高海拔地區(qū)汽車吊架設(shè)鐵路T 梁技術(shù)研究

謝顯紅XIE Xian-hong

（中鐵十二局集團(tuán)第一工程有限公司，西安 710038）

0 引言

在傳統(tǒng)鐵路橋梁架設(shè)中，一般采用架橋機(jī)進(jìn)行鋪架作業(yè)，該作業(yè)方法不但施工安全，而且由于梁體架設(shè)工程量大，使得每片梁體架設(shè)成本大大降低。但架橋機(jī)作業(yè)也有諸多限制，比如需要架設(shè)梁體需要達(dá)到一定規(guī)模，需要龍門吊及運(yùn)梁車等諸多大型機(jī)械設(shè)備相互配合，而且必須待線下工程全部完成后方可開始作業(yè)，使得與前期很多工序無法形成流水搭接，從而對(duì)工期也產(chǎn)生一定影響。當(dāng)鐵路橋梁架設(shè)規(guī)模較小時(shí)，一般采用汽車吊等傳統(tǒng)吊裝設(shè)備進(jìn)行梁體架設(shè)，該方法不但避免了架橋機(jī)安拆所產(chǎn)生的巨額費(fèi)用，而且施工靈活，其他施工工序?qū)ζ溆绊戄^小，因此在施工規(guī)模較小時(shí)一般采用該方法。但在高海拔地區(qū)由于含氧量降低，汽車吊等機(jī)械設(shè)備無法完全發(fā)揮出其機(jī)械性能，在吊裝跨徑不變的條件下，普通地區(qū)時(shí)的吊重與高海拔地區(qū)時(shí)有很大區(qū)別的。在拉薩西改擴(kuò)建工程GNKNSG-04 標(biāo)段柳東路中橋T 梁架設(shè)施工中，通過對(duì)汽車吊在高海拔地區(qū)的吊裝性能進(jìn)行試驗(yàn)和改進(jìn)，從而很好的解決了在高海拔地區(qū)汽車吊架設(shè)梁體的一系列技術(shù)難題，不但降低了施工成本，而且保證了T 梁架設(shè)的安全性。通過現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際應(yīng)用，該類型吊裝在高海拔地區(qū)鐵路T 梁鋪設(shè)施工中取得很好的效果。

1 工程概況

柳東路中橋（單線）和拉薩西雙線立交中橋（雙線）均為2 跨結(jié)構(gòu)橋梁，每跨設(shè)置3 片T 梁，兩橋合計(jì)12 片T梁。梁體預(yù)制位于協(xié)榮站東側(cè)制梁場(chǎng)，T 梁通過協(xié)榮站裝車通過鐵路運(yùn)輸至拉薩西貨場(chǎng)，然后在貨場(chǎng)裝卸車通過運(yùn)梁車將梁運(yùn)至柳東路架設(shè)處，吊車架梁時(shí)通過吊車提梁裝上炮車運(yùn)輸至橋下采用吊車架梁，每片梁自重約為143.3t，采用一臺(tái)180t 和一臺(tái)260t 的吊車架梁。

2 T 梁架設(shè)施工工藝及方法

2.1 施工工藝

T 梁架設(shè)主要工序內(nèi)容：T 梁裝車，T 梁運(yùn)輸，支座安裝，現(xiàn)場(chǎng)吊裝，落梁，錨固支座螺栓、落梁到位，測(cè)量橋面寬度，橫向聯(lián)接焊接，支座灌漿，圍板安裝。

2.2 T 梁裝車

當(dāng)梁片強(qiáng)度達(dá)到架設(shè)要求后，通知申請(qǐng)的運(yùn)梁火車裝運(yùn)?；疖嚲臀缓笸ㄖ噭?wù)等檢查驗(yàn)收裝梁車性能及配置設(shè)施是否完善，緩沖裝置配置到位驗(yàn)收合格后方可進(jìn)行T 梁裝車。運(yùn)梁火車停放在裝梁線上，采用兩臺(tái)100t 龍門吊從存梁區(qū)吊裝至運(yùn)梁車上，經(jīng)裝載加固后驗(yàn)收合格后，發(fā)運(yùn)至拉薩西散堆裝貨8 道，通過汽車吊卸裝至輪式運(yùn)梁車上，經(jīng)過再一次裝載加固，從散堆貨8 道右側(cè)場(chǎng)坪運(yùn)至新建門衛(wèi)房，沿波瑪路途徑那曲高級(jí)中學(xué)且在第一個(gè)紅綠燈路口左轉(zhuǎn)，進(jìn)入柳東路直行600m 左右運(yùn)至架設(shè)處。

