U形軌道梁安裝施工工藝及其在軌交工程中的應(yīng)用

臧偉林

上海市機(jī)械施工集團(tuán)有限公司 上海 200072

1 工程概況

上海市軌道交通浦江線工程均為高架線，共設(shè)6座車站，1座車輛段。其中U形梁安裝涉及到的主要施工工藝有雙機(jī)抬吊、架橋機(jī)施工、模塊車施工以及滑移施工。其中大致以S32交叉點為界，南側(cè)主要以雙機(jī)抬吊作為主要吊裝手段，北側(cè)以架橋機(jī)作為主要吊裝手段，下穿S32區(qū)域采用模塊車施工，而車輛出入段局部困難處采用滑移施工。

2 主要施工難點及對應(yīng)措施

1）工期緊張，施工交通組織困難。施工前期由于下部結(jié)構(gòu)施工滯后，而合同工期又不允許超出，原本1條施工線架橋機(jī)施工可以解決80%的工作量，便變得不可能實施，因此引入第2條施工線，即雙機(jī)抬吊實施，選擇南面作為雙機(jī)抬吊施工的原因是：南面施工是在社會道路上，U形梁運(yùn)輸便捷，但同時也帶來了局部運(yùn)輸?shù)缆返募庸碳吧鐣煌ńM織的問題。

2）下穿S32施工難度大。下穿S32是一個關(guān)鍵節(jié)點，現(xiàn)有S32申嘉湖高速凈空為10.29～10.58 m，無法使用常規(guī)吊裝機(jī)械進(jìn)行施工，同時施工階段應(yīng)保證地面道路交通暢通（不允許長時間封交）。此處三跨采用模塊車進(jìn)行施工，僅利用00：00～04：00就成功跨越。

3）車輛出入段場地受限。車輛出入段受結(jié)構(gòu)特點和場地限制，吊裝組織難度大。出入段主線與支線并行交叉，并且出入段北側(cè)緊鄰七一河，南側(cè)靠近8號線2期停車場，施工場地狹長，同時還要兼顧施工場地內(nèi)的既有運(yùn)輸?shù)缆罚荒芊忾]。優(yōu)化方案后采取支線履帶吊吊裝，主線架橋機(jī)架梁，特殊線段滑移的方法施工。

3 施工工藝

3.1 雙機(jī)抬吊施工

雙機(jī)抬吊作為吊裝軌道梁最常規(guī)的施工方法，被廣泛應(yīng)用于各類施工現(xiàn)場，其主要優(yōu)點在于靈活便捷，可以采用平行停機(jī)吊裝、T字形停機(jī)吊裝等不同位置吊裝，且起吊及就位時可以滿足不同位置的要求，對U形梁運(yùn)輸就位適應(yīng)性強(qiáng)。設(shè)備較常規(guī)，可大量使用并縮短工期。其主要不足在于需要較好的運(yùn)輸?shù)缆?，施工時占用場地較大，靠近現(xiàn)有道路時，采用此方法還算可行，但必須做好地下管線、地上架空線等的保護(hù)工作。無現(xiàn)有道路則需要開辟較好的道路，成本較大，同時過橋、過河比較不便。

本工程主要采用2臺250 t履帶吊配合進(jìn)行雙機(jī)抬吊施工（圖1）。在施工過程中最多同時采用6臺履帶吊分3個工作點實施。平均每晚施工2根梁同時翻1次跨。

圖1 雙機(jī)抬吊

3.2 架橋機(jī)施工

架橋機(jī)施工也是軌道交通施工常見的施工工藝之一，其主要優(yōu)點在于無需特殊運(yùn)梁道路，已經(jīng)完成架設(shè)的軌道梁成為高空運(yùn)梁通道。施工時基本對地面無任何影響，施工工藝比較簡單，設(shè)備操作重復(fù)，容易熟練掌握，外界不確定因素對其影響小，節(jié)奏性強(qiáng)。其主要不足在于需要鋪設(shè)的軌道梁線路結(jié)構(gòu)比較單一化，同時需要另辟上梁場地、上梁設(shè)備及梁上運(yùn)輸設(shè)備，適應(yīng)外界變化能力較差，當(dāng)梁上運(yùn)輸過長時容易降低工效。施工時次序性強(qiáng)，不能有顛倒供梁情況。

本工程選用JQ220t-35 m型架橋機(jī)進(jìn)行施工，架橋機(jī)自行過孔，無需輔助設(shè)備。架橋機(jī)過孔后，調(diào)整至架梁狀態(tài)，前天車將U形梁提起前移，再安裝后天車吊具，前后天車配合橫移將U形梁安裝就位，一跨安裝完成后，再次過孔（圖2、圖3）。一般情況每天架2根梁外帶過1次孔。

圖2 架橋機(jī)過孔

圖3 架橋機(jī)架梁

3.3 模塊車施工

模塊車施工基本沒在軌道交通施工過程中應(yīng)用過，模塊車是一種模塊化生產(chǎn)及組裝的自行式平板拖車，水平可調(diào)高程600 mm（1.2～1.8 m）。其優(yōu)點在于可根據(jù)裝載貨物的不同需求被配置成各種結(jié)構(gòu)、尺寸和質(zhì)量。同時模塊車牽引力由液壓電動機(jī)提供，每一軸線都是在主控程序的精確控制下執(zhí)行各種動作并實現(xiàn)各種姿態(tài)移動、旋轉(zhuǎn)、升降等，同時能完成傳統(tǒng)拖車無法完成的動作，能原地掉頭、橫向平移、繞中點旋轉(zhuǎn)。缺點在于輔助工作量大，需要額外的上梁設(shè)備，總體使用價格較高，無法大量使用。

