跨铁路营业线预制梁架设施工技术与对比

理论探讨跨铁路营业线预制梁架设施工技术与对比□文/古兰玉【摘要】新建铁路、公路、市政道路、轨道交通等上跨铁路营业线采用预制梁跨越时，一般采用架桥机架梁或起重机架梁。本文结合两种不同的架梁方法，介绍了两种方法的关键技术，结合工程实例进行了施工方案选择及实施的过程，并从造价、工期、安全、质量、对铁路营业线的影响等方面对两种不同的预制梁架设方案进行了对比分析。【关键词】 预制梁架设；铁路营业线；关键技术；对比分析当前随着铁路建设事业的发批的施工方案组织施工。及要点施工审批、与设备管理单展，铁路运营里程逐年增加，而新位签订安全协议；设备进场后必建铁路、公路、市政道路、轨道交1.起重机架梁关键技术与实例须经检验符合要求，各种证照齐通等与铁路营业线交叉时，可采用全，状态良好，现场组拼完成后上跨或下穿方式通过。对于采用上1.1关键技术必须经试吊符合要求；人员交底跨方式的，一般采用桥梁跨越方采用起重机架梁时，需要结及培训，包括架梁施工及营业线式。可能用到的桥梁种类较多，有合待架梁体的位置、重量、高度等相关内容；起重机吊梁前，应预制梁、现浇梁、顶推桥、转体桥以及铁路营业线设备情况、现场进行吊臂空载试转，以检查确认及门式墩形式跨越等。[1]环境条件等综合考虑进行设备选起重机臂杆伸出长度、起重臂的采用预制梁的形式上跨铁路型，必须保证起重机站位的地基仰角、吊钩位置范围、起重吊装营业线时，一般采用架桥机或起重承载力、足够的吊装安全系数、方位、幅度变化等，符合整机稳机架梁。铁路管理部门基于对铁路设备状态良好等。起重机架梁有定要求和架梁操作要求后等待铁营业线安全考虑，在条件允许的单机吊装架梁、双机抬吊梁架、路部门给点时间进行架梁施工[2]。前提下，一般优先选择架桥机架三机协作吊装架梁等。（1）起重参数计算梁方式。不具备架桥机架梁条件起重机架梁的主要工作：桥主要有起重量、起重高度、时，可以考虑采用起重机架梁方梁下部结构施工；铁路营业线设起重半径、起重机臂杆长度计算式。上跨铁路营业线架梁必须在铁施、设备采取改移或防护措施；等内容。路部门给定的封锁“要点”时间起重机选型、起重机站位处的基1）起重量计算[2]内，做好铁路防护，并严格按照审础处理；跨线架梁施工方案审批①单机吊装起重量33招标2019年第42期.indd 332019/10/28 13:36:30理论探讨 Q≥Q1＋Q2 （1-1）（m）；为起重臂的仰角（α）。对于捆梁和起重所用的钢丝②双机抬吊起重量4）起重机臂杆长度计算[2]绳等的安全系数，应进行检算并 （Q主＋Q副）K≥Q1＋Q2 （1-2）符合相关规定。在架梁前对起重式（2-1）、式（2-2）中： L≥————H＋sinhαα-hb （1-5）设备、滑轮组、钢丝绳、吊钩和Q代表起重机起重量（t），Q1代式（1-5）中：L为起重机捆梁钢丝绳等进行全面的检查[3]，表吊装构件重量（t），Q2代表索的臂杆长度（m）；H为起升高确保符合架梁施工要求。具、构件的加固及临时脚手架等度，从停机面算至吊钩底部高度（3）基础处理的重量（t），K为起重机的降低（m）；ha为起重臂头至起升高度结合施工时的机械与梁体等综系数，一般取0.8。的距离（m）；hb为起重臂底铰至合工况，计算需要的地基承载力。2）起重高度计算[2]停机面的高度（m）；为起重臂的地基承载力不满足要求时，可对H≥h1＋h2 ＋h3＋h4 （1-3）仰角（α），一般取70°—77°。原地面清理后进行压实、回填碎石式（1-3）中：H为吊机的起按照以上公式计算出L和R等，必要时可浇筑一定厚度的混凝重高度（m），h1为桥梁墩顶支座值，结合拟选起重机性能表复核土，必须确保承载力满足吊装要求。的标高（m），h2为梁底至支座顶起重量Q及起重高度H，如果能满（4）架梁的时间安排的安装间隙（m），一般取0.2－足待架梁体的吊装要求，即可根必须在保证铁路营业线正0.5m，h3为绑扎点至构件吊起后底据R值确定起重机的站位[2]。常运输的前提下，合理利用天窗面的距离（m），h4为自绑扎点至综上，采用起重机架梁时，时间安排施工，每次架梁的时间吊钩面的距离（m），见图1所示。对起重机站位、起重机臂杆伸不超过天窗的时间。