折臂起重機在電氣化鐵路區段的應用分析

覃 毅

（中國鐵路南寧局集團有限公司 廣西寧鐵工程有限責任公司，工程師，廣西 南寧 530000）

引言

起重機是下穿鐵路“平改立”項目的重要施工機械，由于電氣化鐵路區段的條件約束，嚴禁地面吊裝施工便梁上跨接觸網線，需使用軌道車起重機完成吊裝，但軌道車起重機使用過程存在較多問題，并不是最佳選擇，因此研究簡便的折臂起重機在鄰近既有線施工中的應用很有必要。

折臂起重機目前在科考、船舶和貨運領域應用廣泛，閻慧杰等通過研究折臂式隨車起重機的技術要求、立柱結構的組成與工作原理，總結設計經驗，提高設計效率和可靠性［1］；王志等以船用折臂起重機的折疊臂架和變幅油缸為研究對象，通過多體力學分析，確定起升重量與吊點位置的參數化關系［2］；吳道興等研究船用折臂起重機在波浪載荷作用下的動力學響應，得到各種工況下伸縮臂末端鋼絲繩拉力、兩變幅液壓缸驅動力變化狀況［3］，但在鐵路工程鄰近既有線施工領域成果較少，探索折臂起重機在電氣化鐵路區段吊裝施工的應用具有實際意義。

1 工程概況

柳州市航二路延長線工程現澆2*12.5m連續鋼筋混凝土框架結構680m，下穿柳南四場33股道及17組道岔，工程概況見圖1，其中I區和II區為電氣化鐵路，其余線路為普通線路。采用明挖現澆的施工工藝，為減少施工對鐵路編組場運輸的影響，施工期間需吊裝、拆除D16、D20、D24等不同型號施工便梁縱梁48片，完成下穿鐵路編組場市政道路施工，要克服鄰近既有線施工風險大，線路加固方案復雜，施工便梁吊裝任務繁瑣等困難。

圖1 工程概況圖

2 軌道車吊裝問題分析

電氣化鐵路區段接觸網立柱高約6m，接觸網線與施工機械之間的安全距離為2m，且嚴禁跨接觸網線吊裝作業，通常使用軌道起重機2臺和平板車2臺協同作業吊裝施工便梁，配合完成線路加固施工任務，詳見表1。

表1 軌道平板起重機施工流程

2.1 使用機械施工準備繁瑣

使用軌道起重機和平板車吊裝施工便梁，施工準備繁瑣。一是辦理手續多，與相關設備管理管理單位辦理施工安全協議、簽訂機械合同，提報軌道車運行計劃；二是協調單位多，軌道起重機數量有限，主要承擔局內更改大修任務，需要提前與設備管理單位預約空閑時間；三是存梁場要求高，為方便軌道車運輸須鄰近鐵路，同時具備吊裝施工便梁至軌道平板車上的施工條件，且存梁、吊裝方案要經附近車站和貨場審批同意，方可實施；四是匹配工程總進度難，須將軌道起重機到達施工現場的具體時間作為關鍵線路，重新調整工程進度計劃、勞力安排和資源配置。

2.2 封鎖點內吊裝時間受限

軌道車吊裝施工便梁的五個步驟中，運梁、吊裝、返回都要占用封鎖點時間。其中運梁和返回的時間，與存梁地點到施工地點的距離相關，一般用時在40min以上，約占三級封鎖施工計劃時間的22%。另外，制定吊裝實施方案，都要預留機動時間和軌道起重車回收支架時間，將進一步壓縮天窗點內吊裝時間，降低點封鎖點內吊裝效率。

2.3 安裝、拆卸施工便梁需要二次搬運

軌道車與施工便梁到達存梁地點的時間無法統一，每次封鎖點前都要專門租賃吊車將施工便梁吊裝到平板車上，封鎖點開始后運載施工便梁至施工地點。在拆卸施工便梁工序中，由于軌道車起重機擺臂轉動半徑較小，卸載施工便梁距離不超過3m，將施工便梁運離現場需另外租賃普通起重機裝車。

3 折臂起重機吊裝優勢分析

折臂起重機（如圖2）因其吊臂彎折水平吊裝而得名，吊臂只能在水平面延展，確保工程中電氣化鐵路區段吊裝、安拆便梁的機械與接觸網設備的安全距離。施工流程如表2。

表2 折臂起重機施工流程

圖2 折臂起重機

3.1 工程進度控制能力強

折臂起重車在電氣化鐵路區段吊裝進度控制能力強。一是施工準備簡約。折臂起重車只需要與相關機械租賃公司簽訂機械租賃合同，匹配月封鎖施工計劃完成吊裝，不需要另外辦理施工安全協議和施工計劃；二是機械使用可控性強，機械租賃使用方便，不需要在集團公司內調配，不受制于其他維修計劃；三是點內吊裝效率高，折臂起重機通過公路運動到方便吊裝的位置，機械準備和回收不占用封鎖點時間，不同專業間協同少，提高封鎖點吊裝時間利用率60%；四是折臂起重機吊臂更長，旋轉半徑更大，具備同一封鎖點拆卸不同股道施工便梁的能力，提高拆卸施工便梁效率1倍，能節約封鎖點18個，減少52.94%，如表3所示。

表3 航二路封鎖點內吊裝縱梁進度分析表

3.2 施工成本支出降低

在鄰近既有線相同施工條件下，相對于軌道車起重機，吊裝施工便梁使用折臂起重機成本分析優勢明顯，人工費、機械費、運輸損失費累計節約成本支出90.88萬元。

3.2.1 人工費根據表3安拆封鎖點數量對比，折臂起重機吊裝施工共節約封鎖點18個，即18個工日，按每個封鎖點用工32人，單價300元∕人·天計算，累計節約人工費成本支出32*18*300=17.28萬元。

3.2.2 機械費每個軌道起重機機械臺班，使用2臺軌道車和2臺路用平板車，機械費單價分別是9850元∕臺班和600元∕臺班，即軌道起重機機械費為20900元∕封鎖點；而折臂起重機機械費為12000元∕封鎖點，節約機械費成本支出51.86萬元，詳見表4。

表4 航二路封鎖點內吊裝縱梁機械費成本分析表

3.2.3 運輸損失費根據《南寧鐵路局關于地方涉鐵工程鐵路運輸損失補償的指導意見》（寧鐵師函〔2017〕120號）關于鐵路運輸損失補償相關的規定，本工程西聯線為正線，在湘桂線二塘至柳州南區間，施工時限速45km∕h，慢行運輸損失費為12083元∕天，調整系數為3.0，故慢行損失費為12083*3=36249元∕天。相比軌道起重機，折臂起重機吊裝作業減少使用封鎖點6個，節約鐵路慢行損失費約為36249*6=21.75萬元。

4 結論

通過對柳州市航二路延長線工程吊裝應用分析，使用折臂起重機相比以往使用的軌道起重機，更有優勢。在電氣化鐵路區段施行吊裝作業中，使用折臂起重機吊裝作業操作簡單，租賃調配機械方便，規避施工便梁二次搬運，施工服從性好，能有效強化進度控制，縮減封鎖點數量，降低成本支出。