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(福州鐵建建筑有限公司 福建福州 350013)

1 工程概況

仙游動車站跨線鋼結(jié)構(gòu)天橋全長39.675m，寬9.1m，高5.35m，重120t，中心里程為DK128+989.15，結(jié)構(gòu)體系為下承式鋼桁架結(jié)構(gòu)。天橋橫跨基本站臺、5、3、Ⅰ、Ⅱ、4道及二站臺，底部距離接觸網(wǎng)承力索0.7m，距軌面7.95m，東端與站房柱連接，西側(cè)臨近高山，南、北兩側(cè)均為接觸網(wǎng)硬橫跨，尤其北側(cè)距接觸網(wǎng)硬橫跨只有5m，如圖1所示。

圖1 天橋布置斷面圖

2 工藝原理

高鐵營業(yè)線允許施工天窗點時間基本為凌晨0點至4點，在該有限時間內(nèi)將長跨天橋跨27.5 kV高壓接觸網(wǎng)吊裝就位。

通過對擬投入使用起重機最不利工況的分析，精確計算出最大回轉(zhuǎn)半徑和吊重，提前確定起重機停放位置，根據(jù)天橋設(shè)計位置和起重機停放位置，確定天橋擺放位置。

起重機將天橋提升超過接觸網(wǎng)高度特定距離，調(diào)整天橋至計算角度穩(wěn)定后，起重機將天橋緩慢平穩(wěn)旋轉(zhuǎn)至設(shè)計位置上空，通過微調(diào)精確定位，最后連接固定。

3 施工方案

3.1 施工平面布置(局促場地大型吊裝)

起重機停放位置同時滿足3個條件：一是起重機開始垂直提升天橋、吊運天橋空中旋轉(zhuǎn)和吊運天橋至安裝就位位置這3個階段工作半徑始終保持一致；二是起重機回轉(zhuǎn)半徑四周障礙物保持安全距離大于2m；三是起重機超起旋轉(zhuǎn)半徑必須在高鐵安全限界距離以外(高鐵安全限界2.44m)，特別是保證與接觸網(wǎng)設(shè)備的安全限界大于3m。

根據(jù)以上要求，確定起重機停放位置，其余各場地圍繞此進行布置。

(1)起重臂拼裝所需場地長，平行線路布置最符合營業(yè)線施工特點，使局促施工場地得到最大利用。

(2)天橋重心處于起重機工作半徑線上，天橋拼裝場平行起重臂拼裝場布置，與起重臂拼裝場之間預(yù)留拼裝吊車工作通道，兩拼裝場共用此空間進行施工，節(jié)省場地需求。

跨線天橋施工平面布置示意圖如圖2所示。天橋重心處于起重機工作半徑線上,工作半徑預(yù)留適當?shù)母挥嗔俊?/p>

3.2 起重機選型

起重機在吊裝過程中占用三維空間較大，先考察現(xiàn)場既有設(shè)備設(shè)施，包括已存在的建筑設(shè)備、接觸網(wǎng)線和其他行車設(shè)備，結(jié)合場地情況確定起重機擺放位置；再根據(jù)天橋拼裝位置、設(shè)計位置計算擬采用的工作半徑；最后根據(jù)天橋?qū)嶋H重量和要求的工作半徑選擇起重機型號。

圖2 吊裝平面圖

3.3 地基處理

根據(jù)起重機側(cè)位吊裝時的臨界狀態(tài)，建立起重設(shè)備地基受力模型， 計算最不利工況下地基所需承載力，確定地基加固方案。

(1)建立地基受力模型

在計算地基附加應(yīng)力之前，首先建立地基受力模型，大型履帶吊在作業(yè)時，履帶下方鋪墊路基箱，外部總荷載F是通過路基箱傳遞到地基中的。如果將吊車和吊件看作整體的設(shè)備，那么路基箱就相當于埋置深度為0m的矩形剛性基礎(chǔ)，從而建立地基受力模型，如圖3所示。

圖3 履帶吊作業(yè)地基受力模型圖

(2)起重機臨界狀態(tài)基底壓力計算

起重機側(cè)位吊裝時的臨界狀態(tài)，是吊臂與履帶垂直且只有單側(cè)路基箱中心荷載作用，而另一側(cè)履帶剛剛離開路基箱已不再傳遞豎向荷載，但吊車整體仍保持平衡的狀態(tài)。側(cè)吊臨界狀態(tài)下，滿足天橋吊裝過程起重機履帶從拼裝位置到架設(shè)就位的最不利受力驗算，以確定地基承載力要求。

