450噸可調超高支腿提梁機在大型鐵路箱梁預制場的應用

鮑軍平

摘要：文章闡述和總結了新建北京至霸州鐵路JBSG-Ⅰ標北京大興制梁場根據線路特點和梁場實地情況，在市場現有提梁機資源不能滿足現場施工需求的情況下，有效的利用了現有提梁機，成功改制并安裝了2臺450噸可調超高支腿提梁機，使用該提梁機架設了梁場范圍內的10片箱梁之后又成功在橋上拼裝了架橋機，后續共提梁500余榀上橋，并提升運架一體機喂梁200余次，安全質量狀況良好，取得了良好的經濟和社會效益。

Abstract： The article expounds and summarizes that in the new Beijing-Bazhou railway JBSG-I section Beijing Daxing beam farm， according to the characteristics of the line and the field conditions of the beam field， the existing beam lifting machine was effectively used and two 450-ton adjustable ultra-high leg girders were successfully restructured and installed in the case of the market's existing beam lifting machine resources can not meet the on-site construction needs. After setting up 10 box girders within the beam field， the girder was successfully installed on the bridge. After that， more than 500 beams were raised on the bridge， and the carrier feed beam was improved more than 200 times， safety and quality were in good condition， and good economic and social benefits have been achieved.

關鍵詞：改制 450噸可調超高支腿提梁機;提梁上橋;架橋機拼裝;箱梁架設

Key words： modified 450-ton adjustable ultra-high leg beam lifting machine;lifting beam upper bridge;bridging machine assembling; box girder erection

中圖分類號：U445.471? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1006-4311（2019）31-0137-04

0? 引言

近年來，國家高鐵建設步伐的不斷加快，高鐵橋隧占比越來越大，而梁場位置往往選擇在線路接近標段中心的位置，梁場提梁上橋高度并不在梁場位置規劃的依據范圍內。京雄鐵路一標位于北京市大興區，線路多次跨越城市路網，為滿足橋下凈空，該段落橋墩均在20m以上。大興梁場所處位置的橋墩高度為22m，箱梁高度為2.635m，同時要滿足運架分離式架橋機整機拼裝并提升至橋面，因此需要起升高度達到38m方可滿足需求，而目前國內現有提梁設備無法滿足高度要求，傳統修建上橋坡道方法投資巨大，且將嚴重拖后工期。

中鐵十二局集團對現有梁場實際情況進行了深入研究，設計并安裝了最大高度達48.1m的可調超高支腿提梁機，成功實現了梁場提梁、架橋機安裝和箱梁架設。目前使用該提機配合架橋機已安全的完成大興梁場538片箱梁的提梁架設任務。

1? 工藝原理

因梁場所在地橋墩高達22m，為滿足工程需要，設計并制作了超高支腿提梁機，該提梁機采用一剛一柔2條支腿，剛性支腿采用“倒Y”型設計，柔性支腿采用三角形，與主梁采用球鉸連接，有效釋放結構內力，保證提梁機整體穩定性。剛性支腿與柔性支腿分節截面在同一高度，可同時降低高度做為普通低提梁機使用。在安裝時，首先安裝大車行走機構，再安裝柔性支腿并錨固，再安裝剛性支腿并錨固，最后安裝主梁及附屬件，提梁機安裝完成之后可架設梁場范圍內10榀箱梁，之后再與架橋機配合往前或往后架梁，架橋機架設完成轉向時，可利用此提梁機在橋機上拆解、調頭并重新組裝，可一機多用。

2? 施工工藝流程及操作要點

2.1 施工工藝流程

2.1.1 提梁高安裝施工工藝流程見圖1。

2.1.2 提梁機架梁施工工藝流程見圖2。

2.1.3 提梁機提升運架一體機架梁工藝流程見圖3。

2.2 操作要點

2.2.1 施工準備

①場地準備。

1）對施工現場地基進行整平、加固處理，對大型吊車、設備進出場通道、吊裝場地、部件堆放組裝場地，應進行夯實、壓實或硬化，以滿足汽車、吊車作業要求。

2）提前做好地錨。

②技術準備。

1）安裝前必須認真審閱相關技術文件，安裝圖紙及相關資料;

