郭 賓

（中鐵十五局集團(tuán)路橋建設(shè)有限公司 江蘇南京 210000）

1 工程概況

新建蒙西至華中地區(qū)鐵路煤運(yùn)通道岳（陽(yáng)）吉（安）段MHTJ-29標(biāo)位于湖南省瀏陽(yáng)市，該區(qū)段為單線鐵路，線路全長(zhǎng)61.412 km，橋隧長(zhǎng)33.62 km，占線路全長(zhǎng)的54.7%。單線有砟隧道凈寬為4.400 m、無(wú)砟隧道凈寬為3.000 m，為確保架橋機(jī)在后期使用中采用運(yùn)梁炮車整體轉(zhuǎn)運(yùn)［1］，選用LPLC200T輪胎式運(yùn)梁車運(yùn)梁、TJ180型架橋機(jī)架設(shè)。本標(biāo)段內(nèi)共有8處有砟隧道口架梁。

2 隧道口架梁技術(shù)應(yīng)用背景分析

根據(jù)單線鐵路有砟隧道橫斷面尺寸、架橋機(jī)在正常工況下架梁狀態(tài)以及隧道和橋臺(tái)的位置關(guān)系，通過現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)、CAD模擬等技術(shù)，研究總結(jié)了此項(xiàng)特殊工況下架梁技術(shù)。

2.1 TJ180架橋機(jī)工況介紹

TJ180架橋機(jī)用于架設(shè)鐵路32 m及以下跨度的預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土梁片，額定起重能力180 t，能實(shí)現(xiàn)全幅機(jī)械橫移梁片，可一次落梁到位。正常工況下架梁整機(jī)外形尺寸（長(zhǎng)×寬×高）58.2 m×4.2 m×8.4 m，能滿足整機(jī)馱運(yùn)過隧。該設(shè)備能滿足出隧3 m、進(jìn)隧1.5 m以及最小半徑為400m曲線橋等特殊工況下架梁，但是在隧道口架梁時(shí)需要人工配合移梁，為人工架梁［2］。

2.2 隧道及隧道口工況介紹

蒙華鐵路單線有砟隧道道床寬度為4.4 m，軌道結(jié)構(gòu)高度為0.766 m，兩側(cè)水溝電纜槽高度均與設(shè)計(jì)軌頂面齊平，寬度均為0.95 m，設(shè)計(jì)軌頂面以上凈高為6.72 m，最大凈寬為6.67 m。隧道出口里程和岳陽(yáng)端橋臺(tái)臺(tái)尾里程重合，橋臺(tái)面道床寬度為4.5 m，兩側(cè)分別設(shè)有寬度為0.85 m和1 m的電纜槽，高度均為0.34 m。

2.3 隧道口架梁技術(shù)應(yīng)用分析

運(yùn)梁車馱運(yùn)架橋機(jī)過隧道時(shí)［3］，運(yùn)梁車輪胎底至架橋機(jī)2＃柱頂?shù)母叨葹?.7 m，2＃柱頂面寬度為4.2 m，經(jīng)過現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)并結(jié)合CAD模擬，隧道未鋪軌時(shí)仰拱填充面往上5.7m位置處隧道凈寬為4.08m，故運(yùn)梁車馱運(yùn)架橋機(jī)受隧道寬度影響無(wú)法通過隧道。

正常架梁狀態(tài)下架橋機(jī)2＃柱、3＃柱的高度分別為8.4 m、8.1 m，隧道未鋪軌時(shí)仰拱填充面至拱頂凈距為7.436 m，而隧道口架梁時(shí)，3＃柱及發(fā)電機(jī)組均在隧道里面，因此架橋機(jī)受隧道凈高影響，架橋機(jī)無(wú)法正常作業(yè)［4］。

以上兩種情況均是隧道仰拱填充面達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)高時(shí)的情形，經(jīng)過對(duì)隧道施工方案反復(fù)研究，并按照運(yùn)梁車馱運(yùn)架橋機(jī)時(shí)2＃柱頂高5.7 m、頂寬4.2 m反推計(jì)算，結(jié)合CAD模擬，仰拱填充面標(biāo)高下調(diào)0.352 m，可以確保架橋機(jī)安全通過隧道；仰拱填充面標(biāo)高下調(diào)0.352 m后，此時(shí)的仰拱基準(zhǔn)面在隧道兩側(cè)水溝溝底以下0.07 m的位置，故隧道水溝電纜槽將無(wú)法施工。

