跨既有營業線鋼蓋梁門式墩施工技術

谷松博

摘 要：鋼蓋梁門式墩施工技術相對于大跨度混凝土連續梁、鋼結構橋梁等傳統跨線方式，其具有工程造價相對較低、施工作業面多、施工周期短、對營業線干擾小等優點。察右前旗特大橋跨張呼客專鐵路采用鋼蓋梁門式墩，是內蒙古地區高鐵建設中首次在高寒大風地區進行施工的項目，具有施工環境復雜、吊裝質量大、安裝精度高等特點。基于此，對大跨度大噸位鋼門式墩在復雜條件下跨越既有高速鐵路施工技術進行研究并總結，為此后續同類施工提供借鑒。

關鍵詞：跨既有營業線；鋼蓋梁門式墩；吊裝技術

中圖分類號：TU391? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號：2096-6903（2024）02-0022-03

0 引言

在鐵路跨線施工時，由于近年來國產大型吊裝設備技術快速發展和普遍應用，使大噸位起重車一次吊裝大型鋼結構施工跨越既有鐵路已成為可能。鐵路鋼蓋梁門式墩跨越既有鐵路具有工程造價低、施工周期短、制作質量高、對營業線干擾小等優點，近年來已在我國高鐵建設中開始應用。

1 工程概況

新建集寧經大同至原平鐵路察右前旗特大橋，橋自張呼客專烏蘭察布站引出，上行左線出站跨越張呼客專后與右線并行，跨越張呼客專采用鋼門式墩跨越。框架墩基礎采用12根Φ125 cm樁基礎（左、右兩側各6根），承臺采用2個矩形承臺，尺寸為8.6 m ×5.45 m×2.5 m；門式墩最大高度20.2 m，預制空腹鋼墩身截面尺寸2.44 m×2.64 m，鋼橫梁長度28.88 m，截面尺寸3 m×3.3 m。

2 工程控制難點

2.1 大噸位起吊拼裝

根據鋼構件自重、吊裝高度以及工作半徑，鋼立柱采用300 t汽車起重機吊裝，每次鋼立柱吊裝需2臺300 t汽車起重機，鋼橫梁采用650 t履帶起重機吊裝，利用7次（含試吊）節點催停封鎖線路進行吊裝作業，每個節點180 min，總時長1 080 min。現場嚴格執行“一機一人”防護制度，控制起吊高度及作業半徑，并采用纜風繩牽引移動。選用兩臺汽車起重機協同作業，可實現鋼立柱空中回直，主起重車控制起吊高度及作業半徑，輔助起重車配合纜風繩牽引移動，便于對位置進行精調。

2.2 采購運輸難度大

公司組織采購、制造、安裝、質量、安全等相關部門，實行全過程盯控。構件采用整體出廠，必須先驗收合格后，采用特種車輛運輸。現場采用大噸位履帶起重機整體吊裝，實行全過程統一管理。整個施工過程精心組織，能夠避免構件在野外加工過程中遭受惡劣天氣影響，保證二次加工質量符合相關標準，確保施工順利進行。

2.3 現場焊接難度大

鑒于對鋼構焊接質量要求高，不僅需要有專業焊接資格證的人員，還需要進行進場前焊工考試，合格后方可進入現場。現場焊接環境惡劣，需要采取必須的保護措施，才能進行作業。焊接完成后均需要進行焊縫檢測，檢測符合設計要求才行，不合格的焊縫立即進行返工。

3 跨鐵路鋼蓋梁門式墩施工技術控制要點

3.1 鋼蓋梁構件的運輸與驗收

3.1.1 鋼蓋梁構件運輸

本工程所需要的主鋼構件在工廠制作驗收合格后，由公路汽車直接運至安裝現場進行安裝。在整個運輸過程中需要注意以下3點內容。

一是做好鋼梁構件運輸準備工作。本工程鋼疊合梁采用公路運輸為主，根據工程進度的需要，構件原則上將按運輸計劃，分批開展，若現場安裝的方案計劃出現變更，則需要預先進行書面通知，從而使運輸計劃依照實況適當調整。針對各批次構件均需要對其專門安排，主要是對構件的運輸路線、方式進行詳細計劃，做好運輸工具的調度規劃，針對大尺寸構件必須制作專門運輸擱置件[1]。

