跨鐵路營業(yè)線大型進(jìn)站天橋整體吊裝施工技術(shù)

齊阿龍

【摘要】隨著我國經(jīng)濟(jì)社會(huì)的快速發(fā)展，越來越多既有公共建筑不能滿足新時(shí)期的需求，需要拆除或改造。本文以實(shí)際工程為例對(duì)跨鐵路營業(yè)線大型進(jìn)站天橋整體吊裝施工技術(shù)進(jìn)行了詳細(xì)的闡述。

【關(guān)鍵詞】進(jìn)站天橋;整體吊裝;臨時(shí)固定

【DOI】10.12334/j.issn.1002-8536.2021.28.093

國內(nèi)大量既有客站使用年限不長，主體結(jié)構(gòu)完好，但是其客運(yùn)設(shè)施、空間規(guī)劃布局、旅客進(jìn)出站流線等方面已不能滿足新時(shí)期的需求。部分重要城市亦受限于用地緊張且環(huán)境復(fù)雜、可用地塊交通不便和既有沿線鐵路運(yùn)營的需要、拆除和新建造價(jià)高等諸多困難。結(jié)合鐵路運(yùn)輸需求與既有大型公共建筑現(xiàn)狀，轉(zhuǎn)變對(duì)既有鐵路樞紐客站的拆舊立新觀念為對(duì)原建筑的改造、升級(jí)和擴(kuò)建觀念，改變其使用功能來滿足鐵道建筑高質(zhì)量發(fā)展的需求，這將逐步形成一種新的利用途徑和趨勢。

1、工程概況

茂名站，位于中國廣東省茂名市，是中國鐵路廣州局集團(tuán)有限公司管轄的二等站，為粵西重要的鐵路樞紐。為留住城市記憶，記錄城市發(fā)展，茂名站站房改造工程將拆除既有站房并重建，對(duì)既有火車站進(jìn)行改擴(kuò)建，新建鐵路車站南北廣場及配套基礎(chǔ)設(shè)施，站房總規(guī)模20000平方米，并新建進(jìn)站天橋連接南北站房。

2、跨鐵路營業(yè)線大型進(jìn)站天橋整體吊裝施工技術(shù)的重難點(diǎn)

跨鐵路營業(yè)線大型進(jìn)站天橋整體吊裝施工難重點(diǎn)受既有車站建筑影響、受鐵路封鎖多、安全風(fēng)險(xiǎn)高等因素影響，具體包括以下幾點(diǎn)：

（1）施工受天窗限制與多部門協(xié)調(diào)困難。目前火車站普速場已投入運(yùn)行，而天橋需橫跨火車站軌道，鋼結(jié)構(gòu)天橋在施工時(shí)，在施工段的火車軌道禁止火車通行，但也要保證火車站在施工期間保持正常運(yùn)行，協(xié)調(diào)組織困難;（2）既有鐵路站臺(tái)建筑物及設(shè)施施工保護(hù)?；疖囓壍赖纳戏接谢疖囃姷慕佑|網(wǎng)，鐵路局明確規(guī)定接觸網(wǎng)不能接觸任何火星，否則整段接觸網(wǎng)將完全報(bào)廢。此外站臺(tái)吊裝施工范圍內(nèi)設(shè)有既有的雨棚及設(shè)備管線不能收到施工影響;（3）原有雨篷上部為封閉結(jié)構(gòu)，雨篷頂距站臺(tái)面最高點(diǎn)距離為14.5m，且火車軌道的上方布滿接觸網(wǎng)，施工空間有限。（4）本工程的完工時(shí)間關(guān)系到鐵路的聯(lián)調(diào)聯(lián)試，工期僅為2個(gè)月時(shí)間，且僅允許在特定天窗時(shí)間內(nèi)（115分鐘）完成天橋從起吊、就位、連接等復(fù)雜工序，施工時(shí)間受到嚴(yán)格限制。

3、整體吊裝方案的優(yōu)勢

傳統(tǒng)鋼結(jié)構(gòu)拼裝施工中，通常根據(jù)其結(jié)構(gòu)型式和施工條件的不同，可選用高空拼裝法，整體吊裝法或高空滑移法進(jìn)行安裝。跨鐵路營業(yè)線大型進(jìn)站天橋吊裝僅允許在特定天窗時(shí)間內(nèi)（115分鐘）施工，要求吊裝的高效性;跨鐵路營業(yè)線大型進(jìn)站天橋作為人流量巨大的公共基礎(chǔ)設(shè)施項(xiàng)目，需要嚴(yán)格控制拼裝的精度、保證施工質(zhì)量;此外其特殊的施工環(huán)境對(duì)施工安全的要求非常高。為了滿足以上要求，本工程采取地面作業(yè)代替大量高空作業(yè)的整體吊裝方案，以規(guī)避高空拼焊涂裝的風(fēng)險(xiǎn)，保證拼裝精度與焊接、漆膜的施工質(zhì)量。經(jīng)過計(jì)算，該方案需要采用大噸位起重設(shè)備，還應(yīng)綜合吊車工作吊臂長度對(duì)接觸網(wǎng)影響以及對(duì)行走路線地基要求綜合考慮，統(tǒng)籌規(guī)劃。

