地鐵工程55T/16T 桁吊安裝施工控制技術(shù)探析

王雪坤

（中鐵十八局集團(tuán)第四工程有限公司，天津 300350）

目前，地鐵工程施工多采用TBM 施工法。TBM 始發(fā)井規(guī)模較大，對結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性及施工的安全性有嚴(yán)格要求。為保證施工質(zhì)量和安全，很多城市在TBM 始發(fā)井建設(shè)中采用桁吊安裝施工技術(shù)，并取得了良好效果[1]。其應(yīng)用效果對TBM 始發(fā)井的工程質(zhì)量、進(jìn)度、成本等各項(xiàng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)皆有很大影響?；诖?，開展55T/16T 桁吊安裝施工控制技術(shù)的研究顯得尤為必要。

1 工程概述

青島地鐵4 號線土建03 工區(qū)，區(qū)間隧道采用2 臺TBM 開挖，分別由內(nèi)海區(qū)間TBM 始發(fā)井始發(fā)，掘進(jìn)至人民會堂路站解體。內(nèi)海區(qū)間TBM 始發(fā)井做為TBM 吊裝井，承擔(dān)出渣及備料的任務(wù)。為滿足施工條件，內(nèi)海區(qū)間TBM 始發(fā)井采用4 臺桁吊進(jìn)行TBM 施工吊裝出渣及備料作業(yè)，東西兩側(cè)各一組桁吊，55T 與16T 桁吊同軌運(yùn)行，跨度19.2m，軌道長38.2m，16T 桁吊自重28.3T 左右，55T 桁吊自重70.4T。井深34.5m（見圖1）。

2 桁吊基本狀況

按照本工程TBM 施工要求，需要每臺TBM 配置2 臺55T/16T 桁吊，二者的跨度都是19.2m，并且55T/16T 桁吊的整體結(jié)構(gòu)形式類似。其中55T 桁吊的配置結(jié)構(gòu)包括：一個主鉤、一套扁擔(dān)梁、一套副鉤（見圖2）。

圖1 內(nèi)海區(qū)間TBM 始發(fā)井平面布置

55T 桁吊主要部件重量統(tǒng)計如下：1 臺主梁，總量20.5t ；1 臺副梁，總量17t ；1 輛小車，總量28.33t ；1 套電氣設(shè)備，總量2t ；一套吊具，總量2.539t；1 臺起重設(shè)備，自重70.369t[2]。

相比于55T 桁吊，16T 桁吊結(jié)構(gòu)則比較簡單，有1 個主鉤和1 個副鉤組成（見圖3）。

16T 桁吊各部件重量小于55T 桁吊，其中主梁重量9.5t；副量重量8.33t；行走小車重量8.5t；電氣設(shè)備重量2t；起重機(jī)自重28.33t。

3 55T/16T 桁吊安裝施工控制技術(shù)應(yīng)用要點(diǎn)

3.1 起重設(shè)備選型技術(shù)

55T/16T 桁吊安裝施工控制中，55T 桁吊小車和橫梁最為重要。本工程施工中，橫梁長19.3m，重量20.5t，小車重量28.33t。因此，本文重點(diǎn)對橫梁和小車進(jìn)行起重設(shè)備選型及驗(yàn)算。

圖2 55T 桁吊結(jié)構(gòu)示意（單位：mm）

圖3 16T 桁吊結(jié)構(gòu)示意（單位：mm）

3.1.1 桁吊安裝施工吊機(jī)選型及驗(yàn)算

本工程在桁吊安裝施工中選擇了220t 汽車吊進(jìn)行小車和橫梁安裝。在主梁吊裝中，梁體自重20.5t，吊索自重1t。220t 汽 車 吊最大負(fù)載21.5t，最遠(yuǎn)吊裝半徑12m，主臂長31.3m，起吊能力50t，吊裝過程中負(fù)載系數(shù)為43%，選用220t 汽車吊可滿足實(shí)際吊裝要求[3]。220t 汽車吊主鉤提升高度為28m，吊索+吊物的總長9.6m，吊物安裝高度8.6m，剩余9.8m 能滿足220t 汽車吊吊裝高度要求（見圖4）。

3.1.2 桁吊小車吊裝驗(yàn)算

吊小車時，最大負(fù)載29.33t，最遠(yuǎn)吊裝半徑12m，主臂長31.3m，起吊能力50t，吊車負(fù)載系數(shù)為58.66%，220t 汽車吊可滿足要求[4]。吊車機(jī)臂長31.3m，按照回旋半徑12m 計算，汽車吊主鉤最大升高高度為28m，吊索+吊物總長9.8m，吊物按高9.6m，剩余12.4m 滿足220t 汽車吊起吊高度要求。本工程小車起吊高度見圖5。

3.2 桁吊鋼結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)施工技術(shù)

本工程桁吊基礎(chǔ)為鋼結(jié)構(gòu)，主要分為三部分：始發(fā)井基坑內(nèi)部分、始發(fā)井基坑外部分、桁吊軌道。其中，始發(fā)井基坑內(nèi)部分主要由結(jié)構(gòu)立柱、結(jié)構(gòu)梁、基坑壁支護(hù)衡量等共同組成；始發(fā)井基坑外部分由結(jié)構(gòu)柱、結(jié)構(gòu)梁、頂部加固梁三部分組成；桁吊軌道由軌道梁、軌道梁加固支持共同組成。