2）技術負責人做好安裝前技術交底工作，提出具體安裝工藝要求及安裝質量措施;

3）參加施工人員進行技術培訓，特殊工種持證上崗。

2.2.2 安裝位置確定

①軌道復測。

對安裝的軌道要進行進行復測，必須要達到設計要求或施工規范，并用全站儀在軌道上合適位置進行測量投點，呈矩形分布。具體檢測項目如下：

中心線極限偏差±1.5mm;標高極限偏差±2.0mm;軌跨極限偏差±2.0mm;

②主梁支腿檢測及端面處理。

主梁支腿進場后，將其擺放在枕木或鋼墩上，并使其處于水平狀態，檢測其旁彎度，上拱度，輪子的跨度，同時處理主梁和支腿的焊接連接面，并達到規范要求。

③大車行走臺車機構定位。

根據在軌道測量投點形成的矩形框架將四組走行臺車分別調到預定的位置，接著對走行臺車復查找正，找正后對走行臺車進行支撐固定，預裝防爬器，縱向使用角鋼支撐在軌道預埋件，纜繩采用木楔固定。

④450t提梁機構件布置。

根據450t提梁機安裝現場構件多，占地面積大，按照安裝順序和吊車站位，對剛性支腿、柔性支腿、主箱梁、起重小車等的在地面組進行有序布置，現場布置圖見圖4。

2.2.3 行走大車安裝

按圖紙安裝大車走行機構、下鉸座，將行走車輪的踏面中心調整至與軌道中心重合。精確調整走行機構及均衡梁的位置、標高。將走行臺車上夾軌器與軌道錨固鎖死，車輪與軌道接觸處塞楔木防止臺車移位。

2.2.4 柔性支腿的吊裝

①吊裝設備選擇。

柔性支腿吊裝采用用一臺500t汽車吊作為主吊，一臺130t汽車吊為輔助吊機。根據現場安裝現場試驗提供的數據，安裝場地地面承載力為不小于140kPa，為確保吊裝安全，500t汽車吊支腿地腳自帶鋼箱式承載墊板，尺寸為3000mm*3000mm，厚度15mm（空心框架板）。

②柔性支腿的吊裝。

1）吊裝前檢查立柱與下橫梁之間、上橫梁與立柱之間的螺栓連接是否按要求擰緊，連桿的安裝位置及尺寸是否符合要求。

2）使用一臺500t汽車吊按照現場施工要求站位，復核作業半徑。500t汽車吊掛1對？準52mm-6×37-1770MPa、22m/根的鋼絲繩;捆綁時在鋼絲繩與支腿間用膠皮或木片隔開。

3）溜尾的130t吊車按照現場施工要求站位，復核作業半徑。溜尾的130t吊車掛1對？準50mm-6×37-1770MPa、22m長鋼絲繩，捆綁時在鋼絲繩與支腿之間用膠皮或木片隔開。

4）兩臺吊車掛好鉤后同時起鉤將支腿吊起，當支腿下端離開地面約1米時停鉤，檢查吊車和活動支腿各部件是否正常，如無異常繼續起鉤。

5）柔支腿下橫梁與大車走行下鉸座連接，大車走行機構必須鎖死在軌道上。用纜風繩將柔性支腿固定在地錨上，在拉緊纜風繩時要用經緯儀觀測支腿的垂直度，保證垂直度在允許的范圍內。

2.2.5 剛性支腿的吊裝

①吊裝設備選擇。

剛性支腿吊裝采用用一臺500t汽車吊作為主吊，一臺130T汽車吊為輔助吊機。根據現場安裝現場試驗提供的數據，安裝場地地面承載力為不小于140kPa，為確保吊裝安全，一臺500t汽車吊支腿地腳自帶鋼箱式承載墊板，尺寸為3000mm*3000mm，厚度15mm（空心框架板）。