假設(shè)以下調(diào)后的仰拱填充面為基準(zhǔn)面，以運(yùn)梁車的高度1.38 m、簡(jiǎn)支T梁的高度3.05 m計(jì)算，并充分考慮運(yùn)梁車給架橋機(jī)喂梁時(shí)（支座已安裝）3＃柱下的安全距離和2＃柱（在橋臺(tái)上，橋臺(tái)保護(hù)層已施工完畢）底橫梁上的安全距離，架橋機(jī)整機(jī)降臂1.78m使3＃柱高度為6.32m，運(yùn)用CAD反復(fù)模擬，可安全完成喂梁作業(yè)，故以此來反算，仰拱填充面標(biāo)高下調(diào)0.352 m后的基準(zhǔn)面，即可實(shí)現(xiàn)整機(jī)一次性通過隧道并完成隧道口架梁［5］。

架橋機(jī)整機(jī)降臂1.78 m后，3＃柱在隧道內(nèi)的高度為6.32 m，架橋機(jī)在線路中心線位置可以完成喂梁、縱向移梁、落梁施工作業(yè)，但是3＃柱及發(fā)電機(jī)組受隧道橫斷面寬度影響（僅能橫向移動(dòng)0.2 m）不能完成橫向移梁作業(yè)（橫向移梁1.1 m）。為此，通過CAD模擬和制梁場(chǎng)多次試驗(yàn)，研究制作了一套墩頂橫向移梁設(shè)備，此套設(shè)備由油泵、千斤頂、兩根橫移軌道組成。

3 隧道口架梁工序流程

隧道口架梁工序流程不同于TJ180架橋機(jī)在正常狀態(tài)下架梁，其具體流程如下所述。

第一步：運(yùn)梁炮車馱運(yùn)架橋機(jī)至隧道口，架橋機(jī)1＃柱接增高節(jié)，架橋機(jī)整機(jī)降臂1.78 m完成過孔。

第二步：運(yùn)梁炮車喂第一片梁（右邊梁），同時(shí)將移梁設(shè)備安放在0＃臺(tái)和1＃墩上，架橋機(jī)將第一片梁落到橫移軌道上，通過千斤頂向右側(cè)橫向頂推梁片2.2 m（保證第二片梁能夠在線路中心線位置落梁）。

第三步：第二片梁完成喂梁、縱向移梁、落梁工序后，整機(jī)再一次降臂1.65 m（隧道內(nèi)凈寬可以滿足3＃柱和發(fā)電組橫向移動(dòng)1.1 m的安全距離），可完成第二片梁整機(jī)向左橫向移梁（可橫向移梁1.1 m），梁片可一次性到位。

第四步：調(diào)整千斤頂位置，將第一片梁橫向往回頂推1.1 m后（梁片滿足設(shè)計(jì)位置），架橋機(jī)整機(jī)向右橫向移動(dòng)2.2 m，吊起梁片，拆除橫移軌道，然后落梁到位。

第五步：橫隔板連接鋼板焊接，穿設(shè)預(yù)應(yīng)力鋼棒，完成隧道口架梁。架橋機(jī)過孔，準(zhǔn)備架設(shè)下一孔梁。

4 隧道口架梁技術(shù)應(yīng)用方法

4.1 橫向移梁設(shè)備工作原理

橫移軌道由兩根并行的P50 kg／m鋼軌組成，長(zhǎng)度為2.2 m的1＃橫移軌道和長(zhǎng)度為3 m的2＃橫移軌道，用魚尾夾板連結(jié)。橫向移梁時(shí)第一片梁主要承載于2＃橫移軌道上，1＃橫移軌道主要是給千斤頂提供反向推力，第二片梁橫移時(shí)拆除。1＃橫移軌道長(zhǎng)度根據(jù)第一片梁橫移2.2 m后，第二片才能從線路中心線位置落下確定的，其上調(diào)節(jié)孔的位置是根據(jù)千斤頂?shù)男谐毯偷谝黄簷M移長(zhǎng)度確定的，間距均為0.55 m；2＃橫移軌道長(zhǎng)度是根據(jù)第一片梁橫移長(zhǎng)度加上簡(jiǎn)支梁翼緣板支撐木距梁體腹板中心線的距離確定的，其上調(diào)節(jié)孔的位置是根據(jù)千斤頂?shù)男谐毯偷谝黄悍聪驒M移長(zhǎng)度確定的，間距為0.5 m。

