跨南同蒲线电气化铁路桥梁架设施工技术

刘海军

摘要： 在电气化铁路上空进行桥梁架设，利用封锁要点施工，在规定的时间内完成，只能提前，不能退后；利用3个封锁点完成15片梁的架设任务。

Abstract： When the bridge is erected over the electrified railway， the key points of the blockade are used to complete the construction within the prescribed time， which can only be done in advance and cannot be retired， and the task of erection of 15 beams is completed by using 3 blocking points.

关键词： 规定时间内架设；设备选定；施工技术

Key words： erection within specified time；equipment selection；construction technology

中图分类号：U445.1 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2018）16-0165-04

1 工程概况

襄汾桥改建工程在既有南同蒲线K640+586处，南同蒲铁路为同蒲铁路的南段，全长528公里。线路自太原站引出，向南延伸，经太原、临汾、侯马三个盆地，进入中条山区北部，在陕西省华阴市孟塬镇的华山站与陇海铁路相连，是沟通晋陕两省的交通大动脉。本工程在襄汾站与张礼站之间；现场工序繁多相互干扰大、安全风险高（旧桥拆除工序复杂，与既有线干扰大；新建桥梁桩基距离既有线不足一米且桩基较深，最深达39米，安全风险大）；技术控制精度要求高，施工质量必须一次成功，否则返工损失大，点内作业难度大；“四电”配合协调要求高；施工安全压力大，封锁要点作业期间必须保证列车正常运行及施工人员安全；开通速度要求高，开通必须达到时速160公里。由于封锁点施工时间有限，施工作业必须保证安全、质量、准点。根据运营的要求，研究如何在封锁点（天窗点）完成新建桥梁架设的施工技术。

2 施工准备

了解地下、地上管线、电路的走向及铁路设备运营情况。在配合单位的监督下，组织人员探明地下管线，标明地上线路的具体位置，并联系相关单位妥善处理。根据实际情况，提报运输计划，上报铁路有关部门同意后实施。多次展开架梁方案研讨会，进行架梁施工方案的反复研究。

架梁工作开始前必须先在桥台前方搭建作业施工平台，便于施工人员在施工平台上协助架梁施工作业，施工平台采用双排钢管架依靠两桥台前沿搭设。

2.1 现场布置

垫平作业现场，拆除有障碍物保证现场的平整与畅通、现场地面不下陷。移除桥梁上空的电线线缆（在桥位上方有铁路接触网回流线缆，提前与供电段协商，将其改移至不影响桥梁架设的位置，确保架梁作业顺利进行），保证空中旋转的顺畅。桥梁架设作业前合理分配施工人员，各工序有专人指挥。

架梁施工作业采用主吊架梁作业的方式架设，主吊采用260T吊车置于线路西侧1#桥台上，备用吊车采用160T吊车置于线路东侧的0#桥台上，主吊车以转移梁体落槽就位紧接着进行梁体就位调试，主吊车把每一片梁都要精确安装到位，回转进行下一片梁的安装，备用吊车不作业，考虑作业平台狭小，防止两吊车运行半径冲突，反而影响架设速度。见图1。

架梁采用钢丝绳兜底捆绑的方式进行，在点外提前将计划架设的板梁捆绑好，等待架梁命令，存梁区安排四人协助吊车挂钩、吊装板梁；在吊车转臂落槽就位的过程中，在两桥台上分别设置三人配合架梁施工作业，选择人工配合吊车架梁的方式架设梁体，架梁采取由中间向两边的顺序进行，进行有组织有计划的施工作业；架设中梁时在现场施工人员的配合下，精确对位，架设其他梁体时，采取以已架设好的相邻的板梁为依靠架设，并以事先放样好的梁中线为基准，人工使用撬杠和缆绳配合吊车安装梁体，确保桥梁的精确安装，保证桥梁两端的伸缩缝宽度符合设计要求。

将准备好的橡胶支座提前安装在两端桥台的支撑垫石上，位置摆放准确，并加以固定防止调整梁体的过程中因摩擦发生位移，并在桥梁架设安装的过程中，安排人员协助调解橡胶支座的位置，确保架梁施工作业有序进行。

2.2 测量放线

由测量工程师提前将空心板梁就位中心线在板梁和两桥台上进行放样，弹上墨线，施工时对整个架梁过程进行盯控，确保板梁就位的准确性。把每片梁的安装位置一一确定，按照安装顺序摆放梁片。

2.3 施工人员安排

在架梁施工作业前进行人员合理分组，每个小组有组长带领安排具体事项，分清各自的职责具体注意事项落实到人，确保架梁施工作业顺利有序进行。并对现场施工人员进行安全教育，并对现场进行安全检查，排除安全隐患，确实落实“安全第一，预防为主”的方针，对施工器具设备进行逐一检查，确保架梁施工作业安全顺利进行。

