高鐵樞紐大跨度硬橫梁更換施工技術(shù)研究

潘國(guó)虎

（中國(guó)鐵建電氣化集團(tuán)第二工程有限公司，山西太原 030023）

0 引言

太原南樞紐改造區(qū)段主要線路有石太鐵路與太中銀鐵路，全部采用鋼管硬橫梁，因太焦鐵路引入太原南站，既有硬橫梁支柱占用新建線路線位，需將既有硬橫梁改建至新建線路外側(cè)，由原來(lái)橫跨6股道硬橫梁改為橫跨7股道硬橫梁，長(zhǎng)度達(dá)41m；受石太線與太中銀線均為繁忙干線，行車(chē)密度大，能批準(zhǔn)的天窗少且時(shí)間短，加上既有接觸網(wǎng)的影響，加大了硬橫梁的安裝拆除的難度，如何合理安排、精心組織，減少硬橫梁安裝拆除的時(shí)間，保證封鎖點(diǎn)內(nèi)按計(jì)劃完成施工，杜絕安全質(zhì)量問(wèn)題的發(fā)生，為此結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況對(duì)樞紐大跨度硬橫梁更換施工進(jìn)行技術(shù)研究。

1 硬橫梁的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

鋼管硬橫梁采用φ127mm×7mm與φ108mm×6mm的鋼管焊接而成。橫梁由5個(gè)梁段通過(guò)法蘭盤(pán)連接而成，離橫梁邊柱最近的邊段為直線段，中間的3個(gè)梁段為曲線段，梁段之間、橫梁與支柱之間均采用法蘭盤(pán)連接，橫梁為三角形截面鋼管組合梁，具有性較好、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、受力性能較好等特點(diǎn)。同時(shí)也存在著重量重、精度要求更高、安裝難度大的缺點(diǎn)。

2 硬橫梁架設(shè)

2.1 硬橫梁架設(shè)方案提出及比選

通過(guò)勘查現(xiàn)場(chǎng)，汽車(chē)起重機(jī)無(wú)法到達(dá)作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)，因此只能采用軌道吊車(chē)進(jìn)行橫梁安裝拆除，根據(jù)太原樞紐施工組織需求，配備了兩組軌道車(chē)，一組為接觸網(wǎng)作業(yè)車(chē)+25T立桿吊+接觸網(wǎng)作業(yè)車(chē)，一組為接觸網(wǎng)作業(yè)車(chē)+25T軌道吊。針對(duì)現(xiàn)有的條件，對(duì)硬橫梁架設(shè)提出如下兩種可供選擇的吊裝方案。

方案1：兩臺(tái)軌道車(chē)組雙機(jī)吊裝中間拼接

設(shè)計(jì)圖紙給出橫梁共5節(jié)，使用兩組軌道車(chē)雙機(jī)吊裝，一臺(tái)吊車(chē)吊裝2節(jié)與一側(cè)邊柱進(jìn)行連接，另一臺(tái)吊車(chē)吊裝3節(jié)橫梁與另一側(cè)邊柱連接，待兩邊邊柱連接好后再在空中將兩節(jié)橫梁進(jìn)行對(duì)接，如圖1所示。

圖1 兩臺(tái)軌道車(chē)組雙機(jī)吊裝中間拼接設(shè)計(jì)

方案2：?jiǎn)闻_(tái)車(chē)組單機(jī)吊裝

橫梁長(zhǎng)度較長(zhǎng)無(wú)法通過(guò)軌道車(chē)組進(jìn)行整組運(yùn)送，且施工現(xiàn)場(chǎng)既有相鄰橫梁跨距小于橫梁長(zhǎng)度，因此只能提前通過(guò)軌道車(chē)組將橫梁分節(jié)運(yùn)送至施工現(xiàn)場(chǎng)，放置在新建線路上即新建太焦左線上，由于新建太焦左線距離橫梁中心對(duì)應(yīng)股道（太中銀下行）距離較長(zhǎng)，只能將軌道車(chē)組放在動(dòng)車(chē)走行線上行進(jìn)行橫梁吊裝架設(shè)作業(yè)，經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)勘查，軌道車(chē)占據(jù)股道上方承導(dǎo)線影響橫梁架設(shè)，因此需要在封鎖點(diǎn)內(nèi)將承導(dǎo)線進(jìn)行撥移，橫梁架設(shè)完成后再恢復(fù)，如圖2、圖3所示。