拟定施工方出长度（L）、起重臂的仰角案时合理安排架梁工序及时间安（α）、起重半径（R）、吊点位排，并做好架梁前的准备工作及置及待架梁片停放位置等在施工施工工序衔接。方案中做出明确规定，并在实施（5）现场防护措施过程中严格执行[3]。按规定做好施工防护措施，（2）安全系数计算落实现场防护人员及防护标识就结合拟选起重机及具体工位、做好驻站、确保沟通顺畅，图1 起重高度计算示意图[2]况，可计算额定起重量，再根据确保铁路营业线的安全。3）起重半径计算[2]待架梁体的实际重量计算出起重（6）附属工程施工 R=F＋Lcosα （1-4）机架梁的安全系数。即额定起重能随正式要点时间施工的式（1-4）中：R为起重半径量应满足所架梁体实际质量的要内容，合理利用要点时间组织实（m），F为起重机回转中心至起求，并应有足够的安全系数[3]。一施；不能在要点时间内完成的，重臂杆铰接点的水平距离（m）；般情况下，跨线架梁的安全系数可以单独要点组织施工或在铁路L为所选起重机的臂杆长度不得低于1.4。部门的监护下合理利用列车间34招标2019年第42期.indd 342019/10/28 13:36:30理论探讨隔，进行附属工程施工。（7）起重机架梁特点1）施工现场需要有较平坦的起重机站位及存梁位置，必要时需修临时道口；2）作业工况必须按审批的施工方案执行，起重机就位后进行吊装试验，以检验相关参数及与图2 桥梁平面位置及桥梁横截断面示意图拟定工况是否相符；3）起重机、钢丝绳等的安全系数必须符合吊装要求；4）对架梁有影响的铁路设备设施，由设备管理单位提前进行改移或采取措施保护；5）跨线架梁作业必须严格按铁路部门给定的时间组织施工。图3 钢箱梁吊装平面、立面示意图1.2工程实例移位、搭设G3梁底临时支架→起分两次进行吊装施工。其余按邻近1.2.1单机吊装架梁实例重机就位、吊装G3梁→起重机移营业线管理办法实施。具体要点作某市政道路主线高架桥中的位、搭设G4梁底临时支架→起重业时间分配如表1所示。一跨跨越既有铁路，由四片单箱机就位、吊装G4梁→起重机转场1.2.2双机抬吊架梁实例双室组合箱梁组成，跨度40m，梁到G1吊装位置、吊装G1梁→梁间某高速公路桥梁全长155m，体编号G1-G4，每片钢箱吊装重量横隔板吊装及梁顶面施工→附属与铁路营业线斜交，其中第3跨约为88.68t。桥梁平面位置及桥梁工程施工。35m梁上跨铁路营业线，分左右横截断面示意见图2。钢箱梁吊装：第一次要点吊两幅共计10片箱梁，桥面全宽架梁施工方案：跨铁路营业装G2、G3；第二次要点吊装G4、33.636m。梁体重量中梁120t，边线架梁施工时在封锁要点时间内G1。钢箱梁吊装平、立面见图3。梁130t。组织实施，起重机在铁路南侧吊梁体标高、轴线调整：梁体施工方案：桥位处为路堑装3片钢梁（G2、G3、G4），在吊装时人工与机械配合，确保标高区域，铁路营业线位置较周围地铁路北侧吊装1片钢梁（G1）。与轴线满足规范及质量验收标准要面低7.5m左右，根据起重机架梁架梁施工顺序为：基础处理求。钢箱梁横向联梁吊装：联系梁以及运梁需要，提前进行降方处→搭设G1、G2梁底临时支架→采用50t起重机吊装，在铁路营业理。在铁路营业线上新建桥两侧起重机就位、吊装G2梁→起重机线正上方部分在封锁要点时间内，设两处临时道口。架梁前对起重35招标2019年第42期.indd 352019/10/28 13:36:30理论探讨表1 要点作业时间分配表合待架梁体的尺寸、重量等进行序号构件编号施工作业内容时间（分钟）合计（分钟）备注搭设完G2临时支架，进行钢箱梁挂钩、起钩转设备选型，确保安全系数、设备杆到铁路安全线外侧待点给点前点前准备1-1G2起重机跨铁路营业线转杆到G2设计位置0-20 状态良好等。调整臂杆角度、位置，使钢梁就位20-50 60起重机摘钩、转杆50-60 （1）架桥机的类型起重机移位，搭设G3临时支架60-220 300分钟公路桥、市政道路桥梁等的1-2G3进行钢箱梁挂钩220-240240同G2架梁工序，架G3梁，完成后销点240-300 预制梁一般采用T梁或者箱梁，架搭设G4、G1临时支架，进行钢箱梁挂钩、起钩点前2-1G4转杆到铁路边待正式给点给点前准备设完成后进行梁缝及横隔板施工同G2架梁工序，架G4梁0-6060起重机转场到铁路对面，进行钢箱梁挂钩60-240 将梁面形成整体，这类桥梁一般2-2G1同G2架梁工序，架G1梁，完成后销点240-300 240300分钟3联系梁主梁间联系梁吊装（铁路上方三片）0-90 90采用公路架桥机架设。