3 机械设备和索具的选择

根据现场情况，桥西侧吊车放置的最佳位置为东西向，吊装的最远距离为16m，中梁自重为25t，边梁自重为28t，最大起吊重量约为28t。选择一辆260t汽车吊负责梁体安装、一辆160t汽车吊备用。提前安排一辆70t汽车吊和一辆50t汽车吊用于运输梁体，一辆运梁车负责空心板梁的运输，将计划安装的梁体提前运至指定地点，摆放稳妥。

3.1 主吊车选用260t，备用吊车选用160t

对照260t汽车吊（此车停放在桥西侧）参数性能表，伸臂35.4m，水平距离为16m，垂直距离为31.5m，（吊梁钢丝绳长36m，钢丝绳间的夹角小于60°），水平距离16m（吊车转机点距车尾边缘4.5m，支腿距离桥台边缘0.5m，桥梁中心点10m），額定起重量为42t，符合28t的要求，在额定安全起重量的基础上， 具备了1.5倍的安全系数。

对照160t汽车吊（此车停放在东侧桥墩，应急备用）参数性能表，伸臂30.68m，水平距离15m（吊车转机点距车尾后边缘4.5m，支腿距离桥台边缘0.5m，桥梁中心点10m），额定起重量为30t，符合25t的要求，在额定安全起重量的基础上， 具备了1.2倍的安全系数。

卡环选用17t的4个。额定起重量为68t，符合28t的要求。在额定安全起重量的基础上， 具备了2.43倍的安全系数。

吊梁钢丝绳选用6×37+FC直径为36.5mm的2根，每根长36m，沿空心板梁纵向扣在吊环上，钢丝绳中心位置处环圈挂在吊钩上，防止滑移，便于分别受力。钢丝绳在6倍的安全系数的基础上额定起重量为46.8t，满足28t的要求。

捆绑梁体钢丝绳选用6×37+FC直径为28mm的钢丝绳，每根钢丝绳长为4m，结合实际情况将钢丝绳捆绑位置设置在距离梁端1m的位置，为了防止吊装梁体的过程中钢丝绳发生滑动，两端分别采用钢丝绳水平钢丝绳将捆梁钢丝绳控制在梁端预埋的吊环上。

在施工现场准备两套吊装捆绑设备，便于充分的利用时间；梁板吊装采用兜底捆绑法，利用点外的时间提前将计划安装的梁体绑扎好，捆梁钢丝绳上提前套上护套，防止钢丝绳受损，并在捆绑位置梁角处架设护垫，确保钢丝绳在受力过程中不被割断或受损，梁捆绑位置设置在距离梁端1m的位置；梁板上部采用2根Φ36.5钢丝绳提前使用扣环将准备好的钢丝绳扣在梁两端绑扎板梁的钢丝绳绳环上（每片板梁采用2根Φ36.5等长的钢丝绳分别扣在对应的绳环上，使钢丝绳分别用力）待施工天窗命令下达后可立即开始吊装架设板梁。

3.2 数据验算

根据计算，空心板梁最重为28t，经过多方考证，选择了260t及160t公路起重机安装空心板梁。按照一次安装1片空心板梁考虑，根据260t及160t吊车的性能，在该工况下采用260t配重其额定起吊重量为120t，显然，采用一台260t及160t吊车安装空心板梁是完全可行的。

吊环验算：

在空心板梁顶面两端与4个梁底支座中心对应处分别采用Q235直径为25mm的钢筋设置一个U型吊环，便于空心板梁的吊装。

每根Φ25钢筋的抗拉强度为

3.14×（12.5/1000）2×235×1000000÷1000=11.5T

每根Φ25钢筋受力值为

28T÷8=3.5T

安全系数11.5×2÷3.5=6.6倍

钢丝绳验算：

直径为Φ36.5的6×37+FC钢丝绳抗拉强度为1670MPa ，钢丝总断面积为503.64mm2；

钢丝破断力总和=1670×503.64÷9.8÷1000=85.82T；

钢丝破断力=85.82×0.82=70.37T；

钢丝绳与梁体平面的夹角为60°；

每端需钢丝绳起重吨位为sin30°×28÷sin120°=16.16T

钢丝绳的受力分析如图2所示。

每个吊点的钢丝绳起重吨位为：16.2÷2=8.1T；

钢丝绳安全载重力=70.37÷6=11.72T>8.1T。

满足安全要求。

吊车起重能力验算：

吊车置于1号台上方，吊车尾部距离1号台背墙前沿0.5m，吊车作业范围内转机点与起吊点最远水平距离为16m，26OT吊车伸全腿，配重75T，伸臂31m，额定起重量为42T。

