折臂平板軌道車大型構件吊裝技術研究

張大祥，張子豪，李國棟，鄧智，劉郁龍

（1.中鐵建工集團第五建設有限公司，廣東 廣州 511400；2.中國鐵路廣州局集團有限公司長沙工程建設指揮部，湖南 長沙 410000）

1 前言

在鐵路既有線路保持運營的狀態條件下，施工現場不具備使用汽車吊或其他大型機械，且中國國家鐵路集團有限公司工電部2020年7月14日發工電橋房函〔2020〕48 號文相關規定，禁止跨越接觸網吊裝架設D 型便梁等大型構件吊裝作業。本文根據實際工程就折臂平板軌道車大型構件吊裝施工工藝、適用條件、質量控制等方面進行探討，意在對類似工程提供借鑒。

2 工程概況

株洲火車站改擴建工程為既有鐵路火車站站房改造和擴建。既有站房位于城市中心，為線側平式站房，跨越站場改建接長既有地道、跨越站場新建高架候車廳、跨越站場新建大型鋼結構桁架以及新建鐵路火車站站房（如圖1）。

圖1 株洲站效果圖

2.1 大型構件情況

株洲站改地道D 便梁工程包含人行地道接長下穿8至Ⅹ道，出站地道及社會地道下穿1 至Ⅺ道D 便梁共計128 片，其中最大件D24 型縱梁單片重量16.03t，長24.5m、高1.30m、寬0.48m（如圖2）。

圖2 D 便梁縱梁吊裝圖

高架候車廳基礎鋼管混凝土柱直徑1.2m，最長10.1m，重量高達12.5t,每個站臺上均設置8 根，共計32 根（如圖3）。

2.2 施工條件

站場內D 便梁及鋼立柱吊裝為既有線施工，需在天窗點內進行，結合株洲站運輸調整方案將相應股道同時封鎖+接觸網停電配合吊裝施工，逐步分段推進。

3 材料與設備

架設平板機組由一輛內燃機頭、兩輛NX70 型平車與一輛D22A 型平車組成，均從鐵路租用。NX70 型平車車體尺寸15400×2960mm，D22A 型平車車體尺寸25000×3000mm，三輛平車的排序是NX70 型平車一臺在前一臺在后，中間夾著D22A 型平車，端頭有內燃機車牽引，組成列車組。其中兩端的N17 型平車分別是用來安裝30t 折臂吊（及其相關設施）、輔助液壓支腿、內燃液壓泵站、配重塊，D22A 型平車用來安裝12/16/24m梁支座。該折臂吊采用半折臂式，起重力矩高達120t.m。折臂吊由回轉底座、支撐臂、曲臂、伸縮臂及液壓系統、電控系統等組成。折臂吊可在限高4750mm 內起完成起吊貨物的功能。折臂吊無損安裝在NX70 平車的中端，兩套安裝在車組上的折臂吊可共同完成施工D 便梁縱梁、鋼立柱的吊裝。折臂吊也可單臺作業，完成其他物資的起重作業（如圖4）。

圖4 折臂吊平板軌道車實景圖

本工藝最大優勢在于可在列車運行間隔期間天窗點內進行吊裝，可保證運營線路安全的前提下，安全高效組織大噸位大型構件吊裝作業。

4 大型構件吊裝施工

4.1 施工前期準備

（1）手續辦理。由于對于成品鐵路機車設備從研發組立，到允許上道作業需要漫長的審定過程，不能滿足現場實際需求。若將起重設備單獨看作一種貨物，以貨物的形式運至施工現場進行作業，這樣便只需解決裝載加固方案的問題，簡化了審批流程。①施工方案。根據現場施工條件編制整體施工方案及裝載加固方案報分管鐵路集團設備管理單位及業務處室審批。②路用車上路許可。提前一年向國鐵集團申請路用車申請手續，批復完成后，向轄內分管鐵路集團申請路用車使用證明。③路用車啟動。提前聯系貨運中心對路用車裝載加固方案進行確認，裝載加固形式確認后，由貨運站辦理推送，隨后辦理起貨票流程，最后根據正式下達的調度計劃進場作業。

（2）作業前準備。大型構件就近貨場加固在平板軌道車后，利用折臂平板軌道車載貨牽引運行至已封鎖+停電股道（根據現場實際情況，鄰線可不封鎖），對接好安裝位置，并建立防護范圍，在作業軌道前后100m處設置防護標識。

4.2 現場施工流程

（1）施工負責人下達封鎖指令，列車運行現場指定作業地點，貨場運行至施工股道等待封鎖，封鎖時路用列車加開至正式日計劃中明確的施工里程處，機車定點停車，對位，做好制動防溜措施方可進行施工作業。

（2）施工負責人與車站、工務段確認股道封鎖，與供電段確認接觸網停電后，供電段掛好接地線，插入停車信號牌，施工負責人指揮實施。

（3）作業前，作業人員必須檢查各聯接螺栓是否松動，并隨時緊固，機械設備全面安全檢查，將道砟清理，確認地面是硬實地，后平整場地墊方木，如果地面松軟，加大枕木墊，并進行多次試吊按照折臂平板軌道車施工便梁架設機組操作規程進行支腿。檢修人員做二次檢查確認，同時安全監督人員對現場作業環境進行確認，吊裝位置就位，技術參數復核確認。