②剛性支腿的吊裝。

1）吊裝前檢查立柱與下橫梁之間、上橫梁與立柱之間的螺栓連接是否按要求擰緊，連桿的安裝位置及尺寸是否符合要求。

2）500t汽車吊掛1對？準54mm-6×37-1960MPa、22m/根的鋼絲繩;捆綁時在鋼絲繩與支腿間用膠皮或木片隔開。

3）溜尾的130t吊車掛1對？準50mm-6×37-1770MPa、10米長鋼絲繩，捆綁時在鋼絲繩與支腿之間用膠皮或木片隔開。

4）兩臺吊車掛好鉤后同時起鉤將支腿吊起，當支腿下端離開地面約1米時停鉤，檢查吊車和活動支腿各部件是否正常，如無異常繼續起鉤。

5）鋼性支腿下橫梁與大車走行下鉸座連接，大車走行機構必須鎖死在軌道上。用纜風繩將鋼性支腿固定在地錨上，在拉緊纜風繩時要用經緯儀觀測支腿的垂直度，保證垂直度在允許的范圍內。

2.2.6 支腿錨固

支腿安裝高度40.05米，而且剛性支腿重心偏移，自身不能成為穩定結構，必須安裝可靠的風纜繩。支腿錨固見圖5。

2.2.7 主梁的吊裝

①吊裝設備選擇。

根據現場地形情況及450t提梁機圖紙結構設計，該起重機跨距大，設備高，重量大的特點，根據類似工程經驗，主要吊裝機具選擇：

主梁吊裝采用二臺500t汽車吊作為主吊。根據現場安裝現場試驗提供的數據，安裝場地地面承載力為不小于140kPa，為確保吊裝安全，500t汽車吊支腿地腳自帶鋼箱式承載墊板，尺寸為3000mm*3000mm，厚度15mm（空心框架板）。

②主梁吊裝（見圖6）。

單根主梁重75t，二根主梁及主梁端梁合計為：160t左右，用2臺500t吊車抬吊。

1）吊裝前檢查主梁各部分的連接螺栓是否按照要求擰緊，主梁的各項尺寸是否符合設計要求;檢查柔支腿一端上下鉸座的安裝是否符合設計要求。

2）檢查連接螺栓是否按照要求擰緊，各項尺寸是否符合設計要求。

3）用2臺500t吊車抬吊按照現場布置站位。

4）500t汽車吊按照現場施工要求站位，復核作業半徑。

5）汽車吊各掛2對？準60mm-6×37-1670MPa、10米/根的鋼絲繩，用卸筘安裝在主梁上面兩端的吊耳上，每根主梁上面在大肋板位置預留有吊裝吊耳。

6）汽車吊將主梁吊起，高于支腿法蘭面約0.5m時，趴臂緩緩下落主梁，用螺栓將主梁與鋼性支腿法蘭連接好，柔性支腿端將角座對準位置后落入并用球座對分蓋鎖定。

2.2.8 提梁機架梁

①450t提梁機提梁。

1）450t提梁機行走到提梁臺座進行對位、落放吊具，將吊桿穿過箱梁吊裝孔并加墊保護橡膠墊，安裝墊板和螺母。

2）提梁試吊，提梁機在裝梁臺座上吊起箱梁，當箱梁離開臺位約20mm，靜停10min，檢查起吊裝置是否位于負載垂直面上，起吊、制動裝置、鋼絲繩、吊具索具有無異常。

②450提梁機落梁。

1）落梁前，按設計位置在橋墩上安置測力千斤頂，作為箱梁的臨時支撐點，千斤頂前后、左右位置順對稱，以便確保測力準確。調整千斤頂使其油缸活塞伸出的頂面高程與梁底的設計標高一致。

2）利用墩頂的水準點，用水準儀測量、千斤頂升降來調整箱梁高程，使梁底、梁面高程符合設計要求，箱梁同端梁底高程控制在2mm以內，梁面高程不高于設計高程，也不低于設計高程20mm。

3）在調整箱梁高程過程中，專人觀察測力千斤頂壓力表讀數，按照每支點反力與四個支點反力的平均值相差不超過±5%來調整支撐千斤頂反力。當壓力表讀數穩定后，計算出四個測力千斤頂的平均值并做好記錄，卸除起重小車的吊桿螺母。

