橫跨鐵路營(yíng)業(yè)線的鋼結(jié)構(gòu)天橋整體吊裝施工技術(shù)

范余華 吉明軍

1. 中國(guó)鐵路上海局集團(tuán)有限公司南京樞紐指揮部 江蘇 南京 210042；

2. 中鐵建工集團(tuán)有限公司上海分公司 上海 201100

1 工程概況

連云港站進(jìn)站天橋結(jié)構(gòu)形式為鋼結(jié)構(gòu)天橋，設(shè)計(jì)總寬13.4 m，凈寬12.6 m，總長(zhǎng)121.1 m，天橋樓面標(biāo)高為8.31 m，天橋底面距軌面高度為9.2 m，其中一端接站房?？缇€天橋鋼柱截面為φ700 mm×16 mm圓管柱，鋼結(jié)構(gòu)安全等級(jí)為一級(jí)。整個(gè)天橋除2、3站臺(tái)間部分采用整體吊裝的方法安裝外，其余鋼結(jié)構(gòu)采用散裝方式安裝。本次施工的2、3站臺(tái)間天橋長(zhǎng)25.3 m，先在地面完成鋼結(jié)構(gòu)拼裝及裝修等內(nèi)容，再使用650 t汽車吊，利用一個(gè)封鎖點(diǎn)直接整體吊裝到位，整體吊裝質(zhì)量為80 t。

2 工程特點(diǎn)

本次天橋吊裝施工天窗點(diǎn)時(shí)段為10：00～11：40，Ⅱ級(jí)封鎖施工，連云港站內(nèi)開(kāi)通的股道為Ⅴ、Ⅵ、7、8、9道，吊裝影響范圍為Ⅴ、Ⅵ、7道，施工時(shí)需封鎖Ⅴ、Ⅵ、7道，同時(shí)供電段配合將隴海339、340供電單元停電，施工完畢后，供電段配合將隴海339、340供電單元恢復(fù)供電。

本次整體吊裝施工為跨既有營(yíng)業(yè)線垂停施工、天窗點(diǎn)時(shí)間較短，天橋兩側(cè)結(jié)構(gòu)已完成、安裝精度要求高，采用機(jī)械為650 t汽車吊，因此，在規(guī)定天窗點(diǎn)內(nèi)完成整體吊裝施工及施工清理、天橋整體精準(zhǔn)安裝就位、確保行車安全及大型吊裝機(jī)械使用安全，為本次施工的重、難點(diǎn)。

為確保整體吊裝順利完成，必須對(duì)吊裝機(jī)械設(shè)備的選擇、吊裝場(chǎng)地及吊車平面布置、吊具的選擇、吊點(diǎn)位置確定、試吊、起重吊裝、施工安全保障措施等方面的施工關(guān)鍵技術(shù)點(diǎn)進(jìn)行深入研究[1-3]。

3 吊裝施工關(guān)鍵技術(shù)

3.1 吊裝設(shè)備選擇

鋼結(jié)構(gòu)人行天橋在2、3站臺(tái)間需要跨隴海線整體吊裝，此區(qū)域天橋拼裝完成總質(zhì)量53 t，再加上樓層板2 t，屋蓋系統(tǒng)13 t和內(nèi)裝修12 t，起吊總質(zhì)量為80 t。吊鉤綁扎在天橋整體的上弦主桿中心位置，通過(guò)查閱汽車吊工況表，650 t吊車作業(yè)半徑在22 m、伸臂長(zhǎng)度52 m時(shí)，可以起重86 t，故采用650 t汽車吊可以滿足要求。

3.2 吊裝場(chǎng)地及吊車平面布置

本次天橋整體吊裝采用的汽車吊本身對(duì)于場(chǎng)地要求很高，要充分考慮汽車吊回轉(zhuǎn)半徑、起吊半徑、地基承載能力等是否滿足要求，并進(jìn)行驗(yàn)算。另外，650 t汽車吊需現(xiàn)場(chǎng)組裝，組裝用汽車吊型號(hào)要求也比較高，本工程采用300 t汽車吊進(jìn)行組裝，而鐵路鄰近既有線施工部位一般作業(yè)空間有限，對(duì)于拼裝用汽車吊的占位也要進(jìn)行充分考慮，既要保障施工的順利進(jìn)行又要保證施工安全。