移梁設(shè)備主要是梁底支撐鐵與滑移槽鋼錨接，槽鋼反扣在橫移軌道上，滑移槽鋼和橫移軌道滑行接觸面涂潤(rùn)滑油。橫移軌道必須水平放置，不得設(shè)坡度移梁［6］。工作原理是：當(dāng)梁體座落在支撐鐵上后，千斤頂后座通過連結(jié)卡座和1＃橫移軌道連接，千斤頂活動(dòng)端與梁底支撐鐵接觸，開啟油泵，使千斤頂緩慢頂推，千斤頂行程達(dá)到60 cm時(shí)，通過橫移軌道上的調(diào)節(jié)孔調(diào)整千斤頂位置，再繼續(xù)頂推，直至頂推到需要位置（見圖1）。在實(shí)施頂推前，務(wù)必確保橫移軌道水平，并與梁體垂直；頂推過程中，要統(tǒng)一指揮，兩套橫移設(shè)備要同時(shí)開啟、同時(shí)頂推、加強(qiáng)監(jiān)控量測(cè)，如有異常，停止頂推，查明原因，異常消除后，方可再繼續(xù)頂推作業(yè)。

圖1 移梁設(shè)備工作原理（單位：cm）

4.2 隧道口架梁施工方法及原理

隧道仰拱施工標(biāo)高為設(shè)計(jì)標(biāo)高以下0.352 m，且隧道兩側(cè)水溝電纜槽暫不施工，可以滿足運(yùn)梁車馱運(yùn)架橋機(jī)通過（見圖2）；架橋機(jī)整機(jī)降臂1.78 m，2＃柱支撐在橋臺(tái)位置，3＃柱及發(fā)電機(jī)組均在隧道內(nèi)，也可滿足運(yùn)梁車給架橋機(jī)喂梁（見圖3）。

圖2 運(yùn)梁車托運(yùn)架橋機(jī)（單位：cm）

圖3 運(yùn)梁車給架橋機(jī)喂梁（單位：cm）

4.2.1 第一片梁（右邊梁）向右橫移方法

架橋機(jī)處于待架梁狀態(tài)［7］，運(yùn)梁車給架橋機(jī)喂梁前，在0＃臺(tái)、1＃墩頂安裝橫移設(shè)備，橫移設(shè)備必須水平，并各自安排專人進(jìn)行監(jiān)控觀測(cè)，橫移設(shè)備與梁底的接觸面要略高于墊石面0.02 m；特別注意：第二片梁架設(shè)時(shí)橫移設(shè)備1＃軌道要拆除，1＃軌道和2＃軌道的連接點(diǎn)要偏向線路中心線右側(cè)0.6 m（見圖4）。

圖4 1＃軌道和2＃軌道連接（單位：cm）

第一片梁片由架橋機(jī)提梁從線路中心線位置緩慢落梁至橫移設(shè)備梁底支撐鐵上，在簡(jiǎn)支梁翼緣板和滑移槽鋼上打好支撐木，防止梁體傾覆；同時(shí)梁前后兩端用2個(gè)5 t手拉葫蘆呈交叉型在橫向上把梁固定在墩臺(tái)預(yù)埋鋼結(jié)構(gòu)上，并用圓木支撐［8］。

梁片安全加固措施作好后，安裝好千斤頂，接好油泵，千斤頂后座力端通過連結(jié)卡座固定在1＃橫移軌道最左邊的調(diào)節(jié)孔，千斤頂活動(dòng)端對(duì)準(zhǔn)梁底支撐鐵耳墻，并使之持力。