4、跨鐵路營業(yè)線大型進(jìn)站天橋整體吊裝施工技術(shù)具體應(yīng)用

4.1吊裝準(zhǔn)備

（1）天橋吊裝過程中，需跨三股道接觸網(wǎng)，吊裝過程中需對(duì)接觸網(wǎng)做好預(yù)絞絲保護(hù)，兩跨天橋連接點(diǎn)位置焊接時(shí)做好接火斗防護(hù)，接火斗內(nèi)鋪防火棉，防止焊渣飛濺掉落至接觸網(wǎng)上，破壞接觸網(wǎng)。

（2）天橋吊裝過程中，需跨基本站臺(tái)及站臺(tái)雨棚，基本站臺(tái)雨棚柱北側(cè)范圍內(nèi)有東西走向給水管道;雨棚柱南側(cè)范圍內(nèi)有敷設(shè)了通信、信號(hào)光纜的管溝;基本站臺(tái)雨棚屋面板下設(shè)照明燈具及敷設(shè)有通信光纜、信息光纜及低壓電力電纜的兩路線槽。天橋吊裝前拉警示帶做臨時(shí)隔離，做好相關(guān)防護(hù)，通知相應(yīng)設(shè)備管理單位并制定應(yīng)急預(yù)案，天橋吊裝時(shí)請(qǐng)?jiān)O(shè)備管理單位對(duì)既有站臺(tái)、雨棚上的電纜、通信光纜盯控，配合登銷記。

（3）履帶吊行走區(qū)域，經(jīng)過既有站房首層地面以及原廣場石材地面，經(jīng)過現(xiàn)場觸探試驗(yàn)，原土地基承載力最小為169kPa，根據(jù)所需承載力反算結(jié)果換填、加固、硬化該區(qū)域，并且進(jìn)行試壓，確保地基承載力滿足使用要求;履帶吊行走路線范圍內(nèi)存在鋼混結(jié)構(gòu)消防水池與鋼混結(jié)構(gòu)化糞池，無法滿足履帶吊工作要求，吊裝前需對(duì)其采用砂質(zhì)黏土換填處理。

履帶吊工作區(qū)域采取換填、分層碾壓密實(shí)、澆筑砼面層（可根據(jù)承載力情況在底層鋪設(shè)鋼筋網(wǎng)）等方式加固。另外，履帶下可滿鋪矩形走道箱板降低對(duì)工作區(qū)域的壓力。通過理論驗(yàn)算和預(yù)壓觀測，均表明該基礎(chǔ)地基強(qiáng)度及沉降量符合要求才能進(jìn)行鋼箱梁整體吊裝施工。

（4）因茂名站4道不封鎖，2、3站臺(tái)有乘客上下乘行列車，需對(duì)2、3站臺(tái)做好防護(hù)措施，設(shè)置警戒帶，當(dāng)列車通過4道或?？繒r(shí)，需停止作業(yè)，作業(yè)期間還應(yīng)安排防護(hù)員及安全管理員做好盯控及旅客疏導(dǎo)。

4.2模擬試吊

根據(jù)天橋重量、吊機(jī)額定起重量及現(xiàn)場拆卸和裝車條件的限制等要求選擇起重設(shè)備，由于天橋跨度大，重量大，根據(jù)工程特點(diǎn)吊裝前需對(duì)天橋吊點(diǎn)、吊耳、吊具等進(jìn)行計(jì)算模擬以滿足吊裝過程的構(gòu)件不至于損壞的條件。如圖1所示，本工程吊運(yùn)狀態(tài)下的天橋應(yīng)力較小，滿足吊裝過程的構(gòu)件的安全需求。

將天橋運(yùn)至吊機(jī)工作半徑內(nèi)的定位點(diǎn)，對(duì)鋼天橋進(jìn)行同工況初次試吊。測量人員在試吊現(xiàn)場放出吊車臂最大吊裝半徑和回轉(zhuǎn)角度處的位置，并用紅油漆做出標(biāo)記。

試吊前對(duì)吊車各部件進(jìn)行詳細(xì)檢查，包括各傳動(dòng)部分，如發(fā)動(dòng)機(jī)、變速箱、軸承等部位，有無發(fā)熱、噪聲、振動(dòng)與漏油等現(xiàn)象，發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)處理。檢查各轉(zhuǎn)動(dòng)部位的潤滑情況，注意油溫及油量，檢查各表靈敏度及可靠性、準(zhǔn)確性。鋼絲繩狀況、安全防護(hù)狀況等均做認(rèn)真檢查，確信滿足使用要求后方可進(jìn)行下一步工作。

