U形轨道梁安装施工工艺及其在轨交工程中的应用

臧伟林

上海市机械施工集团有限公司 上海 200072

1 工程概况

上海市轨道交通浦江线工程均为高架线，共设6座车站，1座车辆段。其中U形梁安装涉及到的主要施工工艺有双机抬吊、架桥机施工、模块车施工以及滑移施工。其中大致以S32交叉点为界，南侧主要以双机抬吊作为主要吊装手段，北侧以架桥机作为主要吊装手段，下穿S32区域采用模块车施工，而车辆出入段局部困难处采用滑移施工。

2 主要施工难点及对应措施

1）工期紧张，施工交通组织困难。施工前期由于下部结构施工滞后，而合同工期又不允许超出，原本1条施工线架桥机施工可以解决80%的工作量，便变得不可能实施，因此引入第2条施工线，即双机抬吊实施，选择南面作为双机抬吊施工的原因是：南面施工是在社会道路上，U形梁运输便捷，但同时也带来了局部运输道路的加固及社会交通组织的问题。

2）下穿S32施工难度大。下穿S32是一个关键节点，现有S32申嘉湖高速净空为10.29～10.58 m，无法使用常规吊装机械进行施工，同时施工阶段应保证地面道路交通畅通（不允许长时间封交）。此处三跨采用模块车进行施工，仅利用00：00～04：00就成功跨越。

3）车辆出入段场地受限。车辆出入段受结构特点和场地限制，吊装组织难度大。出入段主线与支线并行交叉，并且出入段北侧紧邻七一河，南侧靠近8号线2期停车场，施工场地狭长，同时还要兼顾施工场地内的既有运输道路，不能封闭。优化方案后采取支线履带吊吊装，主线架桥机架梁，特殊线段滑移的方法施工。

3 施工工艺

3.1 双机抬吊施工

双机抬吊作为吊装轨道梁最常规的施工方法，被广泛应用于各类施工现场，其主要优点在于灵活便捷，可以采用平行停机吊装、T字形停机吊装等不同位置吊装，且起吊及就位时可以满足不同位置的要求，对U形梁运输就位适应性强。设备较常规，可大量使用并缩短工期。其主要不足在于需要较好的运输道路，施工时占用场地较大，靠近现有道路时，采用此方法还算可行，但必须做好地下管线、地上架空线等的保护工作。无现有道路则需要开辟较好的道路，成本较大，同时过桥、过河比较不便。

本工程主要采用2台250 t履带吊配合进行双机抬吊施工（图1）。在施工过程中最多同时采用6台履带吊分3个工作点实施。平均每晚施工2根梁同时翻1次跨。

图1 双机抬吊

3.2 架桥机施工

架桥机施工也是轨道交通施工常见的施工工艺之一，其主要优点在于无需特殊运梁道路，已经完成架设的轨道梁成为高空运梁通道。施工时基本对地面无任何影响，施工工艺比较简单，设备操作重复，容易熟练掌握，外界不确定因素对其影响小，节奏性强。其主要不足在于需要铺设的轨道梁线路结构比较单一化，同时需要另辟上梁场地、上梁设备及梁上运输设备，适应外界变化能力较差，当梁上运输过长时容易降低工效。施工时次序性强，不能有颠倒供梁情况。

本工程选用JQ220t-35 m型架桥机进行施工，架桥机自行过孔，无需辅助设备。架桥机过孔后，调整至架梁状态，前天车将U形梁提起前移，再安装后天车吊具，前后天车配合横移将U形梁安装就位，一跨安装完成后，再次过孔（图2、图3）。一般情况每天架2根梁外带过1次孔。

图2 架桥机过孔

图3 架桥机架梁

3.3 模块车施工

模块车施工基本没在轨道交通施工过程中应用过，模块车是一种模块化生产及组装的自行式平板拖车，水平可调高程600 mm（1.2～1.8 m）。其优点在于可根据装载货物的不同需求被配置成各种结构、尺寸和质量。同时模块车牵引力由液压电动机提供，每一轴线都是在主控程序的精确控制下执行各种动作并实现各种姿态移动、旋转、升降等，同时能完成传统拖车无法完成的动作，能原地掉头、横向平移、绕中点旋转。缺点在于辅助工作量大，需要额外的上梁设备，总体使用价格较高，无法大量使用。