二是做好構件運輸中配套措施。運輸時可以在兩個構件之間放置一些緩沖物，例如，橡膠墊、墊木等，避免運輸時構件受到碰撞影響而出現損壞。散件需要按照同類型進行集中堆放，并使用墊木、鋼框架以及鋼絲繩完成綁定。桿件與綁用使用的鋼絲繩之間，必須放置緩沖物。在運輸時，為了避免涂層損壞問題，還需在構件綁扎位置或者是固定位置使用軟材料進行襯墊保護，有效的保護措施能夠保證鋼梁構件在運輸途中的安全。

三是采用合理有效的裝載、加固和綁扎技術。裝載時，支撐點需墊上麻袋或木樣，擱置點宜選擇在鋼結構的橫隔板位置。箱梁綁扎時，應將吊索和箱梁間使用防滑墊料鋪墊，從而避免出現磨損或者是出現梁體損壞。在綁扎時，必須保證箱梁分段牢固綁扎。本方案使用三點綁扎的方法，應盡量保證三點受力的一致性和均勻性，綁扎點應該與構件重心之間相互對稱，同時還要保證綁扎點的中心位置與物件重心對應，比構件重心高，進而保證構件平穩起吊，避免翻轉導致事故發生[2]。

3.1.2 鋼蓋梁構件驗收

構件進入施工現場的計劃應該依照進度計劃進行編制，鋼構件必須按照構件的進場計劃完成出廠，確保施工順利開展。發出進場構件清單之后，管理者應進行協調，使計劃得到落實，并保證構件進場之前24 h有充足的堆放場地。

在開展現場驗收時，必須嚴格按照深化圖紙以及設計圖紙要求，并遵循國家相關路橋驗收規范。當構件運抵施工現場后，應該由驗收人員按清單核對構件編號、數量進行清點確認，并加強構件質量檢查驗收。要對構件的合格證明書嚴格檢查和記錄，檢驗必須按照規定進行定期、統一送檢。若發現質量問題，及時向加工車間發布通知將構件更換，以保證施工現場需求。

3.2 既有線上作業施工控制要點

3.2.1 既有線上施工作業準備

施工前要與供電段、車務段、工務段等相關管理單位做好溝通交流，爭取各單位積極配合工程施工。應按照相關規定簽訂施工安全協議，做好各項準備工作，將資料留存，尤其是會簽表、申請手續等資料，實現項目施工有效監督和管理，通過各部門積極配合、共同協調管理，保證項目施工高效安全開展。

3.2.2 既有線防護人員要求

為確保既有線上施工作業的安全性，施工期間必須安排經過培訓考試合格取得相應證書的“四員一長”。既有線施工作業比較復雜，需要注意施工安全的場所和施工環節比較多，這就對既有線上的防護人員提出更高要求。

各崗位人員不得隨意調換、更換上崗前，要對“四員一長”進行崗前培訓，包括施工場地安全重點事項、安全突發事件處理流程、自身安全防護等，確保安全防護人員2人一組，實行倒班制，全天24 h進行安全防護，并做好安全防護相關記錄。

3.2.3 既有線埋地管線安全防護

鋼蓋梁門式墩項目施工前，需要提前探測門式墩施工范圍內的埋地管線的數量和位置，并準確標識出位置。利用相關機器設備將埋地管線挖出，并合理遷改至墩位之間的空置地方。按照埋地管線鋪設相關規定和流程精準挖槽埋設，完工后需要設置警示，避免管線遭到破壞。

在進行既有營業線鋼蓋梁門式墩施工前，必須依據先遷改后施工的原則，將施工過程中會受到影響的管線提前改遷或采取有效措施進行保護，避免在施工過程中出現管線破壞，耽誤項目施工問題出現。