3.4 起重機組裝

按照起重機大概率傾覆考慮拼裝方向，大臂平行線路放置不會向鐵路方向傾倒。吊車組裝完成后，重點對吊鉤、吊繩進行檢查，對吊鉤進行磁粉探傷并作相關(guān)記錄，鋼絲繩采用全新鋼絲繩，吊車組裝完成后檢測其是否合格。

3.5 吊點位置選擇和吊耳設(shè)置[1]

吊點連線平面幾何中心與天橋重心在同一條鉛垂線上，4個吊點設(shè)置在鋼結(jié)構(gòu)天橋下弦桿上，宜設(shè)置在長度方向中間1/3段位置，控制天橋吊裝時的變形量和穩(wěn)定性[2]，如圖4所示。

圖4 吊點布置圖

3.6 天窗點吊裝

(1)制定天窗點作業(yè)時間控制表

制定詳細的吊裝作業(yè)時間控制表，專項安全小組嚴格比對每個工序的工作時間，若在一個天窗內(nèi)無法完成，即撤回機械、構(gòu)件，確保不影響行車。

(2)設(shè)置營業(yè)線防護

施工負責(zé)人收到駐站聯(lián)絡(luò)員匯報的行調(diào)和電調(diào)命令后，確認施工起止時刻，按圖5防護示意圖[3]設(shè)置防護指示開工。

圖5 防護示意圖

(3)垂直提升超越接觸網(wǎng)硬橫跨[4]

垂直提升前做好所有準備工作，包括：吊裝安全驗算，吊車按照施工平面布置就位，鋼絲繩通過卸扣與吊耳連接牢固。

吊裝安全驗算采用MIDAS GEN有限元軟件，對天橋吊裝時變形量進行驗算，變形驗算如圖6所示。

圖6 變形驗算

施工命令下達后，開始天橋垂直提升，過程中利用激光測距儀控制提升高度超過接觸網(wǎng)硬橫跨1.2m，即離軌面高度11m。

(4)天橋空中旋轉(zhuǎn)至設(shè)計位置

天橋在提升到11m高度，待天橋穩(wěn)定后，吊臂緩慢、平穩(wěn)地向就位方向轉(zhuǎn)臂，此過程中，不調(diào)整天橋的方向。

(5)微調(diào)就位

天橋旋轉(zhuǎn)至支座上空時，將天橋?qū)手ё恢?，待天橋穩(wěn)定后，鋼絲繩緩慢下降，測量人員對準天橋和支座上的標記線，天橋就位完成后立即開始焊接連接工作。

(6)焊接固定[3]

焊接過程中，吊鉤微松消除吊裝應(yīng)力。支座在高空焊接，搭設(shè)操作平臺，平臺四周設(shè)置0.9m高防護欄桿，并安裝防護網(wǎng)。登高作業(yè)人員佩戴安全帶、安全帽，并將所需小工具放入工具袋內(nèi)，防止意外墜落。天橋支座焊接點雖然距接觸網(wǎng)較遠，但為了確保安全，支座焊接時設(shè)置接火盆，限制焊接火花四濺。

(7)摘鉤解繩

天橋吊裝鋼絲繩通過卸扣與吊耳連接，而不采用同樣滿足受力要求的鋼絲繩直接兜綁弦桿方式，原因在于天橋吊裝就位后需解除鋼絲繩，后者在解除容易出現(xiàn)鋼絲繩掛碰接觸網(wǎng)情況，前者很好地避免了該風(fēng)險。

(8)撤除防護

施工完成后做到工完料清，將高鐵線上防護用具全部撤出現(xiàn)場。

4 結(jié)語

隨著經(jīng)濟的快速發(fā)展，中國高鐵步入飛速發(fā)展期，大量高鐵站房相繼聳立而起，多數(shù)已成為城市標志性建筑甚至城市之門。如何高效、安全地完成鐵路建設(shè)，本篇總結(jié)了長跨天橋跨越高鐵營業(yè)線施工操作要點、施工工藝、過程控制及安全管理注意事項，重點攻克了跨越高鐵營業(yè)線吊裝安全風(fēng)險大和鐵路天窗點作業(yè)時間短等問題。