U形軌道梁安裝施工工藝及其在軌交工程中的應用

臧偉林

上海市機械施工集團有限公司 上海 200072

1 工程概況

上海市軌道交通浦江線工程均為高架線，共設6座車站，1座車輛段。其中U形梁安裝涉及到的主要施工工藝有雙機抬吊、架橋機施工、模塊車施工以及滑移施工。其中大致以S32交叉點為界，南側主要以雙機抬吊作為主要吊裝手段，北側以架橋機作為主要吊裝手段，下穿S32區域采用模塊車施工，而車輛出入段局部困難處采用滑移施工。

2 主要施工難點及對應措施

1）工期緊張，施工交通組織困難。施工前期由于下部結構施工滯后，而合同工期又不允許超出，原本1條施工線架橋機施工可以解決80%的工作量，便變得不可能實施，因此引入第2條施工線，即雙機抬吊實施，選擇南面作為雙機抬吊施工的原因是：南面施工是在社會道路上，U形梁運輸便捷，但同時也帶來了局部運輸道路的加固及社會交通組織的問題。

2）下穿S32施工難度大。下穿S32是一個關鍵節點，現有S32申嘉湖高速凈空為10.29～10.58 m，無法使用常規吊裝機械進行施工，同時施工階段應保證地面道路交通暢通（不允許長時間封交）。此處三跨采用模塊車進行施工，僅利用00：00～04：00就成功跨越。

3）車輛出入段場地受限。車輛出入段受結構特點和場地限制，吊裝組織難度大。出入段主線與支線并行交叉，并且出入段北側緊鄰七一河，南側靠近8號線2期停車場，施工場地狹長，同時還要兼顧施工場地內的既有運輸道路，不能封閉。優化方案后采取支線履帶吊吊裝，主線架橋機架梁，特殊線段滑移的方法施工。

3 施工工藝

3.1 雙機抬吊施工

雙機抬吊作為吊裝軌道梁最常規的施工方法，被廣泛應用于各類施工現場，其主要優點在于靈活便捷，可以采用平行停機吊裝、T字形停機吊裝等不同位置吊裝，且起吊及就位時可以滿足不同位置的要求，對U形梁運輸就位適應性強。設備較常規，可大量使用并縮短工期。其主要不足在于需要較好的運輸道路，施工時占用場地較大，靠近現有道路時，采用此方法還算可行，但必須做好地下管線、地上架空線等的保護工作。無現有道路則需要開辟較好的道路，成本較大，同時過橋、過河比較不便。

本工程主要采用2臺250 t履帶吊配合進行雙機抬吊施工（圖1）。在施工過程中最多同時采用6臺履帶吊分3個工作點實施。平均每晚施工2根梁同時翻1次跨。

圖1 雙機抬吊

3.2 架橋機施工

架橋機施工也是軌道交通施工常見的施工工藝之一，其主要優點在于無需特殊運梁道路，已經完成架設的軌道梁成為高空運梁通道。施工時基本對地面無任何影響，施工工藝比較簡單，設備操作重復，容易熟練掌握，外界不確定因素對其影響小，節奏性強。其主要不足在于需要鋪設的軌道梁線路結構比較單一化，同時需要另辟上梁場地、上梁設備及梁上運輸設備，適應外界變化能力較差，當梁上運輸過長時容易降低工效。施工時次序性強，不能有顛倒供梁情況。

本工程選用JQ220t-35 m型架橋機進行施工，架橋機自行過孔，無需輔助設備。架橋機過孔后，調整至架梁狀態，前天車將U形梁提起前移，再安裝后天車吊具，前后天車配合橫移將U形梁安裝就位，一跨安裝完成后，再次過孔（圖2、圖3）。一般情況每天架2根梁外帶過1次孔。

圖2 架橋機過孔

圖3 架橋機架梁

3.3 模塊車施工

模塊車施工基本沒在軌道交通施工過程中應用過，模塊車是一種模塊化生產及組裝的自行式平板拖車，水平可調高程600 mm（1.2～1.8 m）。其優點在于可根據裝載貨物的不同需求被配置成各種結構、尺寸和質量。同時模塊車牽引力由液壓電動機提供，每一軸線都是在主控程序的精確控制下執行各種動作并實現各種姿態移動、旋轉、升降等，同時能完成傳統拖車無法完成的動作，能原地掉頭、橫向平移、繞中點旋轉。缺點在于輔助工作量大，需要額外的上梁設備，總體使用價格較高，無法大量使用。

