导梁桥机末孔箱梁架设安全技术研究

导梁桥机末孔箱梁架设安全技术研究

李海站

(中铁十局集团第四工程有限公司，江苏省南京市，邮编210046)

[摘　要]目前我国城际铁路及联络线已处于全面建设阶段，铁路桥梁施工水平不断提高，其中桥梁上部结构箱梁主要采取预制架设方法施工，目前箱梁架设施工工艺已非常成熟，在城际铁路联络线末孔箱梁架梁施工时，该工况由于二期还未进行施工，导梁桥机导梁前支腿无支撑墩台，箱梁架设时难度较大，安全要求较高。在新建城际铁路联络线一期工程中，我们针对导梁桥机箱梁架设各种工况开展技术攻关，研究形成了一套导梁桥机架设箱梁的安全技术卡控要点。该要点应用于在国内目前为止导梁桥机箱梁架梁末孔梁工况，对于国内类似施工提供了宝贵的参考意见，经过实践应用，取得了较好的经济和社会效益。

[关键词]导梁架桥机；架梁；汽车吊；安全

作者简介：李海站，1987年8月，男，汉族，江苏省沛县人，工程师

一、工程概述

（一）工程概况

新建城际铁路联络线一期工程设计起点为北京大兴区与河北省廊坊市分界，经廊坊市广阳区、北京市大兴区，终至北京大兴机场以南京冀省界，线路全长39km，共设4座车站，分别为廊坊东站、空港新区站、新航城站和新机场站，另设1处空港新区动车运用所。廊坊东站前特大桥自廊坊东站引出后，与二期施工进行衔接。此桥1#墩位于北京大兴区与河北省廊坊市交界处，0#墩属于城际联络线二期工程（未开工）。廊坊东站前特大桥共计45榀双线箱梁，箱梁采用预制架设方法施工，其中末孔梁需采用汽车吊辅助方式进行施工。现场图片见图1、图2。

图1：现场实图

图2：现场施工图

（二）工程特点及难点

1、本工程设计最高运行速度200km/h；最小曲线半径2000m，困难条件下1300m；轨道型式为有砟轨道；线路最大纵向坡度20‰；箱梁最大自重为561吨；桥梁支座采用TJQZ-8360铁路桥梁球型支座。

2、二期工程目前未进入施工状态，廊坊东站前特大桥在1#墩后未进行施工，导梁下部存在省市分界围墙，施工场地狭小，安全风险大。

3、目前国内通用的导梁架桥机为跨一孔简支式架梁，架桥机采用下导梁辅助纵移过孔，通过后支腿、前支腿、辅助支腿完成架桥机主机的过孔。

（三）安全技术原理

1、设备简介

该技术所使用的700t架桥机为双臂双支腿结构型式，过孔方式为轮胎走行式过孔。架桥机重要组成部分有：主梁、起重小车、前支腿、后支腿、辅助支腿、导梁小车、导梁、司机室、液压系统和电气系统等组成，具体结构见图2和图3。