3.2.4 架空網線的安全防護

既有營業線鋼蓋梁門式墩施工作業前，除了需要采取有效措施手段對埋地管線進行保護外，還需要對既有營業線上架空網線進行安全防護。由于鋼蓋梁門式墩施工需要一定作業高度，為此需要保持上空施工作業有一個安全環境。

對營業線附近的接觸電網線、回流線，需在2 m范圍處設置安全紅線，不允許在紅線內施工。在施工機械設備距接觸網支柱及接觸網帶電部分，需要在5 m內設置接地線。在停放大型機械設備時，需要遠離高空網線，并安排安全防護人員全程監控。

針對施工現場附近高壓電、接觸網等，施工單位應安排經驗豐富且具有資格證書的專職電工、專職接觸網人員進行安全保護，保證施工機械設備、施工材料遠離高壓帶電體。

施工測量人員在營業線附近測量時，按測量要求使用絕緣測具，不允許使用鋁合金塔尺，避免因碰觸高壓電力線導致漏電現象出現。漏電現象不僅會威脅施工人員的生命健康安全，還會耽誤施工進度。

在營業線臨時柵欄處設置安全警示，不允許施工人員沿臨時柵欄行走。密切關注既有接觸網安全距離是否符合規定，不允許侵入既有線的界限[3]。

3.3 鋼蓋梁吊裝技術控制要點

3.3.1 吊裝前準備工作

做好既有營業線鋼蓋梁門式墩吊裝現場施工前準備工作，為后續吊裝施工順利開展奠定良好基礎，不僅能夠節約吊裝時間，也能夠進一步保證鋼蓋梁門式墩吊裝施工質量。應提前采用倒鏈將墩頂外露鋼筋根據鋼蓋梁隔板位置向兩側收攏，防止鋼蓋梁落梁時，墩頂外露鋼筋與鋼蓋梁隔板上的剪力釘沖突，浪費落梁時間。

由于墩身高度較高，且鄰近既有鐵路，不方便搭設支架作業平臺，因此，要在墩頂預留作業平臺預埋件，提前安裝好上下爬梯及作業平臺。鋼蓋梁四角設置攬風繩，吊裝側攬風人員配合鋼蓋梁轉向，另一側提前編織好固定在鋼蓋梁上，輔助鋼蓋梁落梁。提前在鋼蓋梁內部設置吊耳，墩頂準備倒鏈、鋼管等小型工具，便于落梁時采用倒鏈微調鋼蓋梁位置。

為保證鋼蓋梁準確就位，提前在墩頂外包鋼板上設置由φ20圓鋼制作的鋼蓋梁就位導向裝置。提前在鋼蓋梁及外包鋼板側方設置全站儀反射片（棱鏡紙），隨時觀測落梁過程外包鋼板及鋼蓋梁變形情況。

為確保穩定落梁，特在墩頂設置保險設施。采用工20b型鋼在墩頂混凝土面上做臨時支承，放于墩頂鋼蓋梁隔板位置，鋼蓋梁就位后先焊接隔板處臨時支撐對其進行鎖定。

3.3.2 營業線吊裝施工

設備吊裝時在吊裝作業區設醒目警示牌，拉設警戒線，在通往警戒區域的道路上安排專人負責監護，無關人員嚴禁入內。線路封鎖停電時，應按照要求，在兩端設置防護人員的布置防護設施。各項準備工作完成后，主起重機車在吊裝總指揮的信號下，開始緩慢提升，使吊索受力。檢查吊索具連接是否合適，一切正常后，主起重車繼續緩慢提升。在橫梁不脫離支架的情況下檢查各吊索受力是否均勻、是否垂直受力。

鋼蓋梁到達現場后，吊裝前對650 t履帶起重機進行檢查、靜動載試吊。由現場起重指揮人員指揮履帶起重機緩慢起吊離地10 cm，靜置5 min，觀察各吊點及設備有無異常情況，并做好記錄。

