500 t汽車吊跨高速鐵路架梁施工技術

陳 強 中國鐵路上海局集團有限公司安全監察室

1 工程概況

淮北市泉山北路上跨符夾鐵路立交工程，為既有東港樓立交橋改造工程。工程北起東山路消防隊門口，南至國購廣場東門，施工內容為新建泉山北路上跨主線橋940 m，新建A、B、X、Y四條立交匝道橋梁1 013 m。其中主線橋、B匝道分別跨越符夾雙線電氣化鐵路（淮蕭聯絡線），符夾鐵路線間距5.05 m，主線橋與B匝道跨越鐵路處相距105 m。

B 匝道第三聯跨越符夾鐵路，設計為（19.96+26+19.96）m簡支小箱梁結構，每孔3 片箱梁。梁高1.6 m，梁底寬1.0 m，中梁頂寬2.4 m。受現場環境制約，B 匝道第三聯位于S 曲線上，S 曲線半徑為100 m 和150 m，主跨（26 m 跨）位于夾緩和曲線上，長45 m。同時主跨位于4.85%縱坡上。

2 架梁技術方案比選

方案一：采用架橋機架梁。因橋跨位于大縱坡、小半徑曲線上，且又在S 型曲線位置，橋面寬度小，常規架橋機架梁作業時，前后支腿均位于橋面寬度范圍以外，架橋機無法作業；另外小跨度公路架橋機，其允許架梁縱坡均不大于3%。由此采用架橋機架梁方案不可行。

方案二：采用一臺汽車吊單機架梁。本橋主跨最大梁重83.7 t，作業幅度最大為14 m；最小梁重78.3 t，作業幅度最大為16 mm。根據現場情況結合汽車吊性能，使用一臺500 t全地面液壓起重機，全支腿、配重160 t，采用塔式副臂工況下，最大額定起重量為111 t，滿足最大梁重的1.3 倍起重量。因此采用汽車吊架梁作業安全、可靠，滿足現場技術條件。

汽車吊架梁，主要分為運梁、捆梁、吊車提梁試吊、旋轉落梁、解除鋼絲繩結束吊裝等工序，工藝流程如下：施工準備→吊機拼裝→箱梁運輸→鋼絲繩捆梁→試吊提梁→封鎖點吊梁→落梁對位→臨時加固支撐→解除鋼絲繩→下一片梁施工。

3 施工方法

3.1 吊機參數選型

主跨預制箱梁位于符夾鐵路上方，預制梁長分別為25.19 m、26.11 m、27.04 m，梁重分別為78.3 t、80.9 t、83.7 t。箱梁架設受符夾鐵路影響，500 t 汽車吊只能在B 匝道西側、鐵路南側就位，運梁車自泉山路地面輔道進入吊裝地點，如圖1所示。

圖1 主跨箱梁架設吊機站位圖（單位：m）

吊梁及捆梁鋼絲繩按照1.5 t 考慮計算，經現場測量，主跨3片箱梁架設作業半徑要求見表1。

表1 主跨預制梁起重量

由表1 可知，汽車吊工況需同時滿足三種作業半徑所需的最大起重量要求。查閱德馬格500 t汽車吊起重性能表，需要在配重160 t、主臂起升高度19.3 m+4 m 過渡接頭+塔式副臂24 m（全長47.3 m）、全支腿的工況下，作業半徑在14 m-16 m 范圍內作業，汽車吊最大額定起重量為111 t-104 t，超過構件計算1.3倍的最大重量，起重作業安全。

3.2 施工準備

（1）場地準備

取汽車吊支腿受力最不利工況檢算，吊機支腿最大壓力為204 t。支腿處鋼板箱尺寸為3.5 m×4.0 m，其地基壓應力為：P=N/A=204t/（2.5×4.0）m2=20.4t/m2=204kPɑ。

經查閱本工程地質資料，吊機支腿處為素填土，地基承載力基本容許值為150 kPa，需要對現狀地基進行換填處理。處理方法為：在吊機支腿位置開挖3.5 m×4.0 m，深0.5 m，基坑底部鋪設0.2 m 厚碎石墊層，頂部澆筑0.3 m 厚C30 砼擴大基礎。處理后的地基承載力P’=N/A=204t/（3.5×4.0）m2=14.6t/m2=146 kPɑ，地基可以滿足要求。

吊機占用的其他部位采取壓路機碾壓平整、密室后，澆筑0.15 m厚C30砼硬化面。

（2）索具準備

單機起吊架梁，需采取捆梁鋼絲繩防滑移措施。本工程采用先捆梁，之后與提梁鋼絲繩連接的方式，同時在梁體翼緣板鑿凹槽，達到防止滑移的目的。如圖2所示

圖2 鋼絲繩捆梁示意圖

為避免單機吊梁在落梁時因4.85%縱坡造成水平落梁滑移，需采用傾斜落梁的方式就位，利用鋼絲繩長度來調節梁體起吊后的縱坡與設計基本一致，如圖3所示。

圖3 預制梁傾斜提梁示意圖（單位：m）

經計算，捆梁鋼絲繩采用直徑56 mm 雙鋼絲繩，2 根10.5 m 長，2 根 11.5 m 長；吊梁鋼絲繩采用直徑 56 mm 雙鋼絲繩，單根長40.2 m長，對折使用，共2根。捆梁鋼絲繩與提梁鋼絲繩采用35 t卡環連接，共需4個，備用4個。