对于铁路预制梁而言，有T机站位及运输通道进行处理。给2.架桥机架梁关键技术与实例梁、箱梁两种类型。T梁架桥机点前起重机在预定位置提前做好有：单梁式架桥机、双梁式架桥准备，在支腿底部用枕木等支垫2.1 关键技术机、重型铺轨架梁一体机、拼装式好，并进行试验确保各项指标符采用架桥机架梁时，需要结架桥机等；箱梁架桥机有：定点起合要求。跨线桥梁纵断面图、横断面如图4所示。跨线待架梁、平交道口及起重机站位平面示意见图5。正式给点前，将待架箱梁按架梁顺序运至铁路外侧等候。给点后开行到临时道口，梁体吊起梁体并稳定后，运梁车经另一侧道口撤离，返回存梁场。图4 跨线桥梁纵断面、横断面（左幅）示意图总体架梁顺序：为先左幅，后右幅，每幅架梁顺序为3-3梁（中梁）、3-2梁（次边梁）、3-4梁（次边梁）、3-1梁（边梁）、3-5梁（边梁），分两次要点架设施工完成。要点计划安排：每次要点架设5片梁。要点时间安排及作业内容见表2，施工工艺流程见图6。图5 跨线待架梁、平交道口及起重机站位平面示意图36招标2019年第42期.indd 362019/10/28 13:36:31理论探讨表2 要点时间安排及作业内容表（每幅桥）间，结合梁体吊装的间隙，在确梁号作业内容作业时间起止时间持续时间（min）累计时间（min）保安全的前提下，及时进行相关梁车就位02:00～02:0555检查钢丝绳及锁具、挂钩02:05～02:10510附属工程施工。3-3试吊并起吊至盖梁顶1米处02:10～02:13313（5） 架桥机架梁特点起重机臂旋转到位02:13～02:20720落梁、调整、支撑、摘钩02:20～02:3212321）须有组装架桥机的场地及起重机回到起吊位置02:32～02:35335检查钢丝绳及锁具、挂钩02:35～02:40540运梁通道；3-2试吊并起吊至盖梁顶1米处02:40～02:43343起重机臂旋转到到位02:43～02:529522）选择合适的架桥机及吊装落梁、调整、焊接、摘钩02:52～03:0210623-4循环施工架3-4梁03:02～03:323092索具等，安全系数必须满足施工3-1循环施工架3-1梁03:32～04:0230122要求；3-5循环施工架3-5梁04:02～04:3230152附属作业、现场清理等04:32-05:00281803）架桥机组装完成后需进行　合计180现场验收，符合要求方可进行架梁作业；4）架梁施工对铁路营业线设施设备是否有影响，提前采取措施进行保护或者改移；5）架桥机架梁安全性比采用起重机架梁的安全性高；6）跨铁路营业线架梁必须在“要点”时间内组织施工。2.2 工程实例某高速公路分离式立交桥，图6 施工工艺流程图该桥第18跨上跨铁路营业线，该吊导梁式架桥机、过孔用导梁式架（3）架梁时间安排位置为单线铁路，跨度为35m。桥机、无导梁一跨式架桥机、无导采用架桥机跨铁路营业线架箱梁设计重量：边梁126.5t，中梁梁步履式架桥机、并置箱梁步履式梁必须在铁路部门给定的封锁时间118.5t。架桥机、运架一体机等[3]。内组织施工，以确保铁路营业线安新建桥中心线与铁路营业线（2）架桥机选型全。在制定方案时，要结合架梁的中心线斜交，角度为35°，墩柱结合待架梁体的跨度、重工序安排，合理分配各工序的作业边缘距营业线中心最小距离为量、墩身的位置等进行选择，需时间，确保按时完成任务。7.4m（右幅17号墩柱），梁底距确保架桥机的吊装安全系数符合（4）现场防护及附属施工线路轨面高度左幅10.41m，右幅跨线架梁的要求，同时综合考虑严格按规定做好防护措施及10.85m，满足铁路建筑限界要运梁设备与架桥机的配合。防护人员的落实。在要点施工期求。既有铁路为非电气化铁路、37招标2019年第42期.indd 372019/10/28 13:36:31理论探讨还涉及基础处理费等。