本工程下穿S32，下部不允许长时间封路，因此配备4列6轴线模块车运输U形梁，由于模块车高度有限，在模块车上放置工装件来弥补高差。先用250 t履带吊双机抬吊将U形梁吊装至模块车上，模块车再通过纵移（图4），将U形梁运至安装跨一侧，然后模块车轮子90°转向，通过横移（图5）将U形梁运至安装跨正上方，最后通过模块车自带的液压装置下降，将U形梁安装落位。

图4 模块车纵向运输

图5 模块车就位落梁（横向）

3.4 滑移施工

滑移施工技术也较常应用于轨交施工中，按支承方式分为支架法、悬臂法，按滑移形式分为摩擦式和轮轨式。总体来说，滑移法一般应用在一些工况极其恶劣的地方以及不能有大型设备进行施工的地方，其辅助工作量极大。

本工程滑移段10跨共317 m，首先进行支撑系统安装，其次采用250 t履带吊双机抬吊将U形梁吊装至滑移台车上，U形梁自上梁点开始滑移，方向自东向西，滑移到位后卸载落架。本次滑移的特色在于滑移距离长，如果采用摩擦式滑移，300 m的滑移距离所需时间太长，因此通过分析设计，我们采用带动力滑移小车的方法（图6、图7），滑移到位后进行落梁。由于U形梁是简支结构，只能采用支架法，即铺设通长支承梁，逐根梁依次进行施工。整个滑移落架时间用时5 d，但前期地基加固、支撑系统安装、压载试验及最后支承系统拆除，共耗时近1个月。

图6 滑移支架系统

图7 滑移施工

4 各种施工工艺对比分析

纵观轨道交通浦江线工程，理论上最恰当的施工方法是局部困难处先用履带吊双机抬吊，打通关键节点，而后用架桥机全线依次贯通。而实际上由于种种原因采用了多种施工工艺才确保完成施工。各种施工工艺都有一定的优缺点，正确、有针对性地选用合适的施工工艺将给施工带来极大的便利。表1简单分析了4种工艺的特点[1-4]。

表1 各施工工艺对比分析

综合表1可以看出，利用常规工艺进行施工是最恰当的施工工艺，特殊工艺不仅适用范围小而且成本大、风险高。在施工前期避免这些节点是高效施工的关键。而优化这些节点、关键点主要在设计阶段和施工策划阶段。

设计阶段可以优化的主要有结构形式以及跨距分布，其中结构形式优化调整对施工是有相当大的便利的。就本工程而言，设计将大量跨河、跨路口简支梁以及小曲率半径线形设计成连续现浇结构，对后期施工工艺有相当大的影响，简化了安装难度，为加快工程进度提供了基础。

施工策划阶段也相当重要：首先，合理的施工组织是快速顺畅施工的关键，制订出合理的顺序及施工工艺为施工提供指导；其次，高效的施工准备也是相当关键的。

最后，恰当的施工工艺还要满足自身企业的实际情况，每个企业都有各自的装备及施工特色，选用自有设备不仅操作熟练而且成本较低，本工程没有选用2台架桥机就是由于1台架桥机是公司自有设备，再购入新架桥机不利于整个企业运营。而滑移虽然困难，但公司有大量滑移施工经验，包括成熟的措施及团队，施工中难点比较容易掌控，可以相对减少风险因素。

5 结语

通过整个工程的施工可知，各种工况可以采用的施工方法是多样的，也是有一定取舍的，没有最好的施工工艺，只有最恰当的施工工艺。很多时候局部施工的困难对整个施工也有相当大的帮助。同时企业自有资源也给工艺选择带来相当大的影响。望本文能够给U形轨道梁施工提供一定的借鉴与帮助。