試吊時(shí)，天橋應(yīng)進(jìn)行調(diào)平，并提升離地面30cm，在空中保持平穩(wěn)10min。初次試吊主要是為了找準(zhǔn)天橋吊點(diǎn)、檢查受力點(diǎn)是否牢固、復(fù)核天橋重量、復(fù)核對(duì)接點(diǎn)偏差及撓度誤差是否與設(shè)計(jì)相復(fù)核;若偏差超過設(shè)計(jì)要求，需及時(shí)糾偏。當(dāng)天橋倒運(yùn)至指定吊裝位置時(shí)，需進(jìn)行第二次試吊，該次試吊時(shí)，吊裝半徑采用計(jì)算吊裝半徑進(jìn)行試吊，該次試吊主要是為了檢驗(yàn)地基承載力是否滿足吊裝要求及吊裝半徑內(nèi)是否碰撞既有天橋側(cè)面幕墻玻璃。

4.3天橋安裝方位的調(diào)整

當(dāng)構(gòu)件垂直起吊至預(yù)設(shè)垂直高程時(shí)，在橋梁兩端固定纜風(fēng)繩對(duì)橋梁進(jìn)行順時(shí)針轉(zhuǎn)向，過程中輔以2組人員通過引導(dǎo)框架就位方向。待起吊高度超過立柱高度后，旋轉(zhuǎn)天橋，旋轉(zhuǎn)過程需保持鋼構(gòu)平衡和嚴(yán)防磕碰，使得天橋與車身平行（與股道垂直），并保持與股道上方電力網(wǎng)4米以上垂直安全距離，待構(gòu)件平穩(wěn)后在徐徐下落。

吊車趴臂，把天橋橫移吊運(yùn)至安裝位置正上空，然后緩慢下鉤，并在指揮技術(shù)人員的指導(dǎo)下調(diào)整到位。橫移吊運(yùn)過程中，密切留意天橋與既有站臺(tái)雨篷和接觸網(wǎng)間距。

4.4精準(zhǔn)就位及連接

天橋被勻速橫移至吊裝框架與既有天橋距離0.5米范圍，吊機(jī)暫停吊裝，調(diào)整吊車位置及參數(shù)，利用手拉葫蘆與原天橋焊接的吊鉤相連接，完成后吊機(jī)在緩緩下放，接近支座時(shí)加強(qiáng)動(dòng)態(tài)監(jiān)控量測。吊裝到達(dá)對(duì)接口時(shí)利用連接擋板先行固定一側(cè)，再利用葫蘆手拉、千斤頂?shù)韧瓿闪硪粋?cè)的對(duì)接，完成精準(zhǔn)就位，校正調(diào)整滿足安裝精度范圍后立即固定，待技術(shù)人員觀察支座固定與橋身沉降變形情況，確認(rèn)穩(wěn)定后方可摘鉤。

設(shè)備在吊裝作業(yè)過程中，遇風(fēng)或其他因素使得物件產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)，吊裝過程必須用纜風(fēng)繩遛尾，避免吊裝物件回轉(zhuǎn)時(shí)與結(jié)構(gòu)或吊臂發(fā)生碰撞。

對(duì)連接部位進(jìn)行加焊及定位螺栓安裝以臨時(shí)固定，主體框架吊裝完成后復(fù)核精度，對(duì)連接部位進(jìn)行加焊和安裝定位螺栓，吊裝作業(yè)與臨時(shí)固定需在一個(gè)天窗點(diǎn)內(nèi)完成，而后續(xù)連接部位的終焊則利用后續(xù)天窗點(diǎn)。

4.5 有限時(shí)間整體吊裝施工的臨時(shí)固定連接節(jié)點(diǎn)

本工程為跨營業(yè)線鋼結(jié)構(gòu)施工，在整體吊裝過程僅允許在特定天窗時(shí)間內(nèi)（115分鐘）就完成了天橋從起吊、就位、連接等工序，在滿足其他必要吊裝施工工序，連接施工的預(yù)設(shè)連接部位加強(qiáng)固定時(shí)間僅為15min，其中臨時(shí)加強(qiáng)固定連接節(jié)點(diǎn)達(dá)八處，采用傳統(tǒng)螺栓與焊接一次連接到位，基本不可能完成。因此，本吊裝工程連接工序采用牛腿與掛梁的上下榫齒搭拼以減少施焊的臨時(shí)固定方案，把最終緊固連接工序單獨(dú)作為獨(dú)立任務(wù)放在后續(xù)天窗時(shí)間。