汽車吊站位處必須平整、壓實(shí)，確保工作地面承載壓力不小于5 t/m2。根據(jù)地基檢測(cè)試驗(yàn)報(bào)告，吊機(jī)工作位置地基土承載力特征值的檢測(cè)值均為400 kPa，可滿足地基承載力要求。另外，為充分保證吊裝安全，在每個(gè)汽車吊支腿正下方澆筑3 000 mm×3 000 mm×1 000 mm鋼筋混凝土基礎(chǔ)，內(nèi)配φ16 mm@200 mm雙層雙向鋼筋，吊裝前進(jìn)行30 min試吊，并做好地基沉降觀測(cè)，來(lái)檢驗(yàn)基礎(chǔ)的強(qiáng)度，滿足施工要求后方能施工（圖1）。

圖1 2、3站臺(tái)間天橋吊裝吊機(jī)站位平面示意

3.3 起重吊裝點(diǎn)位的確定

2、3站臺(tái)間天橋呈矩形，鋼梁、斜撐、腹桿等構(gòu)件基本為對(duì)稱布置，屋面形式為金屬屋面，幕墻為玻璃幕墻，均無(wú)特殊構(gòu)造，質(zhì)量分布相對(duì)均勻。為減小吊索對(duì)構(gòu)件產(chǎn)生的水平壓力，吊索與構(gòu)件的夾角一般不應(yīng)小于30°，隨角度的增加吊索受力逐步減小。為減小吊索角度，本工程在天橋鋼梁節(jié)點(diǎn)位置對(duì)稱設(shè)置4個(gè)吊點(diǎn)，具體位置如圖2所示，既能保持吊裝時(shí)天橋的平衡，避開(kāi)了整體吊裝時(shí)螺栓連接的位置，也方便了天橋的安裝。

3.4 吊具的選擇

3.4.1 吊索選擇

天橋吊裝采用4根長(zhǎng)12 m的單股鋼絲繩捆扎，經(jīng)計(jì)算每根吊索受力約為280 kN，安全系數(shù)按1.5考慮，鋼絲繩破斷拉力應(yīng)大于420 kN。鋼絲繩規(guī)格為6×37-50.0-1 470，經(jīng)查表格，其最小破斷拉力為1 080 kN，滿足使用要求。

圖2 天橋吊裝鋼絲繩位置示意

吊裝選用的鋼絲繩應(yīng)采用等長(zhǎng)，粗細(xì)一致，無(wú)毛刺、斷股、生銹、打折的鋼絲繩?？ň咚骶呦嚓P(guān)質(zhì)量證明文件等應(yīng)齊全。

3.4.2 吊耳選擇

在加工、制作、焊接吊耳時(shí)要嚴(yán)格按照吊耳設(shè)計(jì)計(jì)算圖設(shè)置，吊耳的擺放角度必須按實(shí)際放樣設(shè)置，不得隨意安裝、焊接。吊裝前，鋼絲繩綁扎位置處焊接耳板?？紤]施工條件，經(jīng)過(guò)計(jì)算比選，耳板孔徑為80 mm，孔中心高度250 mm，耳板厚20 mm；與耳板垂直方向加肋3道，肋長(zhǎng)150 mm，高150 mm，肋間距150 mm，肋厚14 mm，如圖3所示。

圖3 吊耳節(jié)點(diǎn)

3.5 試吊

試吊前需對(duì)汽車吊進(jìn)行檢查，空載運(yùn)轉(zhuǎn)1.0～1.5 h無(wú)機(jī)械故障后，方可進(jìn)行試吊及正式作業(yè)。

試吊高度0.5 m，吊起靜止時(shí)間30 min，吊起后檢查汽車吊各部位的受力情況，吊車運(yùn)轉(zhuǎn)情況，鋼絲繩、吊耳等受力情況；檢查汽車吊的下部地面有無(wú)下陷或側(cè)移；同時(shí)檢查天橋的各受力點(diǎn)是否有因外力作用變形，對(duì)下弦構(gòu)件在起吊時(shí)的撓度變化、天橋的整體水平度與垂直度進(jìn)行測(cè)量核實(shí)。各部位檢查無(wú)誤后，等待下達(dá)正式起吊命令。

