中铁十五局集团路桥建设有限公司 江苏南京 210000
摘要：DF900D型架桥机是专门针对我国高速铁路建设而自主研制的一种大型特种起重装备，近年来，伴随我国高速铁路的快速发展，铁路网络日趋发达，铁路交叉并行的情况越来越多，交叉时多采用门式墩方式进行上跨或下穿。根据不同施工部署，下穿门式墩有时不可避免，这对架桥机提出了新的要求。因此，本文将结合实际工况探讨DF900D型架桥机在下穿门式墩施工过程中的具体应用以及安全控制，从而为DF900D型架桥机的有效应用和安全管控工作提供支持。
关键词：DF900D型架桥机；下穿门式墩；施工；应用；安全控制
目前，高速铁路施工的复杂程度越来越高，需要的技术装备也越来越精良，架桥机面临的施工条件也更加复杂，特别是多条线路交叉互穿情况越发明显。DF900D型架桥机是高速铁路简支梁架设中必备的施工机械，该设备应用电液控制技术比例高，能够在下穿施工时进行精确控制，更快完成变形下穿施工，为了进一步探讨该架桥机在下穿门式墩施工中的具体应用流程以及安全控制措施，本文结合郑万线东津1号特大桥19~12#墩现浇梁下穿汉十铁路东津特大桥122~119#门式墩这一工程案例，对其具体应用流程及安全控制措施展开探讨。
1.工程概况
郑万线东津1号特大桥19-12#墩现浇梁下穿汉十铁路东津特大桥122-119#门式墩。门式墩尺寸净宽14.7m，最小净空9.6m（郑万线东津1#特大桥18-17#墩梁面距汉十线东津特大桥122#门式墩盖梁底部9.6米），而架桥机宽、高尺寸分别为17.5米和14.25米。由于受门式墩的净宽、净高影响，架桥机不满足整机通过条件，必须对该架桥机进行拆解变形，才能保证架桥机安全下穿通过门式墩，具体相关几何尺寸详见图1。
.png)
图1 架桥机驮运状态下与门式墩几何尺寸示意图
2.DF900D型架桥机在下穿门式墩施工的原理概述
2.1 DF900D型架桥机施工优势分析
DF900D架桥机采用三支点支撑体系，框架主体和导梁为滚动连接，前后支腿采用铰接，能够在拆除固定销后自由转动，而运梁车通过垫梁（替代驮梁台车）支撑导梁、导梁支撑凸型扁担梁驮起DF900D架桥机主梁，使运梁车将架桥机整体驮起，然后通过前后支腿收折调节整体高度及宽度，配合运梁车驮运通过门式墩（提篮拱桥、单洞双线隧道、系杆拱连续梁、连续刚构等）高速铁路主体结构。在下穿门式墩作业过程中，吊车配合拆除大臂框架顶部天车及吊机、收折后支腿曲型立柱，运梁车驮运下穿通过门式墩，架桥机通过后吊车于地面配合进行拼装。架桥机整机通过前后支腿的收折，垫梁替代台车、凸型扁担梁之间的支撑组合降低高度及后支腿球铰座的折叠减小宽度的应用原理，保证了架桥机大臂框架以下的整体通过，无需整机拆卸。从经济成本上看，避免了大量吊车和人工的使用，降低了安全风险，大大的节约了施工成本。从时间成本上看，避免了拆装前后支腿、大臂框架及导梁等主体结构，节约了大量的施工时间。总体而言，本作业过程效率较高，速度较快，安全可靠，成本较低。
2.2 DF900D架桥机下穿门式墩施工的原理概述
DF900D架桥机后支腿提前进行改造，在后支腿曲型立柱上加装球铰座，下穿门式墩作业前，末跨架设完成后，因驮梁台车过高，会影响架桥机整体高度，所以应将驮梁台车拆除，并使用垫梁将其代替，导梁上方采用驮运支架（凸型扁担梁）支撑架桥机主梁框架，架桥机前后支腿配合运梁车悬挂升降系统降低整机高度；待运梁车驮运架桥机后，通过吊车配合对架桥机后支腿的曲型立柱进行侧转折叠，减少架桥机整机宽度；采用130t吊车拆除大臂框架上方天车、吊机及动力模块等高出大臂顶部的配件，再次降低架桥机整机高度。架桥机整机在宽度和高度上都缩小尺寸，从而顺利下穿通过门式墩。在下穿通过门式墩前的末跨桥梁过孔和通过门式墩后首跨桥梁过孔作业中，由导梁支腿吊装装置起落切换导梁前支腿和垫梁，从而完成首末跨过孔作业，为首末跨桥梁架设完成上游工序。