天橋箱型掛梁與既有天橋預(yù)留箱梁牛腿連接節(jié)點(diǎn)，如圖2所示，箱型掛梁與箱梁牛腿內(nèi)內(nèi)各自焊接2個(gè)內(nèi)環(huán)板（三面坡口焊），上下兩塊翼緣板設(shè)為縱向長短不一，使對(duì)接截面形成上下齒口，實(shí)現(xiàn)牛腿與掛梁的上下榫齒搭拼，預(yù)留牛腿連接節(jié)點(diǎn)整體外形與所要連接的鋼結(jié)構(gòu)連接部位一致。

另外在預(yù)留牛腿腹板特定位置處焊接變截面定位鋼板，形成喇叭口式嵌入連接節(jié)點(diǎn)，以實(shí)現(xiàn)吊裝施工的快速定位對(duì)接。在箱型掛梁對(duì)接口上設(shè)置擱置板（節(jié)點(diǎn)施焊完成后將切割）來承受鋼梁翼緣所傳來的強(qiáng)大的剪力，擱置板側(cè)面設(shè)加勁板防止其平面外屈曲，采用坡口焊接來傳遞拉力，增強(qiáng)連接節(jié)點(diǎn)的抗彎剪能力。

4.6吊裝施工注意事項(xiàng)與防范措施

本工程不同于其他常規(guī)吊裝工程，工程最大的特點(diǎn)是要在既有火車站雨篷的內(nèi)部跨鐵路營業(yè)線施工，并且在天橋施工過程中不能影響火車站的正常運(yùn)行，現(xiàn)場施工環(huán)境異常復(fù)雜。做好以下吊裝施工措施：

（1）指揮協(xié)調(diào);吊裝當(dāng)晚總指揮位于既有天橋屋面頂部，副指揮位于站臺(tái)雨棚屋面牛腿處，吊裝過程中，總指揮與副指揮同時(shí)觀察對(duì)接部位情況，共同確認(rèn)無誤后方可連接固定板。過程中指揮人員與司機(jī)、作業(yè)人員通過對(duì)講機(jī)溝通。

（2）起重設(shè)備控制措施;履帶吊進(jìn)場拼裝完成后，及時(shí)向特種設(shè)備檢測中心進(jìn)行申報(bào)檢測，合格后方可使用，注意履帶吊拆卸轉(zhuǎn)場重新安裝后需重新檢測。同時(shí)向鐵路部門提供履帶吊施工單位資質(zhì)證書、司機(jī)上崗證書等復(fù)印件。

（3）施工環(huán)境控制;天橋吊裝前，先根據(jù)施工計(jì)劃向鐵路部門申請(qǐng)停電封鎖時(shí)間，鋼箱梁吊裝整個(gè)過程需要控制在封鎖時(shí)間內(nèi)進(jìn)行。

（4）過程監(jiān)控;鋼箱梁下落過程中必須加強(qiáng)動(dòng)態(tài)監(jiān)控量測，確保鋼箱梁就位后各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)均能滿足規(guī)范和設(shè)計(jì)要求。

（5）延點(diǎn)措施;吊裝施工時(shí)，根據(jù)作業(yè)天窗施工作業(yè)計(jì)劃表，當(dāng)其中一步計(jì)劃超出圖定作業(yè)時(shí)間，不能按時(shí)完成該步驟作業(yè)時(shí)，應(yīng)立即停止施工，取消下部作業(yè)計(jì)劃，進(jìn)行退場作業(yè)安排。同時(shí)解決吊裝過程中遇到的困難，為下個(gè)天窗做好準(zhǔn)備。

（6）超時(shí)應(yīng)急措施;當(dāng)最后一步作業(yè)完成時(shí)，若退場不及時(shí)，造成延點(diǎn)超時(shí)，需立即與各設(shè)備管理單位、調(diào)度所、運(yùn)輸部門等聯(lián)系，嚴(yán)禁瞞報(bào)或盲目開通。同時(shí)現(xiàn)場立即啟動(dòng)應(yīng)急預(yù)案，加快清點(diǎn)物料及人員，及時(shí)撤離現(xiàn)場。

結(jié)語：

既有鐵路樞紐客站的改造提升普遍具有施工難度大、工期緊的特點(diǎn)，均或多或少的涉及鐵路營業(yè)線施工，尤其是在既有線路側(cè)新建一座站房，然后拆除老站房并重建，通過新建跨線鋼結(jié)構(gòu)天橋的方案進(jìn)行連接的站房站改工程。在既有線路上加裝天橋的案例為數(shù)不多，因此，此次科研課題專注于營業(yè)線新建進(jìn)站天橋吊裝施工，可為今后的站改工程提供參考，具有良好的指導(dǎo)意義。

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