T 梁運(yùn)輸距離長(zhǎng)，T 梁加固必須牢固可靠，不能存在任何大意思想，為進(jìn)一步保證T 梁運(yùn)輸安全，對(duì)T 梁加固作如下要求：①T 梁在運(yùn)梁車平板上落梁就位時(shí)重心線必須與平板中心線對(duì)齊。②運(yùn)梁車平板轉(zhuǎn)向支架上T 梁放置處必須安放不小于2cm 厚的橡膠墊板，若橡膠墊板破損及時(shí)更換。③T 梁就位后底部加固時(shí)必須用方木塞緊，不滿足要求時(shí)必須加塞木楔。防止T 梁橫向移動(dòng)，同時(shí)要在方木端頭處劃線，用于觀察運(yùn)輸途中T 梁是否位移。如圖1。④T 梁就位后斜撐支撐時(shí)，若是雙桿支撐斜撐加固。⑤T梁就位后斜撐支撐時(shí)，若是單桿支撐斜撐加固必須使用鋼絲繩或鐵絲將斜撐斜拉固定底座掛鉤上，將單桿斜撐固定住，防止行走途中斜撐桿松動(dòng)位移不起作用。如圖2。⑥T梁就位后斜撐加固好之前不得拆除吊梁鋼絲繩，嚴(yán)格控制T 梁裝車加固過程，嚴(yán)格按照施工加固程序施工，嚴(yán)禁在沒有任何防護(hù)措施的情況下撤掉鋼絲繩，將T 梁立在運(yùn)梁車平板上，防止T 梁在加固過程中傾覆。⑦T 梁裝車完畢，發(fā)車前必須由車務(wù)相關(guān)人員和指揮部裝梁組技術(shù)負(fù)責(zé)人共同進(jìn)行檢查，確認(rèn)加固捆綁合格后方可發(fā)車。

圖1 T 梁運(yùn)輸加固圖

圖2 T 梁?jiǎn)螚U支撐加固示意圖

2.3 現(xiàn)場(chǎng)吊裝

根據(jù)規(guī)劃好的吊車站位提前放樣，將吊車支設(shè)在指定位置，架梁順序詳見表1 拉薩西架梁施工順序表。架設(shè)吊裝時(shí)180t 吊車靠近橋臺(tái)支設(shè)，260t 吊車靠近橋墩支設(shè)。架梁一共分三次進(jìn)行，吊裝索具固定方式采用鋼絲繩外套直接掛吊車大鉤方式。

表1 拉薩西架梁施工順序表

第一次架設(shè)雙線橋格臺(tái)至1#墩左邊梁1-1（直）、右邊梁1-2（直），1#墩至拉臺(tái)左邊梁1-3（直）、右邊梁1-4（直）。吊裝時(shí)180t 吊車距離橋臺(tái)中心位置6.0m,260t 吊車需要臨時(shí)過渡，梁不一次吊裝到位，因距離較遠(yuǎn)，采用過渡將梁第一次放置在單線橋1#墩，第二次架設(shè)到位，180t 拉臺(tái)吊車站位同格臺(tái)對(duì)稱。

第二次架設(shè)雙線橋格臺(tái)至1#墩左邊梁2-1（直）、右邊梁2-2（直），1#墩至拉臺(tái)左邊梁2-3（直）、右邊梁2-4（直）。吊車站位往遠(yuǎn)離既有線方向順移，180t 吊車確保作業(yè)半徑不超過6m，260t 吊車確保作業(yè)半徑不超過8.5m。

第三次架設(shè)單線橋格臺(tái)至1#墩左邊梁3-1（曲）、右邊梁3-2（曲），1#墩至拉臺(tái)左邊梁3-3（直）、右邊梁3-4（直）。吊車站位往遠(yuǎn)離既有線方向順移，180t 吊車確保作業(yè)半徑不超過6m，260t 吊車確保作業(yè)半徑不超過8.5m。如圖3 所示。