安全系数验算：42÷28=1.5倍

应急吊车为160T吊车伸全腿作业，伸臂30.68m，水平距离为15m，额定起重量为29.75T。

安全系数验算：29.75÷25=1.19倍。

抗倾覆验算：

为保证汽车吊在吊装过程中的稳定，需进行抗倾覆验算，即需使稳定力矩大于倾覆力矩。

KGMG/（KQMQ+KWMW）≥1.2

式中KG——自重加权系数，取1；

KQ——起升荷载加权系数，取1.15；

KW——风动载加权系数，取1；

MG、MQ、MW为汽车吊自重、起升荷载、风动荷载对倾覆边的力矩，N·m。

汽车吊工作时受力简图（图3）。

图3中：G——汽车吊自重+配重，取71+75=146t；

Q——起升物重量，取28t；

W——风动载，按起升物重量的20%考虑；

a——汽车吊重心至支脚倾覆支点的距离，支腿全伸8.8m，故a取4.4m；

R——汽车吊工作半径，最大取16m；

h——风动载合力点高度。

260T汽车吊验算：

KGMG/（KQMQ+KWMW）

=1×G×a/（1.15×Q×（R-a）-1×W×h）

=1460000×4.4÷（1.15×280000×（16-4.4）-0.2×280000×2）=1.67>1.2倍

故稳定性满足要求。

160T汽车吊验算：

KGMG/（KQMQ+KWMW）

=1×G×a/（1.15×Q×（R-a）-1×W×h）

=1150000×4.4÷（1.15×250000×（15-4.4）-0.2×250000×2）=1.32>1.2倍

故稳定性满足要求。

4 施工要点

停车支腿（提前一天进场地，支车大约二个小时）：将260t汽车吊停置在西侧桥台上靠南停放（支腿距离桥台南边缘1m），桥台为C35混凝土实体结构，支腿全伸，车尾距离桥台边缘0.5m，头朝西顺桥方向提前2小时支好车。将160T吊车停置在东侧桥台上，桥台为C35混凝土U性结构，台后为三七回填土，支腿全伸，車尾距离桥台边缘0.5m，头朝东顺桥方向提前2小时支好车，待梁体落槽后，精确调整板梁。

拴绳挂钩：用卡环将吊钩上36.5mm的钢丝绳与捆绑梁的钢丝绳绳环连接。同时要在梁端设3人并有缆风绳与梁连接起吊后控制其方向，防止撞到已架设梁体。

出臂旋转：主吊车伸臂35.4m，旋转吊车臂，使吊钩到指定桥梁的中心点落钩挂绳，同时栓好留绳。

试吊：在桥梁架设施工前，为确保架梁工作顺利进行，事先检查各吊车的各项性能，主吊车将梁吊起，离开桥墩10cm，停机检查制动器灵敏性和可控性以及重物绑扎的牢固程度，确定情况正常后方可等待时机继续工作。

起吊旋转：主吊将桥梁起升到一定高度后慢慢向右旋转。

落槽：待主吊车将桥梁旋转到吊车东面时，慢慢起钩趴臂，同时用留绳调整梁的方向，使其到指定位置就位（梁间距为50cm布置，方便抽取捆梁钢丝绳），脱钩回旋，准备起吊下一片板梁。

精确就位：待主吊车将梁体落槽后，技术员指挥人员将捆梁钢丝绳解除钢丝绳解除采取从一端放下，从另一端引出的方式进行，副吊车转臂对中，将钢丝绳扣在吊环上，起吊使板梁脱离支座5cm，平移合拢对中，在两端人员的配合下，精确就位，邊梁采取主吊车精调对位。

安装顺序及时间安排：

计划利用4个封锁点完成桥梁架设任务，每个封锁点为70分钟，实际架设施工中只用时124分钟，分3个封锁点完成15片梁的架设，吊车配重60T，吊车转轴距离桥梁最远距离为16.7m，伸臂5节（39m），额定起重35T；平均旋转角度 180°安装梁体。提前复核梁体的几何尺寸，了解每片梁的具体情况，包括长度、宽度、是否有胀模现象，整片梁的最大宽度等。根据复核梁体所得数据汇总后，复核桥台的情况，尽可能的在长度和桥台宽度上留出富裕量，在桥台施工时应特别注意。见图4对梁体进行编号，对号入槽，尤其是几何尺寸非正常的梁体应综合考虑，合理安排架设顺序及架设位置。为节约时间，现场布置应精心准备，合理安排，其中包括吊车摆放位置（应考虑到吊臂的转角大小），梁体的摆放位置等。

架梁施工中，在梁体转移时应两端设置揽风绳，便于控制梁的方向，入槽过程中应准备足够的撬棍。应提前固定好橡胶支座的位置，确保固定牢固，避免在施工中出现移动现象。施工重点：应配备操作技术精湛的起重机驾驶员，现场指挥应统一，上下应协调，严密配合。

5 结束语

既有线施工技术，要有提前预想，施工前的演练尤为重要。提前复核梁体的几何尺寸，了解每片梁的具体情况，包括长度、宽度、是否有胀模现象，整片梁的最大宽度，复核梁体所得数据汇总后，复核桥台的情况，在长度和桥台宽度上留出富余量，在桥台施工时应特别注意。对梁体进行编号，对号入槽，尤其是几何尺寸非正常的梁体应综合考虑，合理安排架设顺序及架设位置。

只有抓好施工中的每一细小环节，只有加强施工现场管理、精心组织施工，才能保证工程进度，提高工程质量。从而获得利润。

参考文献：

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