跨鐵路營業線大型進站天橋整體吊裝施工技術

齊阿龍

【摘要】隨著我國經濟社會的快速發展，越來越多既有公共建筑不能滿足新時期的需求，需要拆除或改造。本文以實際工程為例對跨鐵路營業線大型進站天橋整體吊裝施工技術進行了詳細的闡述。

【關鍵詞】進站天橋;整體吊裝;臨時固定

【DOI】10.12334/j.issn.1002-8536.2021.28.093

國內大量既有客站使用年限不長，主體結構完好，但是其客運設施、空間規劃布局、旅客進出站流線等方面已不能滿足新時期的需求。部分重要城市亦受限于用地緊張且環境復雜、可用地塊交通不便和既有沿線鐵路運營的需要、拆除和新建造價高等諸多困難。結合鐵路運輸需求與既有大型公共建筑現狀，轉變對既有鐵路樞紐客站的拆舊立新觀念為對原建筑的改造、升級和擴建觀念，改變其使用功能來滿足鐵道建筑高質量發展的需求，這將逐步形成一種新的利用途徑和趨勢。

1、工程概況

茂名站，位于中國廣東省茂名市，是中國鐵路廣州局集團有限公司管轄的二等站，為粵西重要的鐵路樞紐。為留住城市記憶，記錄城市發展，茂名站站房改造工程將拆除既有站房并重建，對既有火車站進行改擴建，新建鐵路車站南北廣場及配套基礎設施，站房總規模20000平方米，并新建進站天橋連接南北站房。

2、跨鐵路營業線大型進站天橋整體吊裝施工技術的重難點

跨鐵路營業線大型進站天橋整體吊裝施工難重點受既有車站建筑影響、受鐵路封鎖多、安全風險高等因素影響，具體包括以下幾點：

（1）施工受天窗限制與多部門協調困難。目前火車站普速場已投入運行，而天橋需橫跨火車站軌道，鋼結構天橋在施工時，在施工段的火車軌道禁止火車通行，但也要保證火車站在施工期間保持正常運行，協調組織困難;（2）既有鐵路站臺建筑物及設施施工保護。火車軌道的上方有火車通電的接觸網，鐵路局明確規定接觸網不能接觸任何火星，否則整段接觸網將完全報廢。此外站臺吊裝施工范圍內設有既有的雨棚及設備管線不能收到施工影響;（3）原有雨篷上部為封閉結構，雨篷頂距站臺面最高點距離為14.5m，且火車軌道的上方布滿接觸網，施工空間有限。（4）本工程的完工時間關系到鐵路的聯調聯試，工期僅為2個月時間，且僅允許在特定天窗時間內（115分鐘）完成天橋從起吊、就位、連接等復雜工序，施工時間受到嚴格限制。

3、整體吊裝方案的優勢

傳統鋼結構拼裝施工中，通常根據其結構型式和施工條件的不同，可選用高空拼裝法，整體吊裝法或高空滑移法進行安裝。跨鐵路營業線大型進站天橋吊裝僅允許在特定天窗時間內（115分鐘）施工，要求吊裝的高效性;跨鐵路營業線大型進站天橋作為人流量巨大的公共基礎設施項目，需要嚴格控制拼裝的精度、保證施工質量;此外其特殊的施工環境對施工安全的要求非常高。為了滿足以上要求，本工程采取地面作業代替大量高空作業的整體吊裝方案，以規避高空拼焊涂裝的風險，保證拼裝精度與焊接、漆膜的施工質量。經過計算，該方案需要采用大噸位起重設備，還應綜合吊車工作吊臂長度對接觸網影響以及對行走路線地基要求綜合考慮，統籌規劃。

4、跨鐵路營業線大型進站天橋整體吊裝施工技術具體應用

4.1吊裝準備

（1）天橋吊裝過程中，需跨三股道接觸網，吊裝過程中需對接觸網做好預絞絲保護，兩跨天橋連接點位置焊接時做好接火斗防護，接火斗內鋪防火棉，防止焊渣飛濺掉落至接觸網上，破壞接觸網。

（2）天橋吊裝過程中，需跨基本站臺及站臺雨棚，基本站臺雨棚柱北側范圍內有東西走向給水管道;雨棚柱南側范圍內有敷設了通信、信號光纜的管溝;基本站臺雨棚屋面板下設照明燈具及敷設有通信光纜、信息光纜及低壓電力電纜的兩路線槽。天橋吊裝前拉警示帶做臨時隔離，做好相關防護，通知相應設備管理單位并制定應急預案，天橋吊裝時請設備管理單位對既有站臺、雨棚上的電纜、通信光纜盯控，配合登銷記。

