拼裝式地連墻鋼筋籠運輸臺車設(shè)計及使用

李宏偉 熊高祥

（1.中鐵四局集團(tuán)第五工程有限公司 江西九江 332000 2.江西理工大學(xué) 江西贛州 341000）

1 概述

近幾年，隨著地下軌道交通的迅速發(fā)展和周邊環(huán)境要求的愈來愈高，剛度大、防水性能好、安全性高的地連墻結(jié)構(gòu)常常出現(xiàn)在施工設(shè)計中，尤其是在一些換乘車站、重要廣場和汽車客運站，該類地連墻鋼筋籠長度通常40～60m之間，大大長于普通鋼筋籠。在工序要求緊湊銜接和控制孔槽沉渣的前提下，大部分施工現(xiàn)場都是直接采用大型履帶式起重機整節(jié)吊裝行走運輸，這給施工安全帶來了極大的安全隱患。如何在施工進(jìn)度不受影響和鋼筋籠安裝質(zhì)量可靠的前提下保證施工安全是當(dāng)前需要重點解決的問題，這既是對人民生命財產(chǎn)負(fù)責(zé)，也是施工企業(yè)的本職所在。

2 傳統(tǒng)的運輸方法和存在問題

2.1 傳統(tǒng)施工方法

地連墻長大鋼筋籠噸位大、長度長，需要由加工平臺運輸至坑槽附近，目前普遍采用150t以上的大型履帶吊直接吊裝行走運輸，45m以上鋼筋籠一般分節(jié)吊裝，再吊至孔位后現(xiàn)場安裝。

2.2 存在的問題

①吊裝負(fù)重行走不符合安全管理規(guī)定；②150t以上履帶吊的行走履帶一般長度在8m以上，路面即使有輕微不平也會在一邊形成較大的傾角，容易造成傾覆。另外，吊裝行走速度慢，坑槽沉渣的控制也不易保證。

3 運輸臺車的設(shè)計思路、組成部分及臺車特點

3.1 設(shè)計思路

針對上述施工方法中存在的問題，如果改吊裝行走為拼裝式板車或臺車運輸，不僅安全性大大提高，也會有效控制施工成本。

3.2 組成部分

3.2.1 組成部分

基于此，設(shè)計了一種簡易拼裝式鋼筋籠運輸臺車，其主要由面板、鋼梁、加強支撐梁、連接部分、鋼輪和軌道組成，鋼架之間采用螺栓連接形成整體。為節(jié)省造價，并充分利用工地常見設(shè)備資源，該臺車借助挖掘機拉力作為牽引力。

其主要技術(shù)參數(shù)為：

臺車總長42m（6m×7，根據(jù)情況可以加長或減短），總高0.49m，臺面寬度6m，頂面鋪設(shè)4mm花紋板；橫梁和縱梁均為Q345型鋼，型號HN250×125，地輪為φ150的鋼輪，軌距為4m。具體見圖1～2。

圖1 臺車平面圖

圖2 臺車橫斷面圖

3.2.2 臺車的有限元模型

為了驗證臺車的強度、剛度和穩(wěn)定性，使臺車結(jié)構(gòu)最優(yōu)，安全可靠，通過建立模型進(jìn)行檢算，模型中主要技術(shù)參數(shù)如下：

Q235：彈性模量：2.06×105N/mm2；泊松比：0.30；線膨脹系數(shù)：1.20×10-5；質(zhì)量密度：7850kg/m3。最大自重（鋼筋籠自重）：420kN。

鋼筋籠起吊為雙機抬吊，該工況對臺車強度和穩(wěn)定性影響可以忽略不計，其他工況分別如下：

（1）鋼筋籠臺車自重均勻受力的情況。

（2）鋼筋籠安裝時，臺車自重和鋼筋籠兩根中間通長縱梁均勻受力的情況。

（3）鋼筋籠安裝時，臺車自重和鋼筋籠兩根分節(jié)縱梁均勻受力的情況。

（4）鋼筋籠安裝時，臺車自重和鋼筋籠中間一根通長縱梁均勻受力的情況。

表1 受力最大單元統(tǒng)計表（強度和整體穩(wěn)定為（應(yīng)力/設(shè)計強度））

由表1可知，強度和整體穩(wěn)定均滿足要求。

3.3 臺車運輸法與固定式胎架加吊裝運輸法的綜合比較

（1）安全性高：從運輸角度方面看，由于直接在用地面臺車上運輸鋼筋籠，基本不存在吊車事故引起的傾覆、脫鉤事故，安全風(fēng)險延續(xù)時間極大降低，安全性大大提高。

（2）成本低：從成本角度考慮，前面提到所有鋼梁全部采用螺栓連接而成，安裝和拆卸方便，以后可以多個工地或是交通導(dǎo)改次數(shù)較多的工地周轉(zhuǎn)使用，攤銷后成本可以有效控制。其次，吊裝行走風(fēng)險常常全程需要帶班領(lǐng)導(dǎo)旁站、安全員監(jiān)督及專業(yè)指揮人員的口令和指揮，既會占據(jù)項目一定的人力資源，也耗時耗工，但臺車運輸可以完全節(jié)省上述人員的開支。