圖4 本工程橫梁起吊高度示意（單位：m）

圖5 小車起吊高度示意（單位：m）

3.3 鋼結(jié)構(gòu)立柱施工

為保證55T/16T 桁吊安裝施工控制質(zhì)量，在鋼結(jié)構(gòu)立柱安裝時，要先用地腳螺栓埋設(shè)出立柱中心位置，再將柱底中心延伸至板邊位置并做好標(biāo)記，保證二者對稱安裝。清理干凈基礎(chǔ)混凝土表面雜物，通過不收縮水泥灌漿[5]。本工程柱安裝由地上部分、基坑內(nèi)部分組成。鋼架通過單件吊裝和組合吊裝相互結(jié)合的方法進(jìn)行安裝?；觾?nèi)部分別通過組合成片的方法進(jìn)行吊裝，地面上部通過單件吊裝；具體安裝順序?yàn)椋合冗M(jìn)行基坑內(nèi)立柱安裝，后進(jìn)行地面立柱安裝。布置見圖6。

圖6 鋼結(jié)構(gòu)立柱安裝側(cè)視（單位：mm）

3.4 桁吊梁安裝施工控制技術(shù)

3.4.1 桁吊梁安裝技術(shù)

單根桁吊梁由兩部分依次吊裝，長度分別為19.52m 和18.68m， 采用H3-36B 12t 塔式起重機(jī)進(jìn)行吊裝，部分性能參數(shù)見表1。

表1 12t 塔式起重機(jī)吊裝參數(shù)

根據(jù)工程現(xiàn)場施工情況，吊車最大距離為29.52m，由表1 可知H3-36B 12t 塔式起重機(jī)可滿足桁吊梁安裝要求。在吊裝過程中，為避免桁吊梁發(fā)生機(jī)械磨損，或因起吊應(yīng)力過于集中引發(fā)應(yīng)力變形，要合理將桁吊梁放在托架中心，用雙面焊焊接牢固，并用超聲波進(jìn)行檢測，達(dá)到要求后才能進(jìn)行下道施工工序，以保證軌道梁連接的穩(wěn)固性。

3.4.2 軌道安裝技術(shù)

按照設(shè)計要求，軌道安裝采用焊接安裝，選擇的軌道型號為QU100，頂面標(biāo)高26.42m，間距600m，固定底座和吊車梁通過焊接連接，焊條型號要和桁車梁相互一致，采用E4315焊條[6]。安裝完成后要對安裝位置進(jìn)行詳細(xì)校核，保證軌道安裝位置符合《橋式和門式起重機(jī)制造及軌道安裝公差》中有關(guān)軌道安裝的要求?？缍葹?9.2m 時，允許誤差為±5.3mm。如軌道接頭間隙小于2.0mm，軌道接頭高低差和側(cè)向錯位值不能超過1.0mm。

3.4.3 橫梁吊裝技術(shù)

橫梁吊裝是55T/16T 桁吊安裝施工控制的核心環(huán)節(jié)。為保證橫梁吊裝施工質(zhì)量，采用以下吊裝技術(shù)：主梁中端加固完成后，吊耳用鋼絲繩連接掛在220t 汽車吊的掛鉤上，起重機(jī)運(yùn)行時通過對講機(jī)指揮1 臺220t 汽車吊緩慢吊起，吊離地面高度100mm時停止起吊，檢測汽車吊各部位受力情況和鋼絲繩質(zhì)量，確認(rèn)達(dá)到要求后緩慢起吊[7]。主梁車輪組高于軌道約100mm 時指揮汽車吊轉(zhuǎn)桿，使主梁兩端車輪與軌道垂直，把主梁緩慢降落到軌道上。主梁放置穩(wěn)固后，卸掉鋼絲繩，把主梁用兩臺5t手拉葫蘆向南移動，給副梁安裝預(yù)留吊裝位置。55T 桁吊結(jié)構(gòu)見圖7。

圖7 55T 桁吊結(jié)構(gòu)

副梁吊運(yùn)技術(shù)為：平穩(wěn)放置在軌道上，用兩個5t 手拉葫蘆合理調(diào)整主梁和副梁位置，對齊螺栓孔后用螺栓緊固，并用扭矩扳手逐步調(diào)整。

3.4.5 消除吊裝技術(shù)

小車地面組裝完成后，在吊裝前應(yīng)在地面進(jìn)行運(yùn)轉(zhuǎn)試驗(yàn)。運(yùn)轉(zhuǎn)實(shí)驗(yàn)合格后將小車整體吊裝，就位后再起吊卷揚(yáng)機(jī)等起升機(jī)構(gòu)。最后吊裝小車上其他附件[8]。吊裝過程中確保小車車輪踏面與軌道面的最大空隙在4mm 以內(nèi)。

4 結(jié)語

綜上所述，本文結(jié)合工程實(shí)例分析了55T/16T桁吊安裝施工控制技術(shù)在地鐵施工中的應(yīng)用。結(jié)果表明，55T/16T 桁吊安裝施工控制技術(shù)是地鐵工程TBM 始發(fā)井中難度較大的技術(shù)，對工程的施工質(zhì)量、施工效率、安全性等方面有較大影響。因此，施工中必須結(jié)合工程特性，選擇合適的機(jī)械設(shè)備，嚴(yán)格把控施工質(zhì)量，才能最大限度地提升工程質(zhì)量。