3.6 吊裝前檢查內(nèi)容

1）鋼天橋在試吊前要對(duì)安裝質(zhì)量、焊接質(zhì)量、涂裝質(zhì)量及天橋整體幾何尺寸按照設(shè)計(jì)等要求進(jìn)行整體檢查驗(yàn)收，驗(yàn)收合格后方進(jìn)行試吊。

2）汽車吊工作平臺(tái)施工完成，地基承載力滿足吊裝 要求。

3）汽車吊大型設(shè)備出廠合格證、定期檢驗(yàn)報(bào)告、特種作業(yè)人員操作證等各種資料齊全，報(bào)驗(yàn)通過(guò)。

4）用測(cè)速儀測(cè)定風(fēng)速，風(fēng)速低于6級(jí)時(shí)方可施工。

3.7 起重吊裝

接觸網(wǎng)停電、接地完成，接到經(jīng)簽字確認(rèn)的停電通知單后，汽車吊緩慢將天橋吊起，順時(shí)針緩慢旋轉(zhuǎn)，將天橋整體吊至1、2站臺(tái)上方，天橋四角分別設(shè)置1根晃繩，每根晃繩配備10名工人拉緊，通過(guò)晃繩將天橋旋轉(zhuǎn)90°穩(wěn)定，再將天橋整體吊至2、3站臺(tái)間擬安裝位置正上方。通過(guò)晃繩緩慢調(diào)整方向，應(yīng)注意避開(kāi)接觸網(wǎng)線，將天橋下落至安裝標(biāo)高固定。天橋就位后，完成天橋兩側(cè)與天橋立柱間的螺栓連接。

吊裝過(guò)程中，需時(shí)刻關(guān)注吊裝吊點(diǎn)的卡扣件、索具、鋼絲繩等的受力情況；注意觀察并確保天橋與接觸網(wǎng)處于安全距離以上，避免發(fā)生碰撞；實(shí)測(cè)并記錄天橋在吊裝過(guò)程中的變形情況，吊車下部地基變形等情況，檢查吊裝完成后與兩側(cè)天橋的實(shí)際偏差是否符合設(shè)計(jì)要求，并做好檢查、吊裝記錄。

3.8 機(jī)械退場(chǎng)

完成天橋吊裝后，汽車吊需按原吊裝回轉(zhuǎn)半徑及旋轉(zhuǎn)路徑返回，并在起吊位置完成吊具、索具拆卸，最后利用300 t汽車吊在原組裝位置完成650 t汽車吊的拆卸及退場(chǎng)。

4 施工防護(hù)及安全保證措施

4.1 防護(hù)措施

1）成立防護(hù)小組，組長(zhǎng)帶領(lǐng)防護(hù)人員負(fù)責(zé)柵欄網(wǎng)內(nèi)防護(hù)標(biāo)志的設(shè)置。

2）封鎖命令下達(dá)后，按規(guī)定設(shè)置防護(hù)。

3）因既有接觸網(wǎng)回流線標(biāo)高與天橋吊裝高度沖突，鋼結(jié)構(gòu)吊裝前，需將接觸網(wǎng)回流線落地處理，以保證施工及行車安全。

4）施工完畢，經(jīng)檢查具備開(kāi)通條件，防護(hù)人員確認(rèn)施工人員已撤到安全處所，機(jī)具、材料無(wú)侵限，施工負(fù)責(zé)人通知駐站聯(lián)絡(luò)員施工完畢，撤除防護(hù)標(biāo)志，開(kāi)通線路。

