李曉龍 上海鐵路局上海東華地鐵公司
炮車喂梁組合雙吊機架梁施工技術(shù)在上跨橋工程中的應(yīng)用
李曉龍 上海鐵路局上海東華地鐵公司
論述在非電氣化單線鐵路上跨橋工程中,當(dāng)既有道路與新建橋梁位置較遠的路塹地段,橋梁跨度小于30 m,橋墩較低的情況下,根據(jù)現(xiàn)場實際情況采用炮車喂梁組合雙機抬吊架梁施工技術(shù),夠保營業(yè)線施工安全,進一步縮短工期,降低對鐵路運營安全的影響。
上跨鐵路橋;雙機抬吊;鐵路跨架梁;施工安全
本工程位于合九鐵路K121+825處,既有道口里程為K121+725,位于范崗站(K110+818)-楊樹店站(K126+016)區(qū)間。合九鐵路為國鐵Ⅰ級單線鐵路,客貨共線,設(shè)計行車速度為120 km/h。本上跨橋工程施工采用先簡支后連續(xù)預(yù)應(yīng)力混凝土小箱梁施工,橋跨布置為3×25 m+3×25 m+3×25 m,共3聯(lián)9跨,其中采用1跨25 m預(yù)制混凝土箱梁上跨合九鐵路,橋梁軸線與鐵路交角為40°12'11",本段線路深路塹地段。橋梁每跨橫向布置4片小箱梁,即2片邊梁,2片中梁,梁間距3.233 m,邊梁預(yù)制部分寬2.85 m,中梁預(yù)制部分寬2.4 m,濕接縫寬0.833 m,凈寬12.0 m,橋梁全寬13.0 m,25 m跨箱梁頂、底板厚0.18mm~0.25mm,腹板厚0.18m~0.25m,梁高1.4m。既有道口與新建上跨橋平面位置關(guān)系如圖1所示。
圖1 既有道口與新建上跨橋平面位置關(guān)系
上跨鐵路橋鋼筋混凝土預(yù)制梁架梁施工方法一般有架橋機架梁和吊機架梁兩種,每種架梁方法各有其優(yōu)缺點,具體應(yīng)根據(jù)工程環(huán)境、橋梁設(shè)計、安全、進度及成本等方面綜合考慮選擇安全經(jīng)濟適用的架梁方式。表1為架橋機架梁與吊機架梁方法的比較。
表1 架橋機架梁與吊機架梁方法比較
本上跨橋鐵路跨為25 m,橋墩高8 m,梁體自重最重為75.773 t,且合九線單線非電氣化鐵路。鑒于平改立工程工期緊,費用緊張,從安全、進度和成本等方面考慮,結(jié)合現(xiàn)場實際情況本工程擬采用260 t、300 t兩臺汽車吊組合抬吊進行鐵路跨架梁。由圖1可知,既有道口與新建上跨橋位置相距100 m,且上跨橋地段為深路塹地段,因此,雙機抬吊施工中運梁炮車無法到達橋跨中間位置。為了解決該問題,根據(jù)現(xiàn)場情況本工程采用炮車喂梁輔助吊裝的架梁方法,即炮車先與1臺吊機組合,將炮車后托車去掉,在吊車和炮車的組合下將梁體吊運到鐵路中心。然后,鐵路另一側(cè)的吊機將梁體一端吊裝,第一臺吊機再將另一端吊起,炮車撤離,至此,雙機完全吊起箱梁,具體過程如圖2所示。
圖2 炮車喂梁配合吊機架梁平面示意圖
鐵路跨吊裝時,中梁自重為68.573t,邊梁自重為75.773t,首先利用運梁炮車和1臺300 t吊機配合將箱梁移至線路中間,距離鐵路對面吊機工作半徑12 m內(nèi)時,進行換鉤,改為雙機抬吊。
查吊機性能表得:1臺300吊機工作半徑由8 m增加至18 m時,額定起重量為99 t減少至41 t;另1臺260 t吊機工作半徑為12 m,額定起重量62 t。最不利狀態(tài)為2臺吊機工作半徑分別為18 m、12 m,此時最大起重為41+62=103 t,滿足起重要求。
根據(jù)《建筑施工起重吊裝工程安全技術(shù)規(guī)范》規(guī)定:采用雙機抬吊時,宜選用同類型或性能相近的起重機,負載分配應(yīng)合理,單機荷載不得超過額定起重起重量的80%。因此,采用2臺吊機抬吊邊梁時,起重安全系數(shù)取1.25,則每臺吊機所需達到起重量為:75.773÷2×1.25=47.36 t,查吊機工況表得出:
260 t吊機作業(yè)半徑在12 m時,吊臂長度30.8 m時,查表得額定起重量為62 t,大于47.36 t,滿足起重要求;300 t吊機作業(yè)半徑在14 m時,吊臂長度為25 m時,查表得額定起重量為58 t,大于47.36 t,滿足起重要求。
根據(jù)現(xiàn)場情況及鐵路封鎖施工的特點,吊裝架梁施工共分為五個主要步驟:(1)封鎖前吊機、運梁炮車按擬定位置就位;(2)封鎖命令下達后300 t吊機與炮車組合將箱梁移運到線路中心上方;(3)260 t吊機將梁體前端吊起,300 t吊機捆梁鋼絲繩解除;(4)300 t吊機旋轉(zhuǎn)至箱梁尾端將梁吊起,炮車撤離;(5)260 t和300 t吊機組合抬吊將箱梁架設(shè)就位。具體過程如圖3所示。
圖3 炮車喂梁配合吊機架梁過程示意圖