本工程下穿S32，下部不允許長時間封路，因此配備4列6軸線模塊車運輸U形梁，由于模塊車高度有限，在模塊車上放置工裝件來彌補高差。先用250 t履帶吊雙機抬吊將U形梁吊裝至模塊車上，模塊車再通過縱移（圖4），將U形梁運至安裝跨一側，然后模塊車輪子90°轉向，通過橫移（圖5）將U形梁運至安裝跨正上方，最后通過模塊車自帶的液壓裝置下降，將U形梁安裝落位。

圖4 模塊車縱向運輸

圖5 模塊車就位落梁（橫向）

3.4 滑移施工

滑移施工技術也較常應用于軌交施工中，按支承方式分為支架法、懸臂法，按滑移形式分為摩擦式和輪軌式。總體來說，滑移法一般應用在一些工況極其惡劣的地方以及不能有大型設備進行施工的地方，其輔助工作量極大。

本工程滑移段10跨共317 m，首先進行支撐系統安裝，其次采用250 t履帶吊雙機抬吊將U形梁吊裝至滑移臺車上，U形梁自上梁點開始滑移，方向自東向西，滑移到位后卸載落架。本次滑移的特色在于滑移距離長，如果采用摩擦式滑移，300 m的滑移距離所需時間太長，因此通過分析設計，我們采用帶動力滑移小車的方法（圖6、圖7），滑移到位后進行落梁。由于U形梁是簡支結構，只能采用支架法，即鋪設通長支承梁，逐根梁依次進行施工。整個滑移落架時間用時5 d，但前期地基加固、支撐系統安裝、壓載試驗及最后支承系統拆除，共耗時近1個月。

圖6 滑移支架系統

圖7 滑移施工

4 各種施工工藝對比分析

縱觀軌道交通浦江線工程，理論上最恰當的施工方法是局部困難處先用履帶吊雙機抬吊，打通關鍵節點，而后用架橋機全線依次貫通。而實際上由于種種原因采用了多種施工工藝才確保完成施工。各種施工工藝都有一定的優缺點，正確、有針對性地選用合適的施工工藝將給施工帶來極大的便利。表1簡單分析了4種工藝的特點[1-4]。

表1 各施工工藝對比分析

綜合表1可以看出，利用常規工藝進行施工是最恰當的施工工藝，特殊工藝不僅適用范圍小而且成本大、風險高。在施工前期避免這些節點是高效施工的關鍵。而優化這些節點、關鍵點主要在設計階段和施工策劃階段。

設計階段可以優化的主要有結構形式以及跨距分布，其中結構形式優化調整對施工是有相當大的便利的。就本工程而言，設計將大量跨河、跨路口簡支梁以及小曲率半徑線形設計成連續現澆結構，對后期施工工藝有相當大的影響，簡化了安裝難度，為加快工程進度提供了基礎。

施工策劃階段也相當重要：首先，合理的施工組織是快速順暢施工的關鍵，制訂出合理的順序及施工工藝為施工提供指導；其次，高效的施工準備也是相當關鍵的。

最后，恰當的施工工藝還要滿足自身企業的實際情況，每個企業都有各自的裝備及施工特色，選用自有設備不僅操作熟練而且成本較低，本工程沒有選用2臺架橋機就是由于1臺架橋機是公司自有設備，再購入新架橋機不利于整個企業運營。而滑移雖然困難，但公司有大量滑移施工經驗，包括成熟的措施及團隊，施工中難點比較容易掌控，可以相對減少風險因素。

5 結語

通過整個工程的施工可知，各種工況可以采用的施工方法是多樣的，也是有一定取舍的，沒有最好的施工工藝，只有最恰當的施工工藝。很多時候局部施工的困難對整個施工也有相當大的幫助。同時企業自有資源也給工藝選擇帶來相當大的影響。望本文能夠給U形軌道梁施工提供一定的借鑒與幫助。