4.2 現(xiàn)場(chǎng)安全控制措施

1）現(xiàn)場(chǎng)嚴(yán)格執(zhí)行統(tǒng)一指揮。

2）嚴(yán)格執(zhí)行大型機(jī)械營(yíng)業(yè)線施工安全卡控制度。

3）高空作業(yè)人員做好勞動(dòng)保護(hù)措施，戴好安全帽、系安全帶、穿防滑鞋。

4）吊裝期間安排專人檢查汽車吊各構(gòu)件工作狀況和工作平臺(tái)的穩(wěn)定情況，如有異常，立即停止作業(yè)。

5）作業(yè)區(qū)周邊設(shè)置警戒線，非操作人員不得進(jìn)入，吊臂旋轉(zhuǎn)范圍下嚴(yán)禁站人。

我們把這個(gè)來(lái)源歸于人類的自由意志，即能夠不依賴于前因而行動(dòng)的動(dòng)因體(agent)。無(wú)論在常識(shí)視角還是學(xué)術(shù)視角，自由意志都是最基礎(chǔ)的概念之一。其本意非常明確，雖然對(duì)其進(jìn)一步的解釋富有爭(zhēng)議性。按照本意，“自由意志”在概念上蘊(yùn)含了無(wú)限性和開(kāi)放性，能夠超出既有經(jīng)驗(yàn)范圍而憑空產(chǎn)生新元素，構(gòu)成了創(chuàng)造性的根本來(lái)源。如果“藝術(shù)創(chuàng)造”真如我們所理解的這樣，那么我們就必須將其歸根溯源到藝術(shù)家擁有的自由意志上去，即“創(chuàng)作”最終的形而上學(xué)來(lái)源。

6）施工作業(yè)搭設(shè)的扶梯、工作臺(tái)、腳手架、護(hù)欄、安全網(wǎng)等，牢固可靠，并在作業(yè)前檢查、維修加固。

4.3 防吊車傾覆措施

1）吊車等必須嚴(yán)格按照操作規(guī)程進(jìn)行操作。

2）吊車停放時(shí)須將起重臂收回原位。

3）吊車操作期間各監(jiān)控人員必須到位。

4）加強(qiáng)作業(yè)人員崗前培訓(xùn)工作，增強(qiáng)作業(yè)人員的安全意識(shí)。

5）嚴(yán)格執(zhí)行各個(gè)崗位的安全操作規(guī)程，執(zhí)行各項(xiàng)規(guī)章制度。

6）加強(qiáng)起重設(shè)備的檢查維護(hù)，堅(jiān)決杜絕帶病作業(yè)。

7）嚴(yán)格遵守起重機(jī)“十不吊”。

8）起重指揮人員必須經(jīng)安全技術(shù)培訓(xùn)，勞動(dòng)部門考核合格，并發(fā)放安全技術(shù)操作證后，方可從事指揮。

9）指揮人員對(duì)所指揮的設(shè)備必須熟悉技術(shù)性能后方可指揮，并且發(fā)出的信號(hào)清晰明確。

10）起重司機(jī)人員嚴(yán)格按照作業(yè)細(xì)則作業(yè)。

11）風(fēng)力超過(guò)6級(jí)嚴(yán)禁作業(yè)。

4.4 防料具侵限措施

1）施工前所需要的材料應(yīng)堆碼整齊、牢固，不能侵限；機(jī)械設(shè)備擺放整齊，在限界之外，施工隊(duì)伍需要派專人看守。

2）應(yīng)按審定的方案做好各項(xiàng)準(zhǔn)備，并要確認(rèn)信號(hào)備品、機(jī)具、材料齊全完好。

3）加強(qiáng)對(duì)施工機(jī)具的監(jiān)護(hù)，尤其是扳手、螺栓等易侵限的料具更應(yīng)該嚴(yán)密監(jiān)視，發(fā)現(xiàn)出現(xiàn)侵限情況應(yīng)立即制止更正。

4）作業(yè)完畢后，清理現(xiàn)場(chǎng)，不得遺留任何妨礙行車安全的機(jī)具及材料。

4.5 作業(yè)人員人身安全措施

在營(yíng)業(yè)線施工過(guò)程中，防止人員傷亡為施工安全重點(diǎn)之一，為防止出現(xiàn)由此引起的安全事故，在施工前、施工過(guò)程中、施工后應(yīng)注意以下幾點(diǎn)。

1）施工前：

①在施工前對(duì)施工人員進(jìn)行安全技術(shù)交底，使每一個(gè)施工人員明白在施工前后、過(guò)程中應(yīng)注意哪些安全問(wèn)題，每一個(gè)施工人員都明白自己的安全職責(zé)。