（3）技術準備

對預制成型的梁體進行尺寸復核，內容包括：梁全長、梁寬、梁高、預埋件、橫隔梁等；對預制梁進行編號，預制梁砼強度、壓漿強度等各項檢驗資料經監理單位驗收簽認；按照箱梁架設順序，合理安排梁場存梁區箱梁存放位置，便于運梁；架梁前清理梁體內積水以及梁頂雜物，防止積水及雜物跌落在鐵路范圍內砸傷鋼軌、接觸網等設備。

復核墩柱結構尺寸、支座墊石各部尺寸、高程、跨度，各結構物混凝土強度均達到設計要求，并經監理單位驗收簽認；安裝支座、用墨線彈出梁端線和邊線，在墩臺上標出梁號、梁頭中心線、邊線和端線以及臨時支座位置，并形成書面資料上報監理復核。

根據批準的月度封鎖施工計劃、上報日計劃，并對參與封鎖施工的所有作業人員進行安全教育培訓及安全技術交底；大型機械及特種作業人員等進場后及時提供年檢合格證、駕駛員操作證等相關資料履行進場驗收手續。

3.3 封鎖作業時間及節點

根據上海局集團公司批準的月度施工計劃，汽車吊跨鐵路架設箱梁，對既有符夾電氣化鐵路封鎖3天（同步接觸網停電），每日雙線封鎖90 min 架設1 片箱梁，封鎖時間分解見表2。

表2 架設一片箱梁封鎖時間分解表

3.4 施工步驟

（1）第一步：500 t 汽車吊就位。在封鎖點前一天汽車吊進場，根據已經加固處理的汽車吊支腿位置就位，完成配重安裝及塔式副臂拼裝，達到吊梁條件。

（2）第二步：箱梁運輸就位。箱梁按照指定路徑運輸就位，將捆梁鋼絲繩穿好。預先將梁體翼板捆梁處鑿出10 cm×10 cm 槽口，防止鋼絲繩滑移；捆梁時，預制梁底板棱角處加墊鐵瓦保護砼外觀，預制梁頂板棱角采用廢舊輪胎包裹，以保護砼及鋼絲繩。捆梁鋼絲繩不得誤用，各股鋼絲繩應受力均勻，不允許有絞花或兩股互壓的現象。

（3）第三步：當日封鎖點前20 min，啟動吊機掛好提梁鋼絲繩，并將提梁鋼絲繩與捆梁鋼絲繩連接穩固，之后進行試吊，觀察吊機支腿、鋼絲繩等受力狀態。梁體在起吊脫離運梁車的過程要緩慢，并根據梁體一端抬升高度不斷調整吊鉤中心位置，確保梁體在脫離運梁車時不會發生較大的水平位移。

（4）第四步：梁體起升。梁體試吊成功，經確認吊機支腿、鋼絲繩等均安全可靠后，聽從施工總指揮命令，開始徐徐起升梁體至橋面以上1 m-2 m 的高度。

（5）第五步：梁體旋轉及落梁。待接觸網停電后，根據施工總指揮命令，汽車吊提梁開始緩慢旋轉至待架梁位置上方，地面采用纜風繩牽引保持梁體平穩不與相鄰結構發生碰撞，待梁體穩定后，開始落梁并前后左右適當調整位置，確保梁體落入指定區域。

（6）第六步：解除鋼絲繩，主臂退回鐵路限界外。待梁體落實支撐穩固后，吊鉤下降至鋼絲繩不受力狀態，先用繩索將捆梁鋼絲繩一端扎牢，繩索另一端與梁體鋼筋拴牢，解除捆梁鋼絲繩一端卡環后，人工將繩索逐漸下放吊機同步上提鋼絲繩，確保鋼絲繩與接觸網設備保持安全距離，最后吊機連同捆梁鋼絲繩一道全部吊離鐵路區域，吊機主臂旋轉退出鐵路限界，結束當日施工。

4 總結

泉山北路B匝道跨營業線架梁具有曲線半徑小、縱坡大、封鎖時間短、環境復雜等不利因素，通過制定科學的施工方案，合理的組織措施，成功應用了500 t汽車吊的優勢，最大限度減小了對運輸的影響、降低了安全隱患，最終安全、順利完成跨營業線架梁任務，為市政基礎設施建設中跨高鐵線路架梁施工積累了寶貴經驗，可以為類似工程提供借鑒。