圖2 單臺(tái)車(chē)組單機(jī)吊裝設(shè)計(jì)

通過(guò)分析發(fā)現(xiàn)：采用雙機(jī)吊存在作業(yè)配合難度大，安全風(fēng)險(xiǎn)系數(shù)高，作業(yè)效率低的缺點(diǎn)，而采用單機(jī)吊裝可以有效克服上述缺點(diǎn)，但單機(jī)吊裝對(duì)吊機(jī)本身及現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)環(huán)境要求高，所以決定對(duì)第二中方案進(jìn)行比對(duì)現(xiàn)場(chǎng)條件軌道車(chē)組中心距現(xiàn)場(chǎng)橫梁預(yù)拼位置12.5m的距離進(jìn)行模擬演練，試驗(yàn)結(jié)果為接觸網(wǎng)作業(yè)車(chē)+25T立桿吊+接觸網(wǎng)作業(yè)車(chē)車(chē)組可以安全高效地完成硬橫梁架設(shè)任務(wù)。

圖3 接觸網(wǎng)硬橫梁架設(shè)施工方案

2.2 橫梁安裝步驟

（1）封鎖點(diǎn)開(kāi)始接觸網(wǎng)未停電，軌道車(chē)就位開(kāi)始打支腿并將支腿用3T鏈條葫蘆拉至鋼軌上進(jìn)行加固，對(duì)應(yīng)定位點(diǎn)既有接觸網(wǎng)撥移人員將梯車(chē)、工具、材料準(zhǔn)備到位，下部輔助人員開(kāi)始用風(fēng)炮將橫梁邊柱地腳螺栓螺帽擰松；技術(shù)人員開(kāi)始對(duì)需要撥移的接觸網(wǎng)進(jìn)行數(shù)據(jù)測(cè)量記錄。

（2）接觸網(wǎng)停電地線也接掛完畢，施工負(fù)責(zé)人通知可以施工作業(yè)，既有接觸網(wǎng)撥移人員開(kāi)始利用梯車(chē)進(jìn)行接觸網(wǎng)撥移，硬橫梁架設(shè)人員上硬橫梁邊柱準(zhǔn)備，拉風(fēng)繩人員進(jìn)行橫梁風(fēng)繩固定（只系不受接觸網(wǎng)影響的一側(cè)）及橫梁吊裝鋼絲繩固定；吊車(chē)司機(jī)確認(rèn)支腿已加固到位，確保吊車(chē)狀態(tài)良好后順線路伸出吊臂。

（3）既有接觸網(wǎng)撥移到位，吊車(chē)司機(jī)將吊臂向橫梁架設(shè)時(shí)需要轉(zhuǎn)動(dòng)到的位置進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)，確定接觸網(wǎng)不影響橫梁架設(shè)時(shí)吊臂擺動(dòng)，然后吊臂轉(zhuǎn)向橫梁預(yù)拼位置開(kāi)始進(jìn)行起吊。

（4）橫梁起吊至離地面1m位置時(shí)停止起吊，進(jìn)行穩(wěn)吊1min，確認(rèn)吊車(chē)及橫梁狀態(tài)良好后再繼續(xù)起吊，將橫梁吊起至高于既有橫梁1m位置時(shí)吊車(chē)轉(zhuǎn)動(dòng)吊臂同時(shí)下部輔助人員通過(guò)拉風(fēng)繩將橫梁慢慢轉(zhuǎn)至橫梁安裝位置上方，吊車(chē)開(kāi)始慢慢將橫梁放至橫梁安裝位置，同時(shí)一側(cè)邊柱上人員配合地面輔助人員開(kāi)始用手捕捉橫梁，待橫梁下放位置與支柱法蘭盤(pán)位置誤差不大時(shí)，吊車(chē)和下部輔助人員配合邊柱上人員進(jìn)行微調(diào)對(duì)位，同時(shí)另一側(cè)支柱上人員將風(fēng)繩系好給下部輔助人員。