圖3 T 梁架設(shè)吊車站位圖

2.4 落梁、錨固支座螺栓

落梁前準(zhǔn)備工作，將墊石頂灰塵清洗干凈，預(yù)留孔雜物清理干凈，復(fù)測(cè)墊石頂標(biāo)高和標(biāo)記墊石中心十字線。

落梁前在支撐墊石頂面鋪一層厚20～30mm 的M50干硬性無收縮砂漿，砂漿頂面鋪成中間略高于四周的形狀，落梁就位后，清理擠壓到支座外面的砂漿。

當(dāng)梁落至低位后，先進(jìn)行縱向?qū)ξ辉龠M(jìn)行橫移梁。橫移到位后安裝支座地腳螺栓，地腳螺栓采用扳手緊固，開始落梁，確保梁底中心線和墊石中心線重合即對(duì)位準(zhǔn)確落梁就位。第一片梁落梁到位后對(duì)梁端兩側(cè)進(jìn)行方木斜支撐，必要時(shí)也可用倒鏈將梁板邊預(yù)埋T 鋼與橋臺(tái)預(yù)埋T 鋼連接確保梁體的穩(wěn)定。第二片梁落梁到位后對(duì)兩邊梁橫向端頭和跨中通過焊接鋼板連接，濕接縫處通過焊接臨時(shí)鋼筋連接，確保梁體的穩(wěn)定。

3 吊裝模擬試吊試驗(yàn)

3.1 試驗(yàn)?zāi)康?/h3>

驗(yàn)證吊裝方案的可行性和吊裝過程中吊車的穩(wěn)定性，排除吊車會(huì)傾覆的可能性。

3.2 試吊配置及環(huán)境對(duì)比

機(jī)械配置：試吊機(jī)械配置和現(xiàn)場(chǎng)吊裝作業(yè)機(jī)械配置一致；

地面環(huán)境：試吊裝場(chǎng)地地基承載力和施工現(xiàn)場(chǎng)地基承載力一致。

試吊參數(shù)：一致（180t 吊車工作幅度6m、主臂伸長(zhǎng)值為13.8m；260t 吊車工作幅度8.5m、主臂伸長(zhǎng)值為13.6m）

試吊重物：一致（均為32 米T 梁）

試吊高度：一致（7m）

3.3 試吊過程

根據(jù)方案機(jī)械配置要求，將180t 吊車和260t 吊車按要求組拼并支設(shè)完成，180t 吊車工作幅度按6m 控制，主臂伸長(zhǎng)值為13.8m，吊點(diǎn)設(shè)置在距離梁端1m 位置，起吊高度為7m（指梁底距離地面的垂直高度），260t 吊車工作幅度按8.5m 控制，主臂伸長(zhǎng)值為13.6m，吊點(diǎn)設(shè)置在距離梁端1m 位置，起吊高度為0.1m（指梁底距離地面的垂直高度），同時(shí)起吊T 梁。

3.4 試驗(yàn)結(jié)論

通過模擬試吊并存放梁板4 片，試吊過程中吊車起升和降落平穩(wěn)，整個(gè)吊裝作業(yè)順利且連續(xù)，未發(fā)現(xiàn)安全隱患和吊車傾覆現(xiàn)象。根據(jù)此次現(xiàn)場(chǎng)模擬試吊試驗(yàn)可以驗(yàn)證拉薩西吊車架梁方案可行。

4 汽車吊吊裝受力驗(yàn)算

4.1 T 梁吊裝鋼絲繩、索具的檢算及選擇

P 拉=QJ/Nsin85°

QJ=K 動(dòng)×G 設(shè)

其中：p 拉——吊索拉力；QJ——計(jì)算荷載；K 動(dòng)——?jiǎng)雍奢d系數(shù)1.1；G 設(shè)——T 梁重量143.3 + 吊鉤和鋼絲繩重量1.5t=144.8t；N——吊索分支數(shù)，為4；p——鋼絲繩破斷力；K——安全系數(shù)，為6；

P 拉=QJ/Nsin85°

=1.1×144.8/4sin85°

=39.98t

P=p 拉×K=39.98×6=239.88t

查鋼絲繩參數(shù)表選6×37，ψ=65mm 的鋼絲繩，其破斷力為266.6t＞p=239.88t，故滿足安全要求。

4.2 吊車支腿壓力計(jì)算

單片T 梁重量為144t，每臺(tái)吊車架梁承重約72t，吊點(diǎn)位置為梁端lm 處。

政治參與理論下，對(duì)我國(guó)參與政治生活的公民提出一系列要求，隨著我國(guó)政治的不斷發(fā)展和完善，政治參與理論也逐漸優(yōu)化和進(jìn)步，這樣對(duì)參與者的素質(zhì)也提出了更高的要求。