各工序各崗位操作人員全部到位，現(xiàn)場(chǎng)負(fù)責(zé)人統(tǒng)一指揮，特別是油泵司機(jī)、倒鏈操作人員、千斤頂操作人員要配合默契，油泵司機(jī)在緩緩開啟油泵后，千斤頂在頂推時(shí)，梁體兩端倒鏈操作手也要同步操作倒鏈，拉力和梁橫移方向相反的倒鏈要同步放張倒鏈，拉力和梁橫移方向相同的倒鏈要同步收縮倒鏈。梁體兩端千斤頂操作人員要加強(qiáng)對(duì)千斤頂?shù)谋O(jiān)控量測(cè)，及時(shí)互通千斤頂行程，如有異常立即停止頂推作業(yè)，查明原因后再次啟動(dòng)頂推作業(yè)。梁體兩端安全員注意觀察梁片穩(wěn)定狀況，如有異常立即停止頂推，做好加固后，方可繼續(xù)頂推［9］。

千斤頂行程達(dá)到0.6 m時(shí)，停止頂推，在梁體兩端橫移軌道和滑移槽鋼接觸面兩側(cè)都插入楔木，同時(shí)緊固好所有倒鏈，防止梁片傾覆。關(guān)閉油泵，完成第一次頂推作業(yè)。第一次頂推作業(yè)梁片橫移量為0.55 m。

千斤頂回油后，拆除連接卡座和1＃橫移軌道上調(diào)節(jié)孔的螺栓，使之與左邊起第二個(gè)調(diào)節(jié)孔栓接，使千斤頂進(jìn)行第二次頂推作業(yè)，注意事項(xiàng)和操作要領(lǐng)同第一次頂推作業(yè)。第二次頂推作業(yè)梁片橫移量也為0.55 m，累計(jì)橫移量為1.1 m，此時(shí)梁片已到達(dá)了設(shè)計(jì)位置。但是，為了給第二片梁留出落梁位置（由架橋機(jī)提梁從線路中心線位置落梁），要超移梁1.1 m。通過栓接連接卡座與1＃橫移軌道上左起第3個(gè)、第4個(gè)調(diào)節(jié)孔，分別完成第三次、第四次頂推作業(yè)，每次梁片的橫移量均為0.55 m（調(diào)節(jié)孔的距離為0.55m），最終梁片橫移量為2.2 m，梁片的位置見圖5。拆除梁體兩端的千斤頂，并再次檢查梁片的安全保護(hù)措施是否妥當(dāng)、到位，并安排專人加強(qiáng)加密梁片穩(wěn)定性監(jiān)控量測(cè)。

圖5 第一片梁橫移位置（單位：cm）

4.2.2 第二片梁（左邊梁）架設(shè)方法

第一片梁向右橫移2.2 m后，運(yùn)梁車給架橋機(jī)喂第二片梁（見圖6、圖7）。架橋機(jī)前天車、后天車縱向移梁到位后，從線路中心線位置落梁，將梁片落于1＃橫移軌道上（見圖7）。特別注意在落第二片梁時(shí)，梁片要穩(wěn)定不得左右搖擺，以免碰撞第一片梁（兩片梁的安全距離僅為0.1 m）。落梁完畢后在翼緣板處打好支撐木，做好安全防護(hù)措施，啟動(dòng)吊梁天車將鋼絲繩收緊（只需收緊，不能帶載）［10］，但是不拆除護(hù)梁瓦和鋼絲繩。架橋機(jī)整機(jī)降臂1.65 m，拆除托架，以便于3＃柱和發(fā)電機(jī)組在隧道內(nèi)完成橫向移梁作業(yè)。

圖6 第二片梁喂梁及架橋機(jī)降臂（單位：cm）

圖7 第二片梁喂梁及架橋機(jī)架梁（單位：cm）

架橋機(jī)降臂1.65 m，前天車、后天車同步提梁0.1 m的高度后拆除1＃橫移軌道。架橋機(jī)整機(jī)向左橫移0.5 m，大臂再向左橫移0.6 m，合計(jì)向左橫移1.1m，第二片梁橫移到設(shè)計(jì)位置，完成架設(shè)，做好臨時(shí)安全防護(hù)措施，以防梁體傾覆。

