌道車，一組為接觸網作業車+25T立桿吊+接觸網作業車，一組為接觸網作業車+25T軌道吊。針對現有的條件，對硬橫梁架設提出如下兩種可供選擇的吊裝方案。

方案1：兩臺軌道車組雙機吊裝中間拼接

設計圖紙給出橫梁共5節，使用兩組軌道車雙機吊裝，一臺吊車吊裝2節與一側邊柱進行連接，另一臺吊車吊裝3節橫梁與另一側邊柱連接，待兩邊邊柱連接好后再在空中將兩節橫梁進行對接，如圖1所示。

圖1 兩臺軌道車組雙機吊裝中間拼接設計

方案2：單臺車組單機吊裝

橫梁長度較長無法通過軌道車組進行整組運送，且施工現場既有相鄰橫梁跨距小于橫梁長度，因此只能提前通過軌道車組將橫梁分節運送至施工現場，放置在新建線路上即新建太焦左線上，由于新建太焦左線距離橫梁中心對應股道（太中銀下行）距離較長，只能將軌道車組放在動車走行線上行進行橫梁吊裝架設作業，經現場勘查，軌道車占據股道上方承導線影響橫梁架設，因此需要在封鎖點內將承導線進行撥移，橫梁架設完成后再恢復，如圖2、圖3所示。

圖2 單臺車組單機吊裝設計

通過分析發現：采用雙機吊存在作業配合難度大，安全風險系數高，作業效率低的缺點，而采用單機吊裝可以有效克服上述缺點，但單機吊裝對吊機本身及現場作業環境要求高，所以決定對第二中方案進行比對現場條件軌道車組中心距現場橫梁預拼位置12.5m的距離進行模擬演練，試驗結果為接觸網作業車+25T立桿吊+接觸網作業車車組可以安全高效地完成硬橫梁架設任務。

圖3 接觸網硬橫梁架設施工方案

2.2 橫梁安裝步驟

（1）封鎖點開始接觸網未停電，軌道車就位開始打支腿并將支腿用3T鏈條葫蘆拉至鋼軌上進行加固，對應定位點既有接觸網撥移人員將梯車、工具、材料準備到位，下部輔助人員開始用風炮將橫梁邊柱地腳螺栓螺帽擰松；技術人員開始對需要撥移的接觸網進行數據測量記錄。

（2）接觸網停電地線也接掛完畢，施工負責人通知可以施工作業，既有接觸網撥移人員開始利用梯車進行接觸網撥移，硬橫梁架設人員上硬橫梁邊柱準備，拉風繩人員進行橫梁風繩固定（只系不受接觸網影響的一側）及橫梁吊裝鋼絲繩固定；吊車司機確認支腿已加固到位，確保吊車狀態良好后順線路伸出吊臂。

（3）既有接觸網撥移到位，吊車司機將吊臂向橫梁架設時需要轉動到的位置進行轉動，確定接觸網不影響橫梁架設時吊臂擺動，然后吊臂轉向橫梁預拼位置開始進行起吊。

（4）橫梁起吊至離地面1m位置時停止起吊，進行穩吊1min，確認吊車及橫梁狀態良好后再繼續起吊，將橫梁吊起至高于既有橫梁1m位置時吊車轉動吊臂同時下部輔助人員通過拉風繩將橫梁慢慢轉至橫梁安裝位置上方，吊車開始慢慢將橫梁放至橫梁安裝位置，同時一側邊柱上人員配合地面輔助人員開始用手捕捉橫梁，待橫梁下放位置與支柱法蘭盤位置誤差不大時，吊車和下部輔助人員配合邊柱上人員進行微調對位，同時另一側支柱上人員將風繩系好給下部輔助人員。

（5）待一側支柱上人員位置對好后開始穿螺桿，每個法蘭盤穿2根螺桿但不上緊螺帽，開始進行另一側橫梁與支柱對位，通過吊車、下部拉風繩人員、下部撬支柱人員、支柱上部人員同時配合進行對位，先穿上部法蘭盤，待上部法蘭盤螺桿穿上后兩側支柱人員同時進行上部法蘭盤螺桿緊固，緊固時遵循對角循環緊固原則。

（6）待上部法蘭盤螺桿全部緊固到位后，吊車再一次開始下放，使吊鉤處于不受力狀態停止下放，兩側支柱人員同時對下部法蘭盤螺桿進行緊固，緊固到位后檢查上部法蘭盤螺桿力矩是否存在松動現象。

（7）待所有螺桿緊固完成后技術人員通過斜率尺檢查立柱是否直立或兩側斜率是否相同，如斜率不相同根據技術人員反饋施工負責人命令吊車收繩，微微使吊裝帶受力使橫梁往一側擺動，待技術人員測量兩側支柱斜率相等后停止擺動，下部輔助人員對支柱底盤縫隙墊墊片，然后使用風炮將支柱地腳螺栓螺帽進行緊固；緊固完畢后吊車松繩，上部人員將鋼絲繩解開，吊車收臂，駛離作業地點。

（8）待軌道車組離開作業地點后，既有接觸網撥移人員進行既有接觸網恢復，技術人員對復核后的數據進行測量與施工前數據進行對比，如出現兩次數據較大的地方進行調整處理，保證行車安全。

（9）施工作業完畢，人員、工器具材料撤出施工地點。

3 注意事項

3.1 質量注意事項

（1）橫梁組裝時，嚴格安裝廠家編號組裝，螺栓緊固力矩符合設計要求。

（2）在橫梁安裝前要對橫梁長度進行復測，確定其誤差在允許范圍內。

（3）在橫梁吊裝時在吊點處必須墊上橡膠皮，防止鋼絲繩破損橫梁鍍鋅層。

3.2 安全注意事項

（1）橫梁安裝過程中嚴格遵守施工負責人的統一指揮。

（2）人員嚴禁在吊臂下或吊起的橫梁下逗留或行走。

（3）吊裝作業前嚴格檢查鋼絲繩有無打結、斷股、銹蝕等現象，如有以上情況則堅決不得使用。

（4）鋼絲繩套上吊鉤后用U型環將鋼絲繩卡在一起并將吊鉤的彈簧卡片卡到位，防止吊裝過程中脫鉤。

（5）嚴禁在雷雨天氣及大風、大霧天氣進行硬橫梁架設作業。

4 結語

本文結合施工現場特殊環境，研究高鐵樞紐大跨度硬橫梁更換施工，為今后高鐵樞紐硬橫梁更換施工提供了新的思路與經驗。硬橫梁架設方案在具體實踐運用中，不僅保證了硬橫梁架設的質量，也保證了施工安全與工期要求，得到了公司與業主的一致好評。