（3）履帶吊行走區域，經過既有站房首層地面以及原廣場石材地面，經過現場觸探試驗，原土地基承載力最小為169kPa，根據所需承載力反算結果換填、加固、硬化該區域，并且進行試壓，確保地基承載力滿足使用要求;履帶吊行走路線范圍內存在鋼混結構消防水池與鋼混結構化糞池，無法滿足履帶吊工作要求，吊裝前需對其采用砂質黏土換填處理。

履帶吊工作區域采取換填、分層碾壓密實、澆筑砼面層（可根據承載力情況在底層鋪設鋼筋網）等方式加固。另外，履帶下可滿鋪矩形走道箱板降低對工作區域的壓力。通過理論驗算和預壓觀測，均表明該基礎地基強度及沉降量符合要求才能進行鋼箱梁整體吊裝施工。

（4）因茂名站4道不封鎖，2、3站臺有乘客上下乘行列車，需對2、3站臺做好防護措施，設置警戒帶，當列車通過4道或停靠時，需停止作業，作業期間還應安排防護員及安全管理員做好盯控及旅客疏導。

4.2模擬試吊

根據天橋重量、吊機額定起重量及現場拆卸和裝車條件的限制等要求選擇起重設備，由于天橋跨度大，重量大，根據工程特點吊裝前需對天橋吊點、吊耳、吊具等進行計算模擬以滿足吊裝過程的構件不至于損壞的條件。如圖1所示，本工程吊運狀態下的天橋應力較小，滿足吊裝過程的構件的安全需求。

將天橋運至吊機工作半徑內的定位點，對鋼天橋進行同工況初次試吊。測量人員在試吊現場放出吊車臂最大吊裝半徑和回轉角度處的位置，并用紅油漆做出標記。

試吊前對吊車各部件進行詳細檢查，包括各傳動部分，如發動機、變速箱、軸承等部位，有無發熱、噪聲、振動與漏油等現象，發現問題及時處理。檢查各轉動部位的潤滑情況，注意油溫及油量，檢查各表靈敏度及可靠性、準確性。鋼絲繩狀況、安全防護狀況等均做認真檢查，確信滿足使用要求后方可進行下一步工作。

試吊時，天橋應進行調平，并提升離地面30cm，在空中保持平穩10min。初次試吊主要是為了找準天橋吊點、檢查受力點是否牢固、復核天橋重量、復核對接點偏差及撓度誤差是否與設計相復核;若偏差超過設計要求，需及時糾偏。當天橋倒運至指定吊裝位置時，需進行第二次試吊，該次試吊時，吊裝半徑采用計算吊裝半徑進行試吊，該次試吊主要是為了檢驗地基承載力是否滿足吊裝要求及吊裝半徑內是否碰撞既有天橋側面幕墻玻璃。

4.3天橋安裝方位的調整

當構件垂直起吊至預設垂直高程時，在橋梁兩端固定纜風繩對橋梁進行順時針轉向，過程中輔以2組人員通過引導框架就位方向。待起吊高度超過立柱高度后，旋轉天橋，旋轉過程需保持鋼構平衡和嚴防磕碰，使得天橋與車身平行（與股道垂直），并保持與股道上方電力網4米以上垂直安全距離，待構件平穩后在徐徐下落。

吊車趴臂，把天橋橫移吊運至安裝位置正上空，然后緩慢下鉤，并在指揮技術人員的指導下調整到位。橫移吊運過程中，密切留意天橋與既有站臺雨篷和接觸網間距。

4.4精準就位及連接

天橋被勻速橫移至吊裝框架與既有天橋距離0.5米范圍，吊機暫停吊裝，調整吊車位置及參數，利用手拉葫蘆與原天橋焊接的吊鉤相連接，完成后吊機在緩緩下放，接近支座時加強動態監控量測。吊裝到達對接口時利用連接擋板先行固定一側，再利用葫蘆手拉、千斤頂等完成另一側的對接，完成精準就位，校正調整滿足安裝精度范圍后立即固定，待技術人員觀察支座固定與橋身沉降變形情況，確認穩定后方可摘鉤。