4.2.1 180 t 吊車支腿壓力計(jì)算

①180t 汽車吊整機(jī)自重：G=54t，承受梁體重量72t；

考慮動(dòng)載荷時(shí)汽車吊起吊重量：Q=72*1.4=100.8t（動(dòng)載系數(shù)取為1.4）

②吊裝對(duì)X，Y 軸的力矩

Mx=100.8*12.1=1219.68t.m

My=100.8*13.3=1340.64t.m

③180t 汽車吊支腿壓力分散處理

180 t 汽車吊支腿底座尺寸為0.6m×0.6m，支腿下方路基板尺寸為1.5m×1.5m，則地面應(yīng)力擴(kuò)散面積為：

S=1.5m×1.5m=2.25m2。

經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)，地基處理后承載力≥250kPa，因此符合受力要求。

4.2.2 260 t 汽車吊支腿地基承載力驗(yàn)算

考慮到260t 吊車吊裝時(shí)的實(shí)際工況，吊車吊裝過程中，梁體與吊車一個(gè)支腳在同一直線時(shí)為吊車最不利受力狀態(tài)（如圖4 所示），支腿2 受力最大。260t 汽車吊自重為G1=70t，吊車配重G2=38t，吊重Q=25.2t，支腿全伸尺寸為7.04m*8.5m。

圖4 260t 汽車吊起吊示意圖

4.3 腿最大壓力

①承受梁體重量72t；考慮動(dòng)載荷時(shí)汽車吊起吊重量:Q=72*1.4=100.8t（動(dòng)載系數(shù)取為1.4）。

②吊裝對(duì)X,Y 軸的力矩。

Mx=100.8*9=907.2t.m

My=100.8*10.7=1078.56t.m

③260t 汽車吊支腿壓力分散處理。

260 t 汽車吊支腿底座尺寸為0.75m×0.75m，支腿下方路基板尺寸為1.8m×1.8m，則地面應(yīng)力擴(kuò)散面積為：

經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)，地基處理后承載力≥250kPa，因此符合受力要求。

5 質(zhì)量保證措施

①吊車作業(yè)前，必須進(jìn)行試吊，確認(rèn)安全后方可正式吊裝。進(jìn)行試吊時(shí)，吊車要緩慢起吊，并由專人負(fù)責(zé)檢查吊索、吊具及梁體情況，檢查是否有變形、斷絲等不利因素，發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)停止起吊，待處理后繼續(xù)作業(yè)。②在梁兩端各拴兩根引導(dǎo)繩，起吊時(shí)設(shè)專人拉牽引繩，防止梁體擺動(dòng)，保證梁在空中穩(wěn)定。③用于吊裝的設(shè)備，工具應(yīng)進(jìn)行嚴(yán)格的檢查，確保其質(zhì)量狀態(tài)完好。④在吊裝過程中，梁板上嚴(yán)禁浮擱料具。起吊過程中，梁上嚴(yán)禁站人。⑤嚴(yán)禁夜間進(jìn)行吊裝作業(yè)，光線不好時(shí)設(shè)置充足的照明。⑥施工所使用的機(jī)具明確責(zé)任使用者，機(jī)具、工具分類整齊地?cái)[放在易取、無障礙的場(chǎng)所，因需要在線路附近放置時(shí)嚴(yán)禁侵入限界。⑦吊裝作業(yè)必須專人指揮，服從命令、守紀(jì)律、執(zhí)行制度，施工現(xiàn)場(chǎng)設(shè)專職防護(hù)員進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)防護(hù)，掌握列車運(yùn)行情況，所需的各種線上料要分類堆碼整齊、牢固。⑧吊索安裝時(shí)，注意對(duì)點(diǎn)準(zhǔn)確、調(diào)正，嚴(yán)禁強(qiáng)拉硬頂，以免傷及結(jié)構(gòu)。

6 結(jié)束語

通過在高海拔地區(qū)對(duì)對(duì)汽車吊架設(shè)鐵路T 梁的工藝進(jìn)行試驗(yàn)和優(yōu)化，從而很好的解決了在高海拔地區(qū)傳統(tǒng)機(jī)械吊裝的難題。通過現(xiàn)場(chǎng)實(shí)踐證明，改進(jìn)后的吊裝工藝不但降低了施工措施費(fèi)用，而且也提高了高海拔地區(qū)大噸位吊裝安全性，此方法為后續(xù)類似施工提供了借鑒和參考。