（3）靈活性大：常規(guī)的地連墻鋼筋籠加工平臺是固定焊接型鋼胎架，剛度小，一個項目干完甚至存在倒邊施工時型鋼胎架就經(jīng)常發(fā)生變形報廢，加大了企業(yè)在工程措施費上的投入。但拼裝式地連墻鋼筋籠運輸臺車所有材料均是常見鋼材，每一小節(jié)長6m，都帶有獨立的鋼輪，臺車可以根據(jù)不同的鋼筋籠長度加長或減短，特別適應(yīng)在各個地鐵車站施工周轉(zhuǎn)使用，且不易變形。

（4）運輸速度快：吊裝運輸鋼筋籠限于自重平衡的安全性和慣性作用的影響，通常行走速度只有2～3km/h，但運輸臺車采用多組鋼輪運輸，運輸速度主要取決于牽引的挖掘機的速度，基本可以與挖機同步，該方法運輸速度是履帶吊負(fù)重行走速度2倍，大大節(jié)省了鋼筋籠運輸時間，而且也減小了對場地其他設(shè)備的干擾時間。

4 臺車的使用方法及注意事項

4.1 使用方法

鋼筋籠運輸臺車在43號鋼軌上行走，為此先在地面澆筑C25軌道基礎(chǔ)。為了減小鋼軌對地面工程機械行走的影響，鋼軌基礎(chǔ)設(shè)計成了下沉式混凝土條基，見圖3鋼軌結(jié)構(gòu)圖，鋼軌采用壓板夾緊，鋼軌頂面與地坪齊平。

圖3 鋼軌結(jié)構(gòu)圖

在靠近鋼筋棚附近組裝鋼筋籠運輸臺車，方便半成品鋼筋安裝，臺車組裝工作主要由25t吊車配合完成。

鋼筋籠半成品在鋼筋棚加工完以后，由吊機或是人工搬到鋼筋籠臺車上，按照地面固定臺架同樣的安裝方法進(jìn)行人工連接、組裝，形成成品鋼筋籠。

鋼筋籠加工好以后，由最前面的挖掘機通過兩頭的特制吊耳施加拉力來提供前行的牽引力，速度不可太快，宜控制在4km/h左右。

運輸?shù)侥繕?biāo)槽段附近后，采用兩臺履帶吊同步起吊。鋼筋籠吊裝完以后再牽引到原位，開始下一幅地連墻鋼筋的安裝。

4.2 注意事項

由于鋼筋籠臺車本身平整度和走行需要，左右側(cè)軌道頂標(biāo)高要求在同一標(biāo)高，要求澆筑條基的時候嚴(yán)格控制相對標(biāo)高，并控制好相對軌距。遇地面橫披較大的情況，可以降低高的一處的標(biāo)高或是低的一側(cè)支墊碎石的方法來調(diào)坡?？v坡不可太大，一般不超過2‰。另外，鋼筋籠自身較長，軌道只能按照直線布置，嚴(yán)禁設(shè)置曲線，埋設(shè)鋼軌時需要控制鋼軌順直度和相對標(biāo)高。

為了保證鋼輪有一定的活動空間，鋼輪內(nèi)槽寬度盡量較鋼軌頂寬大1～2cm。

鋼筋起吊前，為了防止出現(xiàn)臺車滑移現(xiàn)象，需要提前于前后鋼輪處設(shè)置制動卡鐵。

5 技術(shù)創(chuàng)新點

（1）設(shè)計了一種地連墻鋼筋籠運輸臺車，解決了鋼筋籠吊裝行走存在的風(fēng)險。

（2）軌道基礎(chǔ)采用下沉式條基，消除了鋼軌突出地面對場地機械行走的影響。

6 結(jié)束語

本工裝設(shè)計完全遵循著經(jīng)濟(jì)適用的原則，結(jié)構(gòu)簡單，具有安全可靠、成本小、速度快等特點，為地連墻鋼筋籠短距離運輸提供了一種全新的解決方法，獲得了業(yè)主和監(jiān)理單位的大力支持和認(rèn)可。短期看，一次性投入成本大，經(jīng)濟(jì)效果不算明顯，但從長遠(yuǎn)角度考慮，經(jīng)濟(jì)效果顯著，大大節(jié)省了人力和工期，并規(guī)避了施工安全風(fēng)險，是對地連墻鋼筋籠運輸?shù)囊淮未蟮母倪M(jìn)，具有一定的推廣應(yīng)用和參考借鑒的意義。

臺車結(jié)構(gòu)原理雖然簡單，但設(shè)計上也存在兩個小小的不足。①機械化程度不高，如能安裝簡易的電機驅(qū)動裝置，將大大提高使用效率，雖然加大了使用成本，但如果在某個片區(qū)工作量大或比較集中的多個工地之間周轉(zhuǎn)使用，還是優(yōu)勢比較明顯。②臺車整車高度稍高，如能將車身設(shè)計成下沉式結(jié)構(gòu)，也將減輕工人鋼筋搬運的強度，從而加快鋼筋籠的拼裝、連接時間。最后，希望上述兩點建議也能在將來進(jìn)一步推動運輸臺車的發(fā)展。

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