②施工人員應(yīng)在路肩外行走，休息時(shí)不能坐在鋼軌上，嚴(yán)禁跨線走動(dòng)。

③安全員、防護(hù)員加強(qiáng)安全監(jiān)督，勇于負(fù)責(zé)，發(fā)現(xiàn)侵限現(xiàn)象立即糾正。

④若萬(wàn)一出現(xiàn)影響列車運(yùn)營(yíng)情況，應(yīng)立即攔停列車并向車站及上級(jí)機(jī)關(guān)通報(bào)，同時(shí)根據(jù)施工現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況采取防護(hù)措施，立即組織人員進(jìn)行搶修。

⑤施工前應(yīng)與工務(wù)、電務(wù)、車務(wù)、供電等單位簽訂安全協(xié)議，并進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)安全技術(shù)交底，在施工前將對(duì)施工產(chǎn)生影響的各種管線遷出或進(jìn)行保護(hù)，在施工時(shí)各相關(guān)單位配合人員必須在場(chǎng)進(jìn)行監(jiān)護(hù)。

2）施工過(guò)程中：

①在施工過(guò)程中加強(qiáng)與車站及駐站聯(lián)絡(luò)員的聯(lián)系，加強(qiáng)安全監(jiān)護(hù)。

②施工中，嚴(yán)格按審定的方案作業(yè)，施工負(fù)責(zé)人應(yīng)隨時(shí)掌握進(jìn)度與質(zhì)量，監(jiān)督施工人員執(zhí)行各項(xiàng)安全規(guī)定，消除不安全因素，并經(jīng)常保持與防護(hù)員之間的聯(lián)系。

4.6 防墜落措施

1）天橋吊裝前應(yīng)將天橋屋面上雜物清理干凈。

2）作業(yè)用的料具放置妥當(dāng)，小型機(jī)具隨時(shí)放入工具袋內(nèi)，上下傳遞工具時(shí)，不得拋擲。

3）天橋安裝完成后將工器具等物品清理到線外側(cè)指定地點(diǎn)堆碼整齊，嚴(yán)格執(zhí)行“一清二查三歸位”。

4）高空作業(yè)人員需系好安全帶，雨天穿防滑鞋，嚴(yán)禁酒后作業(yè)。

5）負(fù)責(zé)螺栓安裝的作業(yè)人員均在設(shè)置好的鋼筋掛籠中作業(yè)，2、3站臺(tái)8.35、13.50 m標(biāo)高處均設(shè)置了生命線，作業(yè)人員的安全帶必須在生命線上掛牢后再進(jìn)行作業(yè)。

6）人員從專用爬梯上下。

4.7 機(jī)械設(shè)備的安全措施

1）做好汽車吊維護(hù)保養(yǎng)工作。

2）起吊前對(duì)汽車吊各機(jī)構(gòu)工作性能進(jìn)行檢查確認(rèn)。

3）起吊前對(duì)工作平臺(tái)進(jìn)行檢查確認(rèn)。

5 結(jié)語(yǔ)

橫跨營(yíng)業(yè)線吊裝施工，必須確保周邊接觸線網(wǎng)和列車行車安全，本工程中天橋一次性整體吊裝，所采用的機(jī)械及整體吊裝質(zhì)量更是國(guó)內(nèi)罕見(jiàn)，安全風(fēng)險(xiǎn)是工程實(shí)施應(yīng)優(yōu)先考慮的問(wèn)題。

采用一次性整體吊裝技術(shù)，天橋的結(jié)構(gòu)及裝修施工工作面均不受既有營(yíng)業(yè)線影響，不僅減少了營(yíng)業(yè)線施工的時(shí)間和次數(shù)，降低了安全風(fēng)險(xiǎn)，還可以實(shí)現(xiàn)連續(xù)施工，縮短了施工工期，同時(shí)大幅節(jié)約了施工成本。在今后的類似工程施工中，此項(xiàng)技術(shù)對(duì)廣大施工管理人員具有一定的指導(dǎo)意義。我們相信，在這項(xiàng)工程施工技術(shù)的進(jìn)一步的應(yīng)用和研究探索中，一定會(huì)不斷刷新一次性整體吊裝施工的重量極限。