設備在吊裝作業過程中，遇風或其他因素使得物件產生旋轉，吊裝過程必須用纜風繩遛尾，避免吊裝物件回轉時與結構或吊臂發生碰撞。

對連接部位進行加焊及定位螺栓安裝以臨時固定，主體框架吊裝完成后復核精度，對連接部位進行加焊和安裝定位螺栓，吊裝作業與臨時固定需在一個天窗點內完成，而后續連接部位的終焊則利用后續天窗點。

4.5 有限時間整體吊裝施工的臨時固定連接節點

本工程為跨營業線鋼結構施工，在整體吊裝過程僅允許在特定天窗時間內（115分鐘）就完成了天橋從起吊、就位、連接等工序，在滿足其他必要吊裝施工工序，連接施工的預設連接部位加強固定時間僅為15min，其中臨時加強固定連接節點達八處，采用傳統螺栓與焊接一次連接到位，基本不可能完成。因此，本吊裝工程連接工序采用牛腿與掛梁的上下榫齒搭拼以減少施焊的臨時固定方案，把最終緊固連接工序單獨作為獨立任務放在后續天窗時間。

天橋箱型掛梁與既有天橋預留箱梁牛腿連接節點，如圖2所示，箱型掛梁與箱梁牛腿內內各自焊接2個內環板（三面坡口焊），上下兩塊翼緣板設為縱向長短不一，使對接截面形成上下齒口，實現牛腿與掛梁的上下榫齒搭拼，預留牛腿連接節點整體外形與所要連接的鋼結構連接部位一致。

另外在預留牛腿腹板特定位置處焊接變截面定位鋼板，形成喇叭口式嵌入連接節點，以實現吊裝施工的快速定位對接。在箱型掛梁對接口上設置擱置板（節點施焊完成后將切割）來承受鋼梁翼緣所傳來的強大的剪力，擱置板側面設加勁板防止其平面外屈曲，采用坡口焊接來傳遞拉力，增強連接節點的抗彎剪能力。

4.6吊裝施工注意事項與防范措施

本工程不同于其他常規吊裝工程，工程最大的特點是要在既有火車站雨篷的內部跨鐵路營業線施工，并且在天橋施工過程中不能影響火車站的正常運行，現場施工環境異常復雜。做好以下吊裝施工措施：

（1）指揮協調;吊裝當晚總指揮位于既有天橋屋面頂部，副指揮位于站臺雨棚屋面牛腿處，吊裝過程中，總指揮與副指揮同時觀察對接部位情況，共同確認無誤后方可連接固定板。過程中指揮人員與司機、作業人員通過對講機溝通。

（2）起重設備控制措施;履帶吊進場拼裝完成后，及時向特種設備檢測中心進行申報檢測，合格后方可使用，注意履帶吊拆卸轉場重新安裝后需重新檢測。同時向鐵路部門提供履帶吊施工單位資質證書、司機上崗證書等復印件。

（3）施工環境控制;天橋吊裝前，先根據施工計劃向鐵路部門申請停電封鎖時間，鋼箱梁吊裝整個過程需要控制在封鎖時間內進行。

（4）過程監控;鋼箱梁下落過程中必須加強動態監控量測，確保鋼箱梁就位后各項技術指標均能滿足規范和設計要求。

（5）延點措施;吊裝施工時，根據作業天窗施工作業計劃表，當其中一步計劃超出圖定作業時間，不能按時完成該步驟作業時，應立即停止施工，取消下部作業計劃，進行退場作業安排。同時解決吊裝過程中遇到的困難，為下個天窗做好準備。

（6）超時應急措施;當最后一步作業完成時，若退場不及時，造成延點超時，需立即與各設備管理單位、調度所、運輸部門等聯系，嚴禁瞞報或盲目開通。同時現場立即啟動應急預案，加快清點物料及人員，及時撤離現場。

結語：

既有鐵路樞紐客站的改造提升普遍具有施工難度大、工期緊的特點，均或多或少的涉及鐵路營業線施工，尤其是在既有線路側新建一座站房，然后拆除老站房并重建，通過新建跨線鋼結構天橋的方案進行連接的站房站改工程。在既有線路上加裝天橋的案例為數不多，因此，此次科研課題專注于營業線新建進站天橋吊裝施工，可為今后的站改工程提供參考，具有良好的指導意義。

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