上跨營(yíng)運(yùn)線門式墩鋼蓋梁吊裝施工技術(shù)

張達(dá) ZHANG Da

（中鐵十七局集團(tuán)第三工程有限公司，石家莊 050081）

0 引言

安九鐵路是我國(guó)“八縱八橫”高速鐵路網(wǎng)的重要組成部分，北接商合杭高鐵、合寧高鐵、合安高鐵等，南接寧安高鐵。安慶北特大橋于ZDK3+945 跨既有合九鐵路安慶線，由于斜交角度較大，采用24m 簡(jiǎn)支箱梁（門式墩）跨越。門式墩橫梁采用單箱單室鋼箱結(jié)構(gòu)，工廠加工、現(xiàn)場(chǎng)吊裝法施工。施工難點(diǎn)為大段位吊裝、場(chǎng)地處理、鋼結(jié)構(gòu)拼裝定位技術(shù)、安全管理。46～51 號(hào)墩施工時(shí)，采用鋼板樁防護(hù)。

本文針對(duì)安九鐵路安慶北特大橋通過門式墩鋼蓋梁上跨安慶線施工技術(shù)進(jìn)行研究。

1 工程概況

安九鐵路安徽段跨安慶北特大橋位于安徽省安慶市，通過46#-51#門式墩鋼蓋梁跨越安慶線單股道，線路與安慶線右前角約8°，門式墩下部結(jié)構(gòu)均為鉆孔樁+矩形承臺(tái)+矩形墩柱結(jié)構(gòu)，上部為跨徑22m 鋼蓋梁+24.6m 雙線簡(jiǎn)支箱梁。墩頂設(shè)1.5m 高×2.5m 長(zhǎng)×2.5m 寬的方柱，外圍區(qū)域待二期恒載結(jié)束后現(xiàn)澆。鋼蓋梁橫橋向長(zhǎng)度為25.5m，順橋向?qū)挾?.8m，截面高度2.556m；底部設(shè)鋼支腿與墩柱連接，為1.5×1.108m 圓弧鋼板與墩頂預(yù)埋鋼板相連接，左、右墩頂均預(yù)埋8 根Ф25mm 精軋螺紋鋼與鋼蓋梁進(jìn)行錨固。

2 施工重難點(diǎn)分析

①既有管線多。安慶線為既有開通電氣化線路，開工前，應(yīng)加強(qiáng)對(duì)既有管線調(diào)查，在營(yíng)運(yùn)線周邊采用挖探溝或儀器探測(cè)相結(jié)合的方式，安排人員進(jìn)行詳細(xì)探索，確保施工前探明所有地下管線，并與設(shè)備管理單位進(jìn)行協(xié)商，明確遷改方案，先進(jìn)行遷改，管線遷改完成后再進(jìn)行施工；不需要遷改的管線，探明情況后采取防護(hù)保護(hù)措施，做好標(biāo)記，保證既有設(shè)備安全。

②施工空間小。吊裝過程中車輛交通、電線、接觸網(wǎng)以及其他鐵路設(shè)備等影響造成施工場(chǎng)地受限。

③施工時(shí)間緊。鋼蓋梁自重較大，吊裝場(chǎng)地地基承載力滿足吊裝要求，并且需合理選擇吊裝設(shè)備（含吊裝索具、吊耳）在天窗點(diǎn)內(nèi)完成吊裝作業(yè)。

④精度要求較高。鋼蓋梁須與墩身螺紋鋼進(jìn)行連接，需精確測(cè)量墩身預(yù)埋精軋螺紋鋼的平面位置，防止吊裝時(shí)錯(cuò)位，導(dǎo)致鋼蓋梁就位困難。

圖1 安慶北特大橋46#-51# 門式墩鋼蓋梁跨越安慶線

3 吊車選型

吊裝鋼絲繩及履帶吊吊鉤重量為11.88t，墊石及其附屬4.244t，附件重量2.5t（吊圍欄及吊耳等），考慮吊車高空吊裝受場(chǎng)地不平整、基礎(chǔ)沉降及風(fēng)的影響，吊車安全系數(shù)取1.25，6 榀門式墩鋼梁最大自重為133.4t（詳見表1），起升高度為39.705m。