（5）待一側(cè)支柱上人員位置對(duì)好后開(kāi)始穿螺桿，每個(gè)法蘭盤(pán)穿2根螺桿但不上緊螺帽，開(kāi)始進(jìn)行另一側(cè)橫梁與支柱對(duì)位，通過(guò)吊車(chē)、下部拉風(fēng)繩人員、下部撬支柱人員、支柱上部人員同時(shí)配合進(jìn)行對(duì)位，先穿上部法蘭盤(pán)，待上部法蘭盤(pán)螺桿穿上后兩側(cè)支柱人員同時(shí)進(jìn)行上部法蘭盤(pán)螺桿緊固，緊固時(shí)遵循對(duì)角循環(huán)緊固原則。

（6）待上部法蘭盤(pán)螺桿全部緊固到位后，吊車(chē)再一次開(kāi)始下放，使吊鉤處于不受力狀態(tài)停止下放，兩側(cè)支柱人員同時(shí)對(duì)下部法蘭盤(pán)螺桿進(jìn)行緊固，緊固到位后檢查上部法蘭盤(pán)螺桿力矩是否存在松動(dòng)現(xiàn)象。

（7）待所有螺桿緊固完成后技術(shù)人員通過(guò)斜率尺檢查立柱是否直立或兩側(cè)斜率是否相同，如斜率不相同根據(jù)技術(shù)人員反饋施工負(fù)責(zé)人命令吊車(chē)收繩，微微使吊裝帶受力使橫梁往一側(cè)擺動(dòng)，待技術(shù)人員測(cè)量?jī)蓚?cè)支柱斜率相等后停止擺動(dòng)，下部輔助人員對(duì)支柱底盤(pán)縫隙墊墊片，然后使用風(fēng)炮將支柱地腳螺栓螺帽進(jìn)行緊固；緊固完畢后吊車(chē)松繩，上部人員將鋼絲繩解開(kāi)，吊車(chē)收臂，駛離作業(yè)地點(diǎn)。

（8）待軌道車(chē)組離開(kāi)作業(yè)地點(diǎn)后，既有接觸網(wǎng)撥移人員進(jìn)行既有接觸網(wǎng)恢復(fù)，技術(shù)人員對(duì)復(fù)核后的數(shù)據(jù)進(jìn)行測(cè)量與施工前數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比，如出現(xiàn)兩次數(shù)據(jù)較大的地方進(jìn)行調(diào)整處理，保證行車(chē)安全。

（9）施工作業(yè)完畢，人員、工器具材料撤出施工地點(diǎn)。

3 注意事項(xiàng)

3.1 質(zhì)量注意事項(xiàng)

（1）橫梁組裝時(shí)，嚴(yán)格安裝廠家編號(hào)組裝，螺栓緊固力矩符合設(shè)計(jì)要求。

（2）在橫梁安裝前要對(duì)橫梁長(zhǎng)度進(jìn)行復(fù)測(cè)，確定其誤差在允許范圍內(nèi)。

（3）在橫梁吊裝時(shí)在吊點(diǎn)處必須墊上橡膠皮，防止鋼絲繩破損橫梁鍍鋅層。

3.2 安全注意事項(xiàng)

（1）橫梁安裝過(guò)程中嚴(yán)格遵守施工負(fù)責(zé)人的統(tǒng)一指揮。

（2）人員嚴(yán)禁在吊臂下或吊起的橫梁下逗留或行走。

（3）吊裝作業(yè)前嚴(yán)格檢查鋼絲繩有無(wú)打結(jié)、斷股、銹蝕等現(xiàn)象，如有以上情況則堅(jiān)決不得使用。

（4）鋼絲繩套上吊鉤后用U型環(huán)將鋼絲繩卡在一起并將吊鉤的彈簧卡片卡到位，防止吊裝過(guò)程中脫鉤。

（5）嚴(yán)禁在雷雨天氣及大風(fēng)、大霧天氣進(jìn)行硬橫梁架設(shè)作業(yè)。

4 結(jié)語(yǔ)

本文結(jié)合施工現(xiàn)場(chǎng)特殊環(huán)境，研究高鐵樞紐大跨度硬橫梁更換施工，為今后高鐵樞紐硬橫梁更換施工提供了新的思路與經(jīng)驗(yàn)。硬橫梁架設(shè)方案在具體實(shí)踐運(yùn)用中，不僅保證了硬橫梁架設(shè)的質(zhì)量，也保證了施工安全與工期要求，得到了公司與業(yè)主的一致好評(píng)。