对于架梁数量较多的工程，采用架桥机架梁更有优越性。（2）工期起重机架梁：确定采用该方案架梁后，可提前进行站位基础图7 跨线桥与铁路营业线平面图处理及设备组装及试吊等；架梁完成后，拆卸及撤场不影响后续以及对铁路营业线的影响等方面施工。对采用架桥机架梁与起重机架梁架桥机架梁：需要设备组装对比分析如下。的场地，组装完成后需进行验收（1）造价图8 跨铁路横断面布置图合格方可架梁作业；架桥机组装起重机架梁与架桥机架梁：可能占用关键线路时间。干线。跨线桥与铁路营业线平面如都含设备进出场费、组装与拆卸（3）安全图7，跨线桥横断面如图8所示。费、台班费等，对于起重机架梁起重机架梁：安全风险相对设备选型：LBQJ160t-40m表3 跨线要点架梁及附属工程施工计划表架桥机1台、160t运梁车2套等。序号施工内容施工级别施工时间备注LBQJ160/40架桥机由主梁、起吊1吊装横移轨道Ⅲ天窗点要点施工2架桥机过孔Ⅱ封锁点要点施工平车、前中后支腿、边梁挂架、3架桥机架梁Ⅱ封锁点要点施工4湿接缝支模Ⅲ封锁点要点施工液压系统、电控系统和运梁平车5剩余跨线附属工程B行车间隔利用行车间隙组织施工，做好现场防护，确保安全等组成[4]。施工方案：先架左线桥，再架右线桥。架梁顺序：左线18-4→18-3→18-1→18-2，右线18-1→18-2→18-4→18-3。要点安排：架桥机过孔及架梁施工为Ⅱ级封锁，施工计划见表3，施工工艺流程图见图9。3.对比分析从造价、工期、安全、质量图9 施工工艺流程图38招标2019年第42期.indd 382019/10/28 13:36:31理论探讨表4 起重机架梁与架桥机架梁比较表序号 方案 内容 起重机架梁架桥机架梁1造价1）起重机站位需要基础处理；2）起重机进出场费用等架桥机进出场及组装、拆卸的费用2工期不受两端桥梁架设工期影响需要有组装架桥机的场地，受跨线桥两端施工进度影响3安全起重机倾覆风险架桥机倾覆风险4质量1）吊装钢丝绳与梁体接触位置有保护措施；捆梁钢丝绳与梁体接触位置有保护措施，架桥机安全系数满足要2）多机吊装架梁时，质量较难控制，需采取措施保证质量求，架梁质量可控5对铁路营业线1）对铁路设施设备有影响的，可采取措施保护或者改移；1）对铁路营业线设施设备影响相对较小；的影响2）架梁施工在要点时间内进行2）架桥机过孔及架梁施工均在要点时间内实施较高，不确定性偏高；受影响的个方面中最重要的影响因素，确全、造价、工期、质量以及对铁因素较多，比如基础处理、吊车保铁路设备及行车安全是重中之路营业线的影响等因素，选择最自身性能及条件、施工环境与气重。一般情况下，架梁施工均采优的架梁方案。[5]象条件等。用“要点”施工的方案，即在天架桥机架梁：在具备架桥机窗时间或者铁路部门批准的封闭（作者单位：中铁六局集团架梁条件时，为优选方案；架桥时间内组织施工。有限公司）机组装完成后经试验合格并经验起重机架梁与架桥机架梁比收允许后，严格按方案、步骤进较分析见表4。参考文献：行架梁作业。[1]古兰玉.跨铁路营业线桥梁（4）质量4.结束语施工技术与施工方案比选方法研预制梁架设的质量控制主要究[D].北京.清华大学,2017.在吊装质量及就位质量等，两种综上所述，上跨铁路营业[2]周水兴等.路桥施工计算手架梁方式在采取有效措施的情况线预制梁架设施工方案比选时，册.北京.人民交通出版社,2005.下都可以保证质量。如在两种方案都可以使用的情况[3]李瑞俊.铁路桥涵工程施（5）对铁路营业线的影响下，从安全角度考虑优先选择架工技术(中册).北京.中国铁道出版跨铁路营业线预制梁架设桥机架梁方式。如铁路部门对架社,2014.施工，对铁路营业线的影响是几梁方式不作限定，可综合考虑安[4]公路架桥机施工方案幻灯片.ppt全文.文档投标网.互联网文档资源. http://max.book118.com/html/2012/0221/1121846.shtm.2015-5-4[5]古兰玉.层次分析法在跨线桥施工方案比选中的应用[J].国防交通工程与技术,2018,16(02):10-15.（责编：冯君）39招标2019年第42期.indd 392019/10/28 13:36:32