試吊過程中，若出現異常現象，應立即停止試吊，待查明原因，并進行修復后，方可繼續試吊。正式吊裝前按要求進行試吊，試吊檢測起重機各項性能，記錄吊裝所需相關數據，如鋼蓋梁起吊速度、履帶吊旋轉速度、吊裝實際負荷率、試吊時地基累計最大沉降、攬風人員站位及行走路線等數據，根據試吊確定正式吊裝各環節所用時間。

試吊完成后方可進行鋼蓋梁吊裝施工。吊裝施工嚴格按照吊裝流程進行，做好吊裝施工的安全防護措施，保證吊裝施工順利開展。具體吊裝流程如下：①起吊前檢查起重基礎、吊具、起重機等，均符合要求，待調度命令下達后，將鋼蓋梁提至指定高度。②鋼蓋梁順時針旋轉至墩頂上方。③鋼蓋梁緩慢下落至墩頂設計位置，精準落梁，進行復測，摘除吊具，將起重機大臂轉出鐵路安全限界[4]。

3.3.3 吊裝施工注意事項

為確保鋼蓋梁吊裝施工安全，盡量節省施工時間，在鋼蓋梁吊裝時應注意以下5點內容：①防護人員提前熟悉進出場路線，確保最近距離防護（事先與所屬鐵路局溝通是否需要進網防護），提前演練防護作業內容，按防護圖安排相應人員現場踩點找好位置，提前到位。營業線Ⅱ級施工一系列封鎖防護需要所有人員提前演練，盡量縮短防護所需時間，保證吊裝及落梁時間充裕。②鋼蓋梁試吊時，將鋼蓋梁放置在吊裝最佳位置，避免吊裝時帶載行走或二次倒運。天窗點前將履帶起重機就位，并提前將鋼蓋梁提起距地面20 cm，擺好提升方向。③吊裝前派專人詳細檢查鋼絲繩、卡扣、起重機及基礎等狀況，施工前與鐵路局溝通好，確定吊裝時間，確保管理人員、指揮人員及施工人員有良好的精神狀態。④現場采用水準儀對履帶起重機基礎進行觀測，保證吊裝過程安全可控。外包鋼板及鋼蓋梁墊石位置上提前設置好反光貼（棱鏡紙），落梁時進行觀測，保證落梁過程安全。⑤夜間施工提前準備夜間照明大燈（確保現場明亮無死角），防護人員穿戴夜間反光馬甲、夜間操作頭燈、夜間指揮射燈等施工設備[5]。

4 結束語

在進行跨既有營業線鋼蓋梁門式墩施工時，不僅需要做好既有線施工現場安全防護，構件焊接、吊裝過程也需要做好規劃和安排，只有這樣才能保證鋼蓋梁門式墩施工順利進行。施工單位要不斷創新優化跨既有營業線鋼蓋梁門式墩施工技術，在保證質量的基礎上，不斷降低施工成本，盡量縮短施工時間，減少對既有線不利影響，促使跨既有營業線鋼蓋梁門式墩施工更加高效高質的開展。

參考文獻

[1] 戶東陽，盧三平，曾敏，等.跨越既有鐵路門式墩鋼蓋梁轉體施工技術[J].施工技術（中英文），2021，50（23）：36-40.

[2] 楊金偉.鐵路工程中門式墩鋼蓋梁施工技術分析：以常益長鐵路某特大橋工程為例[J].工程技術研究，2022，7（15）：60-62.

[3] 李小樂.鐵路工程中的門式墩鋼蓋梁吊裝施工技術[J].工程建設與設計，2022（4）：87-89.

[4] 劉傳陽.跨營業線門式墩鋼橫梁封鎖點內吊裝關鍵施工技術[J].市政技術，2021，39（12）：35-38.

[5] 張豐.跨既有線門式墩箱梁架設施工安全管理技術[J].中文科技期刊數據庫（引文版）工程技術，2021（1）：6-8.