履帶吊的臂長(zhǎng)與幅度、起升高度理論上形成直角三角形，按照勾股定律計(jì)算臂長(zhǎng)。

根據(jù)履帶吊主臂的性能參數(shù)，實(shí)際取L=54m。

查QUY650t 履帶吊參數(shù)表，選取型號(hào)如下：

履帶吊品牌：徐工

履帶吊型號(hào)：QUY650t

履帶吊工況：SHB 超起工況，重型主臂

超起重量：300t

超起半徑：12m

主臂長(zhǎng)度：54m

履帶吊吊裝能力驗(yàn)算時(shí)要以吊裝過程中最不利因素為依據(jù)。履帶吊吊裝作業(yè)最不利的驗(yàn)算半徑選擇R=28m；吊裝時(shí)最大計(jì)算重量取G=152t；臂長(zhǎng)取L=54m。允許起重量為152t。

K 為吊裝安全系數(shù)。

起重設(shè)備動(dòng)載系數(shù)為1.1，靜載系數(shù)為1.25，吊裝安全系數(shù)一般取大值1.25。

4 鋼蓋梁吊裝施工工藝

施工場(chǎng)地準(zhǔn)備→吊車安裝、檢查及驗(yàn)收→試吊→封鎖→吊裝→就位鎖定→吊裝完畢。

①地基處理。

鋼蓋梁整個(gè)施工場(chǎng)地地基換填1m 厚碎石。

②吊裝平臺(tái)設(shè)置。

在安慶線左側(cè)規(guī)劃170m×20m（最小寬度）的鋼梁存放及吊裝場(chǎng)地供46#～51#鋼梁吊裝；按照吊裝平面布置圖安慶線左側(cè)設(shè)置12 個(gè)鋼筋混凝土存梁基礎(chǔ)，存梁基礎(chǔ)尺寸為3.8*0.6*0.6m，供46#～51#存梁用，詳見圖2，目的是吊裝前對(duì)鋼梁附件安裝及補(bǔ)涂處理。

圖2 吊裝平臺(tái)位置示意圖

③腳手架施工。

為滿足墩頂混凝土二次澆筑及鋼蓋梁吊裝時(shí)定位施工，在門式墩墩身四周搭設(shè)橫距0.6m、縱距0.9m、步距1.5m 盤扣式腳手架。

④鋼蓋梁進(jìn)場(chǎng)。

鋼蓋梁構(gòu)件在工廠加工完成并終檢合格后，采用汽車運(yùn)送至現(xiàn)場(chǎng)指定位置。鋼箱梁裝卸及運(yùn)輸必須在油漆完全干燥后進(jìn)行，過程中注意成品保護(hù)，并防止構(gòu)件變形；鋼蓋梁裝車時(shí)必須通過吊耳進(jìn)行吊裝，不允許用捆綁、掛鉤的方式；鋼蓋梁在運(yùn)輸過程中應(yīng)防止碰撞、傾倒，多點(diǎn)支撐并平穩(wěn)、可靠。

⑤預(yù)絞絲凱裝護(hù)線安裝。

承力索及正饋線采用預(yù)絞絲保護(hù)條進(jìn)行防護(hù)，加裝范圍以防護(hù)點(diǎn)斷面為基準(zhǔn)，向外延伸5m，向內(nèi)延伸2m，跨線建筑物下貫通加裝。

⑥鋼蓋梁吊裝前準(zhǔn)備工作。

履帶吊在吊裝前有以下工作必須預(yù)先做好，準(zhǔn)備工作要在施工前1 日完成：1）吊機(jī)移動(dòng)到相應(yīng)吊裝機(jī)位。吊機(jī)驗(yàn)收完畢后，行走至指定吊裝平臺(tái)機(jī)位，就位后，由監(jiān)測(cè)人員對(duì)吊裝平臺(tái)的基礎(chǔ)變形進(jìn)行觀測(cè)。2）吊環(huán)、吊耳及卡扣等相應(yīng)部件驗(yàn)收?，F(xiàn)場(chǎng)檢查小組對(duì)以上部件進(jìn)行復(fù)驗(yàn)，確認(rèn)部件檢驗(yàn)合格，外表無(wú)損傷，并形成檢查驗(yàn)收記錄。3）試吊。在封鎖點(diǎn)的前一天天窗點(diǎn)內(nèi)做起吊試驗(yàn)，試吊流程為：對(duì)機(jī)械、人員到位情況及吊具進(jìn)行檢查→副指揮發(fā)出試吊開始命令→起吊10cm 后向遠(yuǎn)離營(yíng)運(yùn)線側(cè)回轉(zhuǎn)2m→停止5 分鐘、落鉤、再起升，反復(fù)3 次→試吊結(jié)束后鋼梁恢復(fù)至原位。試吊后，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)及機(jī)械設(shè)備情況進(jìn)行重新復(fù)驗(yàn)，無(wú)問題后準(zhǔn)備進(jìn)行正式吊裝，試吊過程中的防護(hù)措施按正式吊裝施工控制。