1、电气系统2、卷扬起升机构3、机臂4、起重小车5、后支腿6、附件7、前支腿8、辅助支腿9、液压系统10、辅助小车11、下导梁

图3：架桥机整体结构图

图4：架桥机全景图

2、安全风险分析

（1）由于0#台未施工，导梁前支腿无支撑点，导致桥机前支腿荷载增大，支撑垫石存在压裂风险，桥机存在倾覆风险；

（2）导梁前支腿无支撑点，需要汽车吊吊起导梁前端，因场地受限，汽车吊支腿地基承载力存在不均匀沉降现象，导致汽车吊存在倾覆风险；

（3）架梁过程中受不良天气影响，导梁存在不稳定现象，影响桥机整体稳定性的风险。

（四）适用范围

该安全技术卡控重点适用于导梁桥机在前方无墩身、桥台、路基等情况时铁路箱梁架设施工。

二、实施过程

1、施工步骤

（1）起重小车位置不变，转换辅助支腿及后支腿成走行状态，准备过孔；

（2）架桥机走行到位，支撑前后支腿，完成主机过孔，准备导梁过孔；

（3）辅助小车吊起导梁前部，前起重小车吊起导梁后部，同步前移；

（4）向前纵移导梁到指定位置后，辅助支腿吊挂导梁，辅助小车退回换吊；

（5）辅助小车及前起重小车将导梁纵移到位。

（6）100t汽车吊就位，汽车吊吊导梁前端，汽车吊起重量控制在30～35t（汽车吊显示器)，辅助小车受力2～7t，使导梁处于稳定状态。

（7）架桥机就位，运梁车喂梁，架桥机前起重小车取梁,与驮梁台车同步移梁；

（8）驮梁小车到位，后起重小车取梁，两台起重小车同步拖梁前行,运梁车返回；

（9）起重小车拖梁到位，落梁；

2、安全卡控要点

导梁总重65t，在日常架梁过程中，导梁两点受力，在导梁桥机架设末孔箱梁时，根据架桥机过孔完成后，导梁受力分析以及汽车吊吊点确认。

图5：导梁力矩示意图

安全技术控制要点

（1）桥机过孔前，将1#墩支撑垫石采用砂子填实并进行找平，使前支腿接触面充实，并保证前支腿受力均匀，防止垫石开裂；

图6：垫石填充示意图

（2）架桥机过孔到位，汽车吊吊起导梁前端，汽车吊起重量控制在30～35t（汽车吊显示器)，导梁天车受力2～7t，使导梁处于稳定状态。

注：地基承载力计算：100t汽车吊自重58t,导梁总重65t，汽车吊起吊导梁32m位，此时汽车吊最大吊重17×1.756=36.876t≈37吨，单个支腿平均支反力N=（58+37）/4=23.75t。支腿下方铺垫1.5m*1.5m钢箱，每个支腿接地面积为2.25m²，则地面的承载能力为23.75*9.8/2.25=103.4KPa，取1.5安全系数=155.1KPa。

汽车吊位置地基处理：根据当地地基情况，天然地基承载力特征值120KPa，地基夯实后达到160KPa。

图7：汽车吊站位示意图

图8：吊点缆风绳示意图

（3）在导梁吊装完毕后，在导梁两侧的吊耳处拉设缆风绳（如图8所示），以此防止在箱梁架设过程中因不良天气导致导梁晃动；

注：缆风绳力值计算：导梁平面内风载荷影响最大风力按照≤10级(根据规范要求，5级风不允许过跨，6级风不允许架梁)，查风速V=24.5m/s,风压q=375N/m²,导梁平面最大迎风面积A=37×2.2=81.4m²。

导梁风载荷PW1=C.Kh.q.A=4.24t。

 C 风力变化系数为1；Kh风力高度变化系数1.39；q 计算风压；A迎风面积,为均布荷载，可合力作用点于距地面7m位置。

缆风绳采用6 x 37-φ16mm纤维芯钢丝绳（GB8918-2006）绳破断拉力为150KN，折减系数0.82，150KN×0.82=123KN=12.3t。

钢丝绳水平分力 P水=（4.24×sin45）=2.998t。

钢丝绳最大拉力N=2.998/COS45°=4.24t。

图9：缆风绳拉设示意图

图10：地锚设置示意图

三、结语

“导梁桥机末孔箱梁架设安全技术研究”通过在新建城际铁路联络线一期工程中的实践运用，形成了一套导梁桥机架设末孔箱梁施工方法和安全卡控措施，对今后的铁路箱梁架梁特殊工况有着很好的指导和借鉴意义。

通过对末孔箱梁架设施工中的关键风险点进行合理分析、技术攻关、资源合理配备，在保证安全、节约成本、确保工效的状况下，保证了工程的安全目标、工期目标以及环保目标的实现。

参考文献：

[1]《中华人民共和国安全生产法》；

[2]《中华人民共和国特种设备安全法》主席令第四号；

[3]《铁路架桥机架梁技术规程》Q/CR9213-2017；

[4]《架桥机安全规程》GB26469-2011；

[5]《架桥机通用技术条件》GBT26470-2011；

[6]《铁路桥涵工程施工质量验收标准》TB10415-2018；

[7]《铁路桥涵工程施工安全技术规程》TB10303-2020；

[8]《YLS700运梁车主要技术参数及性能指标》；

[9]《JQS700架桥机主要技术参数及性能指标》；

[10]《铁路桥梁施工机械配置指导意见》（铁建设【2010】125号）。