本工程于2016年11月14日、15日兩個封鎖點(每個封鎖點110 min)完成鐵路跨4片箱梁架設(shè)。吊裝架梁施工流程及所需時間如圖4所示,即準(zhǔn)備工作充分到位后,架設(shè)一片箱梁約需23 min。封鎖開始線路防護、插封鎖施工紅牌及封鎖結(jié)束前橋面檢查及線路檢查和防護人員撤離與吊機大臂收回歸位約需25 min。綜合考慮,一個施工封鎖點可以架3片箱梁。與架橋機架梁相比,首先該架梁施工技術(shù)可以節(jié)省2個封鎖點,減少了鐵路封鎖施工次數(shù),對鐵路運營影響較小。其次,可以節(jié)省架橋機拼裝、檢測及拆除等作業(yè)時間。因此,從安全、進度和成本的角度來說,該架梁施工技術(shù)有明顯優(yōu)于架橋機架梁?,F(xiàn)場封鎖架梁施工如圖5所示。
圖4 鐵路跨架梁流程及所需時間
圖5 鐵路跨封鎖架梁施工
吊裝架梁施工前應(yīng)在現(xiàn)場調(diào)查的基礎(chǔ)上,根據(jù)鐵路封鎖時間制定技術(shù)方案,做好施工現(xiàn)場準(zhǔn)備、細化封鎖施工流程組織,確保吊裝架梁施工技術(shù)可靠,時間可控,確保架梁施工安全,保證線路正點開通。本工程架梁施工主要控制要點有以下幾個方面:
(1)吊機占位選擇:應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場位置關(guān)系和箱梁重量,準(zhǔn)確確定吊機作業(yè)半徑,確保吊機作業(yè)范圍滿足安全要求,保證封鎖點內(nèi)吊機一次架梁完成。
(2)吊機占位處地基處理:吊機占位處應(yīng)根據(jù)起吊重量進行地基承載力檢算,對不滿足要求的應(yīng)進行地基處理。吊機一個支腿支撐在鄰近線路路基邊坡處的臨時混凝土支墩上,應(yīng)確保支墩混凝土強度達到要求,并經(jīng)檢測合格后進行使用。同時,吊機支腿下地面應(yīng)平整,確保支腿受力穩(wěn)定。
(3)炮車喂梁通道地基處理:這是炮組合雙機抬吊架梁施工的關(guān)鍵。運梁通道應(yīng)平整堅實,保證炮車與吊機組合移梁過程中速度緩慢平穩(wěn),防止吊機與炮車不同步出現(xiàn)吊機斜拉梁體轉(zhuǎn)動,確保吊機穩(wěn)定。
(4)封鎖架梁施工協(xié)同指揮:本工程架梁主要在于炮車和兩臺吊機的協(xié)同配合。架梁前對吊機操作人員、炮車司機、司索及落梁檢查人員進行詳細的安全技術(shù)交底,并在鐵路跨架設(shè)前在鄰跨適當(dāng)位置按封鎖時間進行試吊模擬演練,為鐵路跨封鎖架梁積累經(jīng)驗。
(5)嚴(yán)格按《建筑施工起重吊裝工程安全技術(shù)規(guī)范》(JGJ276-2012)和《建筑機械使用安全技術(shù)規(guī)程》(JGJ33-2012)的要求操作,吊機支腿伸出長度及吊機配重符合要求,不得違反操作規(guī)程進行作業(yè)。
通過炮車喂梁組合雙機抬吊架梁施工技術(shù)在合九線上跨橋工程中的成功應(yīng)用,可以得出以下幾點結(jié)論:
(1)只要吊機占位地基和炮車喂梁通道地基承載力滿足要求,表面平整,吊機與炮車組合移梁施工安全可控。
(2)與架橋機架梁相比,該方法架梁施工周期至少縮短14天,鐵路跨架設(shè)至少減少2個封鎖點。
(3)在非電氣化鐵路上跨橋工程中,當(dāng)既有道路與新建橋梁位置較遠的路塹地段,橋梁跨度較小,橋墩較低的情況下,根據(jù)現(xiàn)場實際情況可以采用該架梁施工技術(shù),以縮短工期,減小對鐵路運營的影響。
[1]周水興,何兆益,等.路橋施工計算手冊[M].北京:人民交通出版社,2012.
[2]中華人民共和國住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部.JGJ 276-2012建筑施工起重吊裝工程安全技術(shù)規(guī)范[S].北京:中國建筑工業(yè)出版社,2012.
[3]中華人民共和國住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部.JGJ 33-2012建筑機械使用安全技術(shù)規(guī)程[S].北京:中國建筑工業(yè)出版社,2012.
[4]中交第一公路工程局有限公司.JTG/T F50-2011公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范[S].北京:人民交通出版社,2011.
[5]王曉放,朱中亞,逯久喜,等.大角度斜跨鐵路線的公路梁架設(shè)技術(shù)[J].國防交通工程與技術(shù),2011(4):54~56.
責(zé)任編輯:許耀元
來稿日期:2017-02-23