本工程下穿S32，下部不允許長時間封路，因此配備4列6軸線模塊車運(yùn)輸U(kuò)形梁，由于模塊車高度有限，在模塊車上放置工裝件來彌補(bǔ)高差。先用250 t履帶吊雙機(jī)抬吊將U形梁吊裝至模塊車上，模塊車再通過縱移（圖4），將U形梁運(yùn)至安裝跨一側(cè)，然后模塊車輪子90°轉(zhuǎn)向，通過橫移（圖5）將U形梁運(yùn)至安裝跨正上方，最后通過模塊車自帶的液壓裝置下降，將U形梁安裝落位。

圖4 模塊車縱向運(yùn)輸

圖5 模塊車就位落梁（橫向）

3.4 滑移施工

滑移施工技術(shù)也較常應(yīng)用于軌交施工中，按支承方式分為支架法、懸臂法，按滑移形式分為摩擦式和輪軌式。總體來說，滑移法一般應(yīng)用在一些工況極其惡劣的地方以及不能有大型設(shè)備進(jìn)行施工的地方，其輔助工作量極大。

本工程滑移段10跨共317 m，首先進(jìn)行支撐系統(tǒng)安裝，其次采用250 t履帶吊雙機(jī)抬吊將U形梁吊裝至滑移臺車上，U形梁自上梁點開始滑移，方向自東向西，滑移到位后卸載落架。本次滑移的特色在于滑移距離長，如果采用摩擦式滑移，300 m的滑移距離所需時間太長，因此通過分析設(shè)計，我們采用帶動力滑移小車的方法（圖6、圖7），滑移到位后進(jìn)行落梁。由于U形梁是簡支結(jié)構(gòu)，只能采用支架法，即鋪設(shè)通長支承梁，逐根梁依次進(jìn)行施工。整個滑移落架時間用時5 d，但前期地基加固、支撐系統(tǒng)安裝、壓載試驗及最后支承系統(tǒng)拆除，共耗時近1個月。

圖6 滑移支架系統(tǒng)

圖7 滑移施工

4 各種施工工藝對比分析

縱觀軌道交通浦江線工程，理論上最恰當(dāng)?shù)氖┕し椒ㄊ蔷植坷щy處先用履帶吊雙機(jī)抬吊，打通關(guān)鍵節(jié)點，而后用架橋機(jī)全線依次貫通。而實際上由于種種原因采用了多種施工工藝才確保完成施工。各種施工工藝都有一定的優(yōu)缺點，正確、有針對性地選用合適的施工工藝將給施工帶來極大的便利。表1簡單分析了4種工藝的特點[1-4]。

表1 各施工工藝對比分析

綜合表1可以看出，利用常規(guī)工藝進(jìn)行施工是最恰當(dāng)?shù)氖┕すに?，特殊工藝不僅適用范圍小而且成本大、風(fēng)險高。在施工前期避免這些節(jié)點是高效施工的關(guān)鍵。而優(yōu)化這些節(jié)點、關(guān)鍵點主要在設(shè)計階段和施工策劃階段。

設(shè)計階段可以優(yōu)化的主要有結(jié)構(gòu)形式以及跨距分布，其中結(jié)構(gòu)形式優(yōu)化調(diào)整對施工是有相當(dāng)大的便利的。就本工程而言，設(shè)計將大量跨河、跨路口簡支梁以及小曲率半徑線形設(shè)計成連續(xù)現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)，對后期施工工藝有相當(dāng)大的影響，簡化了安裝難度，為加快工程進(jìn)度提供了基礎(chǔ)。

施工策劃階段也相當(dāng)重要：首先，合理的施工組織是快速順暢施工的關(guān)鍵，制訂出合理的順序及施工工藝為施工提供指導(dǎo)；其次，高效的施工準(zhǔn)備也是相當(dāng)關(guān)鍵的。

最后，恰當(dāng)?shù)氖┕すに囘€要滿足自身企業(yè)的實際情況，每個企業(yè)都有各自的裝備及施工特色，選用自有設(shè)備不僅操作熟練而且成本較低，本工程沒有選用2臺架橋機(jī)就是由于1臺架橋機(jī)是公司自有設(shè)備，再購入新架橋機(jī)不利于整個企業(yè)運(yùn)營。而滑移雖然困難，但公司有大量滑移施工經(jīng)驗，包括成熟的措施及團(tuán)隊，施工中難點比較容易掌控，可以相對減少風(fēng)險因素。

5 結(jié)語

通過整個工程的施工可知，各種工況可以采用的施工方法是多樣的，也是有一定取舍的，沒有最好的施工工藝，只有最恰當(dāng)?shù)氖┕すに嚒：芏鄷r候局部施工的困難對整個施工也有相當(dāng)大的幫助。同時企業(yè)自有資源也給工藝選擇帶來相當(dāng)大的影響。望本文能夠給U形軌道梁施工提供一定的借鑒與幫助。