⑦鋼蓋梁吊裝。

第一步：XGC650t 履帶吊車進(jìn)場(chǎng)后就位，在線路封鎖命令下達(dá)前30 分鐘，吊車掛上超起。

第二步：在封鎖命令下達(dá)后，履帶吊將鋼梁起升至超過墩柱頂部高度，由鋼梁一側(cè)的纜風(fēng)繩人員控制鋼梁自由旋轉(zhuǎn)，使其始終與既有線平行，嚴(yán)禁侵限作業(yè)，并配備測(cè)風(fēng)儀隨時(shí)監(jiān)測(cè)吊裝過程中風(fēng)速及風(fēng)量。

第三步：大臂旋轉(zhuǎn)。

封鎖程序完成后，開始對(duì)鋼梁進(jìn)行旋轉(zhuǎn)作業(yè)，待鋼梁一側(cè)到達(dá)對(duì)面墩頂上空1.5m 后停止旋轉(zhuǎn)，此時(shí)由墩頂人員將綁扎在鋼梁上的纜風(fēng)繩扯下，遞給下部人員，通過兩側(cè)的纜風(fēng)繩使鋼梁旋轉(zhuǎn)力消失而保持穩(wěn)定狀態(tài)，然后再緩緩下降落位，詳見圖3。

圖3 鋼蓋梁現(xiàn)場(chǎng)吊裝圖

第四步：落梁就位。

落梁時(shí)，當(dāng)梁體距離基座面1000mm 時(shí)停止落梁，待梁體穩(wěn)定后再緩慢下降，落梁輔助施工人員及技術(shù)人員準(zhǔn)確控制梁體就位，詳見圖4。

圖4 鋼蓋梁落梁就位圖

第五步：連接固定。

采用墩頂?shù)木埪菁y鋼與鋼梁底座進(jìn)行定位，定位時(shí)需先定位一側(cè)，再定位另一側(cè)。鋼橫梁就位后，人員通過注漿孔進(jìn)入鋼蓋梁內(nèi)將精軋螺紋鋼螺帽擰緊（詳見圖5），用定位馬板將鋼蓋梁與預(yù)埋板焊接好。

圖5 鋼梁與墩柱定位設(shè)計(jì)圖

第六步：摘鉤。

一旦用藝術(shù)代現(xiàn)實(shí)，藝術(shù)本身和藝術(shù)家就將面臨一系列問題：如果藝術(shù)已經(jīng)成為其本身的目的和原因，那么藝術(shù)的社會(huì)價(jià)值何在？它怎樣對(duì)人類產(chǎn)生積極的作用？如果藝術(shù)連美學(xué)教育的意義都喪失了，也不應(yīng)被人們當(dāng)作消遣的工具，而只是為了喚起受眾心中強(qiáng)烈的情感并回饋給藝術(shù)家，那么藝術(shù)是不是甚至還不如給人治病的醫(yī)學(xué)有用？藝術(shù)是不是淪為了最無(wú)用的手藝活？藝術(shù)家的社會(huì)價(jià)值何在？他是否像修士一樣，僅僅生活在自己的“藝術(shù)宗教”之中？為藝術(shù)而藝術(shù)、做一個(gè)只為自己而存在的藝術(shù)家，能否解決藝術(shù)家在社會(huì)中位置的問題？現(xiàn)實(shí)無(wú)時(shí)無(wú)刻不在侵蝕、摧毀著藝術(shù)，這一問題如何解決？

待精軋螺紋鋼螺帽擰緊后，由吊裝指揮人員下達(dá)摘鉤命令，拆除吊裝鋼絲繩卸扣，將卸扣與鋼絲繩固定牢靠，防止履帶吊空載起升過程中卸扣掉落，最后吊車緩慢收繩，轉(zhuǎn)臂。