2.2.9 提梁機提升運架一體機架梁

①提梁機提升運架一體機。

提梁機將箱梁提升至橋面后固定，待運架一體機駛近后，后移提梁機至運架一體機導梁端部位置，將兩組吊具合并，再同時落放吊具，將兩組吊桿穿過事先在導梁上架焊的吊耳并固定，然后同步提升，直至將運架一體機吊離橋面。

②提梁機橫移運架一體機。

因提梁機垂直提升運架一體機速度較慢，因此選擇橫移運架一體機至箱梁非干涉位置并固定，準備攜機前移。

③提梁機提升運架一體機前移。

提梁機將運架一體機橫移后箱梁非干涉位置后，再往箱梁方向同步緩慢移動，運行過程中兩組提梁機保持速度、高度一至，移至箱梁完全在運架一體機導梁位置時停止，并固定提梁機。

④橫移并下放運架一體機喂梁。

在提梁機攜帶運架一體機前移至箱梁完全位于箱梁側位后，再橫移運架一體機，至運架一體機的導梁完全位于箱梁中心后，再緩慢下落運架一體機，直至運架一體機完全落至橋面，此時，箱梁位于運架一體機導梁正下方，完成運架一體機的喂梁，祥見圖7。

⑤運架一體機帶梁前行。

運架一體機完成喂梁后，再將導梁的吊具下放，吊桿穿過箱梁吊孔并固定，再提升箱梁，帶梁前行并架梁，與傳統運架施工方法一致，此處不再贅述。

3? 質量控制

因提梁機支腿高度大，施工過程中應注意以下幾點：

3.1 箱梁提移控制

①移梁通道要平整、暢通，不得有障礙物等;監護人員注意觀察提梁機提移箱梁運行情況。當發現異常情況時，要停止運行，并采取措施進行糾正。

②吊梁前提梁機準確對位，吊桿対正梁體吊裝孔。吊桿下端螺母與梁體之間加墊300mm×300mm×20mm鋼墊板，墊板和梁體接觸面間要有不小于10mm的保護性橡膠墊，吊桿下端墊板須與梁體密貼，不得有夾碴造成梁體損壞。

3.2 箱梁架設控制

①箱梁架設之前，檢查落梁千斤頂及其配套的泵站、油管及接頭，確保各種設備的性能及狀態滿足架梁要求。

②落梁前在橋墩上安置好測力千斤頂， 測力千斤頂安置在支座內側，前后、左右須對稱，以確保測力準確。

③同步落梁過程中須保持梁體兩端平衡;設專人負責前支腿，觀察箱梁落梁情況，防止沖擊和撞上前支腿;落梁過程中，支座墊石上、梁下嚴禁站人。

4? 結語

北京地區經濟發達，沿線可滿足建場的臨時用地非常有限，采用該提梁機后大大提高了梁場選址的便捷性。梁場選址位于全橋中部，在梁場內直接提梁上橋，相對于借助路基上橋，很大程度的縮短了運梁車行走距離，大大加快了施工進度，為后續橋面施工創造了有利條件。

利用現有提梁機改制并安裝了2臺超高可調支腿提梁機提梁上橋，相比在橋梁兩端建場并修建上橋坡道，長距離運輸架設高鐵箱梁，可節約投資約1500萬元以上。

該提梁機可提梁上橋、架梁，提梁機剛性支腿與柔性支腿可取下同一高度的節段，在其他低橋墩梁場也可適用，節約了材料。同時縮短了箱梁運輸距離，大大減少燃油需用量，減少了大氣污染，積極響應北京市政府的“藍天保衛戰”行動。

參考文獻：

[1]石亮，賀水冰，原貞華.關于提梁機大型疊合主梁結構設計與應用技術淺析[J].山東工業技術，2019（12）：87，107.

[2]王研.高速鐵路橋梁MG450型提梁機基礎有限元設計計算[J].四川建筑，2017，37（04）：175-176.

[3]符裕.鐵路箱梁存梁區預制臺座的應用[J].價值工程，2018，37（16）：135-136.