4.2.3 第一片梁（右邊梁）架設(shè)方法

架橋機(jī)完成第二片梁架設(shè)任務(wù)后，整機(jī)向右橫移1 m，大臂橫移1.2 m，合計(jì)向右橫移2.2 m；同時(shí)在橫移設(shè)備的右端安裝千斤頂，千斤頂后座力端通過連結(jié)卡座和2＃橫移軌道右端起第一個(gè)調(diào)節(jié)孔栓接，活動(dòng)端與梁底和梁底支撐鐵接觸并持力，接觸面安放一塊20 cm×20 cm×1 cm的鋼板，使梁體受力均勻。油泵司機(jī)開啟油泵，千斤頂頂推作業(yè)和梁體兩端倒鏈要同步放張和收縮（拉力和梁橫移方向相反的倒鏈要同步放張倒鏈，拉力和梁橫移方向相同的倒鏈要同步收縮倒鏈）。千斤頂行程達(dá)到0.6 m時(shí)，停止頂推，在梁體兩端橫移軌道和滑移槽鋼接觸面兩側(cè)都插入楔木，同時(shí)緊固好所有倒鏈，防止梁片傾覆。關(guān)閉油泵，完成第一次回頂頂推作業(yè)。第一次回頂頂推作業(yè)梁片橫移量為0.6 m。

千斤頂回油后，拆除連接卡座和2＃橫移軌道上調(diào)節(jié)孔的螺栓，使之與右邊起第二個(gè)調(diào)節(jié)孔栓接，使千斤頂進(jìn)行第二次回頂頂推作業(yè)，千斤頂行程達(dá)到0.5 m時(shí)，梁片已到達(dá)設(shè)計(jì)位置，完成第二次回頂頂推作業(yè)，梁片橫移量為0.5 m，累計(jì)橫移量為1.1 m。注意事項(xiàng)和操作要領(lǐng)同第一次頂推作業(yè)。

第一片梁回移作業(yè)完成后，拆除千斤頂，安放護(hù)梁瓦并捆好梁體，前天車、后天車同步提梁0.1 m的高度后拆除墩、臺(tái)上的橫移設(shè)備，架橋機(jī)完成落梁作業(yè)，第一片梁架設(shè)完成。橫向連接鋼板焊接，穿設(shè)預(yù)應(yīng)力鋼棒，完成隧道口架梁（見圖8），架橋機(jī)過孔，準(zhǔn)備下一孔梁架設(shè)。

圖8 第一片梁回頂及架設(shè)（單位：cm）

5 安全保障措施

隧道口架梁屬于高空作業(yè)，專業(yè)性較強(qiáng)，現(xiàn)場(chǎng)各施工人員要密切配合才能完成，操作空間狹小，在整個(gè)架梁過程中，必須采取切實(shí)可行的安全措施，確保我們的生命財(cái)產(chǎn)安全［11］。

5.1 施工人員安全保障措施

專職安全管理人員做好橋上、橋下安全防護(hù)工作。橋臺(tái)擋砟墻上安裝高度為1.2 m的防護(hù)欄桿，施工人員除佩帶齊全安全防護(hù)用品外，須配置防墜器；同時(shí)橋下拉好警戒繩，安排專人進(jìn)行值守，提醒過往車輛和人員注意高空墜物。

5.2 架梁設(shè)備安全保證措施

架橋機(jī)過孔時(shí)，1＃柱及時(shí)做好硬性鋼支撐，3＃柱和構(gòu)筑物采用鋼絲繩連接牢固。

喂梁前，運(yùn)梁炮車預(yù)停位置提前放好止輪器，喂梁時(shí)，必須由現(xiàn)場(chǎng)負(fù)責(zé)人統(tǒng)一指揮，防止運(yùn)梁車撞擊架橋機(jī)［12］。

5.3 梁片加固安全措施

架橋機(jī)落梁后，橫向連接鋼板沒有焊接時(shí)，為防止梁片傾覆，梁體兩端用雙倒鏈呈交叉型在橫向上把梁固定在墩臺(tái)預(yù)埋鋼結(jié)構(gòu)上，還要在墩、臺(tái)采用6根圓木做好支撐加固。

6 結(jié)束語(yǔ)

蒙華鐵路單線隧道口架梁工程，架橋機(jī)受隧道內(nèi)凈空影響，不能在正常狀態(tài)下完成架梁任務(wù)。架橋機(jī)不拆解、不改裝，通過增加輔助墩頂移梁設(shè)備、架梁過程中架橋機(jī)二次降臂等措施，不僅有效地解決了架梁過程中的技術(shù)難題，而且總結(jié)了一套寶貴的隧道口架梁施工經(jīng)驗(yàn)，值得類似工程借鑒和學(xué)習(xí)。