（4）展開吊裝設備試調，檢查確認現場具備吊裝條件后使用鋼絲繩掛在構件兩端，總指揮指揮吊車司機起吊至離開平板軌道車底座5cm，停留3min，再次檢查吊機情況，確認無誤后，起吊將大型構件吊裝至相應的梁支座上，并前后對稱放置，微調定位。起吊吊臂作業時擺動寬度范圍均為3000mm，提升高度為4719mm（軌道吊限高4750mm,有限高報警器），施工過程統一指揮，折臂吊司機應與指揮人員呼喚應答（含手勢），確保動作準備無誤，不完全明白不能動機。將大型構件落到指定位置后，收腿退出施工現場，人工安裝連接件、絕緣膠墊等。

（5）進行二次吊裝。

（6）吊裝完成，吊車回轉，收支腿；撤出防溜制動措施。

（7）吊裝機械加固及安全措施檢查，回收吊索具及其他物品，完成工機具清點。

（8）作業完畢，封鎖解除前供電段拆除接地線，防護人員拆除兩端停車牌。

（9）機車人員確認，達到符合運行條件，撤除防溜制動措施；機車撤出施工區域后消點。

（10）軌道車到達貨場指定位置，做好防溜制動措施，停機檢查確認無誤，結束當天作業。

4.3 作業情況統計

架設機組進場后，下達行調命令及電調命令，隨后進行接觸網掛接地線，地線掛接完成后架設機組才可正式進行作業，此階平均段耗時約25min；作業完畢后，拆除接觸網地線，隨后機組駛離、人員機具撤場，此階段需預留時間至少15min；中間正式作業時間約80min，由于采用機械吊裝架設，每片梁架設時間波動不大，約6 ～10min，架設四片梁時，機組需重新移位及收放支腿一次，耗時約20min，因此理論上D12、D16、D24 三種型號D 便梁均可在120min 天窗點內架設4 片，但由于D24 型便梁每次進場只能運送2 片，故條件允許可將D24 型便梁提前擺至作業區域，進一部提高作業效率。

5 吊裝質量控制

5.1 落實技術標準

熟悉施工規范、規程，掌握施工技術標準，并在施工前組織全體施工人員進行詳細技術交底，作好記錄和會簽。

5.2 測量放線

首先進行測量定位，測量出吊點偏差，根據偏差重新調整，保證吊裝準確無誤。

5.3 吊具檢查

安拆大型構件鋼絲繩與掛鉤、固定器等應聯結牢固，人員不得站在移動前方和鋼絲繩附近，作業前，必須檢查鋼絲繩、吊環、吊帶等易損件的情況，如有老化損壞，禁止繼續作業，吊具、吊鉤、鋼絲繩等必須符合有關技術規定。

5.4 校正就位

構件吊到就位上方200mm 時，應停機穩定，對準下段面后，緩慢下落，使構件四邊中心線與下段基本對齊，采用螺栓臨時固定，吊裝就位后，用高強螺栓通過連接板固定。

6 效益分析

經市場咨詢，傳統的人工滑移安裝及拆除費用為5000 元/m 固定包干（可跨1 ～2 股道架設，針對株洲站復雜站場條件價格還會更高），不受D 便梁架空時長限制，此外，還需考慮天窗點增加費用。

D 型便梁架設平板機組相關費用包括：內燃機頭及平板機組長期租賃費用10937.54 元/日；2 臺折臂起重機及起重系統購置組配費用156.45 萬元；單次貨運中心起貨票費用為300 元/t；火車司機、引導員、折臂吊操作人員、作業人員等人員費用。起重租賃費用及人員費用受租賃或雇傭時長影響，故而施工作業越密集，D型便梁架空需求量越大，施工周期越短，利用D 型便梁架設機組進行作業產生的經濟效益便會越高。

根據實際統計，D 便梁架設、拆除計劃施工周期為1 年，考慮購置設備殘值，在D 便梁架設方面綜合投入成本節約156.82 萬元，節約天窗點約100 個，極大地縮短了施工周期，減少了施工對鐵路行車的影響，具有很高的經濟和社會效益。

7 應用實例

株洲站改擴建工程跨長株潭城際及滬昆鐵路、京廣鐵路等干線，自始至終均為營業線施工。據統計，站內日均約200 對客貨列車經過，全天24 小時不間斷，具有施工工作面有限、行車安全風險高、運輸與施工矛盾突出的難點。站改實施過程中，實行階段性封鎖計劃，根據株洲站運輸條件要求，Ⅸ、Ⅹ道為滬昆雙層集裝箱通道，無法停運，Ⅺ道為京廣客貨共線計劃停運55 天，1 ～8 道最多可同時停運兩條股道。在此基礎上，為了滿足列車正常運輸要求，1 ～XI 股道下部地道施工作業均采用D 便梁扣軌加固后的明挖現澆施工，同時上部高架候車廳采用鋼立柱+現澆鋼筋混凝土結構的形式。在此繁忙的營業線上，常規的大型起重設備無法進場作業，D 便梁、鋼立柱運輸進場及吊裝成為本工程重難點之一。運用此設備，已成功完成站場內所有鋼管柱吊裝及線路架空作業，保證了工程的順利進行。

8 結語

隨著建筑設計多樣化、特色化發展，相關文件要求折臂平板軌道車將越來越多地應用到實際既有線工程中，折臂平板軌道車大型構件吊裝工藝不僅滿足營業線特定的施工條件，還可以保證運營線路安全，高效組織大噸位大型構件吊裝作業。