第七步：現(xiàn)場(chǎng)清理檢查。

清理梁面，補(bǔ)涂破壞的油漆，最后在封鎖時(shí)間內(nèi)鋼梁作業(yè)人員安全撤離。各施工人員及時(shí)完成各項(xiàng)工序后，清理現(xiàn)場(chǎng)并撤離門式墩頂部，履帶吊旋轉(zhuǎn)至安全位置。

第八步：檢查開通。

檢查線路、撤除防護(hù)、防護(hù)人員撤離。

5 鋼蓋梁精準(zhǔn)對(duì)位控制措施

①鋼蓋梁加工前，項(xiàng)目技術(shù)人員與鋼蓋梁加工廠家精確測(cè)量墩身預(yù)埋精軋螺紋鋼的平面位置，套上模具，鋼梁加工時(shí)按模具孔位對(duì)鋼蓋梁預(yù)留螺栓孔位進(jìn)行調(diào)整，防止吊裝時(shí)錯(cuò)位，導(dǎo)致鋼蓋梁就位困難。

②鋼梁吊裝前，在鋼梁預(yù)留螺栓孔內(nèi)安裝長(zhǎng)1m、Φ5cm 鍍鋅活動(dòng)鋼管，對(duì)位過程中利用活動(dòng)鋼管穿束引導(dǎo)，進(jìn)一步提高了精軋螺紋鋼的對(duì)位和吊裝速度，保證點(diǎn)內(nèi)精準(zhǔn)高效一次完成吊裝作業(yè)。

③技術(shù)人員提前測(cè)量放樣出下?lián)文_中心十字線，吊裝前用記號(hào)筆劃出鋼梁上撐腳中心線，以保證上行撐腳中心線吻合，確保就位精度。

6 上跨營(yíng)運(yùn)線鋼蓋梁吊裝安全控制措施

6.1 加強(qiáng)營(yíng)運(yùn)線施工安全管理

6.2 履帶吊全面檢查

①吊裝場(chǎng)地：吊裝場(chǎng)地地基處理采用換填1m 碎石，要求地基承載力不小于227kPa，路基板按照方案鋪設(shè)完畢，履帶吊檢驗(yàn)報(bào)告資料齊全，操作人員證件齊全。

②中間體履帶架等鋼結(jié)構(gòu)部分無(wú)明顯銹蝕、變形，焊縫無(wú)裂紋，螺栓連接無(wú)松動(dòng)。

③檢查吊鉤無(wú)裂紋、無(wú)危險(xiǎn)斷面、無(wú)開口、扭轉(zhuǎn)、頸部塑性變形、補(bǔ)焊過的吊鉤。吊鉤上防脫繩裝置及高度限位（可操作起升機(jī)構(gòu)做觸碰驗(yàn)證）裝置齊全有效；主臂（副臂）防后傾限位靈敏可靠。

④檢查鋼絲繩，接頭插接，插接長(zhǎng)度為鋼絲繩直徑的20 倍，大于300mm，鋼絲繩緊密有序排在卷筒上，卷筒上至少有4 圈鋼絲繩的容繩量。鋼絲繩無(wú)銹蝕、斷絲、磨損超標(biāo)情況。

7 結(jié)語(yǔ)

本文通過對(duì)上跨營(yíng)運(yùn)線鋼蓋梁吊裝施工工藝、流程及相關(guān)安全技術(shù)措施進(jìn)行闡述，對(duì)施工過程中的重難點(diǎn)進(jìn)行歸納總結(jié)，六片鋼蓋梁吊裝共計(jì)6 個(gè)天窗點(diǎn)完成，期間未存在超封鎖時(shí)間現(xiàn)象、未發(fā)生危及營(yíng)運(yùn)線運(yùn)行事件，總結(jié)建議如下：合理安排技術(shù)人員及施工人員保障施工組織的順利實(shí)施，吊裝場(chǎng)地處理、吊車選型、吊裝工藝、鋼蓋梁精準(zhǔn)定位保障施工質(zhì)量及技術(shù)，營(yíng)運(yùn)線培訓(xùn)、預(yù)絞絲防護(hù)、吊裝鎖具及吊耳的驗(yàn)算、營(yíng)運(yùn)線防護(hù)保障了施工的安全。對(duì)于線路間夾角小、結(jié)構(gòu)跨度大的上跨營(yíng)運(yùn)線鋼蓋梁吊裝具有重要的參考意義，同時(shí)對(duì)在此類案例不斷提升施工質(zhì)量、保障安全系數(shù)、提高施工效率方面提供了良好基礎(chǔ)。