3.DF900D型架桥机在下穿门式墩施工中的工艺流程
DF900D型架桥机在该工程中施工的具体工艺流程见图2所示：
.png)
图2 下穿门式墩施工工艺流程图
首先，将架梁机前支腿折叠，架梁机过孔到位，达到末跨架梁状态；当运梁车喂梁结束，退回20米，利用吊车将驮梁台车吊下来用垫梁替代；架桥机导梁前后支腿折叠收起，将落梁就位；架梁机前行到位，准备进行运梁车驮运转场。
其次，辅助支腿配合导梁吊机将导梁机前移3m；转场运输支架支撑后支腿，拆除后支腿下横梁；采用电动葫芦将后支腿横梁起吊悬挂于架桥机大臂后方框架上，利用导梁吊机将凸型扁担梁（驮运支架）吊运至架桥机主梁驮运支撑处安装；导梁下方安装垫梁，拆除导梁前端一节连接，吊梁天车吊起导梁；运梁车低位进入架桥机内，顶升至正常高度，拆除后支腿支架，运梁车驮运起架桥机；架桥机与运梁车之间前后各两处用钢丝绳配合手拉葫芦斜拉固定，使架桥机整体固定在运梁车上防止前后位移；运梁车驮运架桥机行驶至距门式墩10米处，采用130t吊车立于梁面运梁车后方，分别起吊架桥机后支腿左右曲型立柱，拆除与大臂主梁的连接螺丝，配合安装在大臂与曲型立柱间的球铰座进行曲型立柱的侧转，完成90°转向；根据现场场地情况，线路左侧为线下单位混凝土施工便道，便道宽7m，厚0.3m，便道边缘距18#墩中心15m，吊车支撑于便道上进行起吊。
再次，按照运梁车驮运架桥机通过门式墩时主机大臂上各组件通过门式墩的先后顺序，吊车站立于距桥墩中心12m处，分别拆除导梁天车卷扬机与框架的连接、框架与大臂的连接，分别起吊拆除，摆放于地面；前吊梁天车需分为3部分起吊拆除，分别为卷扬机1和2（带钢丝绳）、卷扬机3和4（不带钢丝绳）和天车框架，运梁车驮运架桥机前行7.2m，提前拆除卷扬机1和2、3和4与天车框架的连接，吊车起吊3次，拆除吊落于地面；运梁车驮运架桥机前行28.5m，解除导梁吊机与大臂框架连接，吊车一次性整体吊落于桥下地面；吊车吊卸后吊梁天车，拆除步骤同前吊梁天车，分3次吊落于地面，运梁车前行2m，吊车拆除动力模块和配电室，放于导梁上方；运梁车驮运架桥机通过门式墩，地面配件采用汽车运输至门式墩后，等待安装；130t吊车支立于线路右侧距桥墩中心12m处，运梁车驮运架桥机通过门式墩后继续前行至导梁天车位置与吊车位置平齐，吊车吊装导梁天车框架和卷扬机；运梁车驮运架桥机前行7.2m，吊装前吊梁天车，分别安装框架、卷扬机1和2，卷扬机3和4；运梁车驮运架桥机前行28.5m，吊装后吊梁天车，安装顺序如前导梁天车。
最后，吊车吊装导梁吊机，吊车驶上梁面，立于运梁车后，配合起吊旋转架桥机后支腿左右曲型立柱，使立柱回转至工作位置，上紧连接螺丝；吊车配合安装动力模块及配电室；运梁车驮运架桥机至门式墩后首跨位置，前支腿在墩顶支撑，后支腿支撑于梁面上；运梁车低位退出，下落导梁，拼接导梁的前段主梁；导梁前抽，安装架桥机后支腿横梁，导梁前行13m，导梁前支腿落下打开；导梁前行就位，后支退打开并于主梁栓接，安装撑杆。架梁机过孔到位，到达架梁状态。
经过以上步骤，开始门式墩后正常箱梁架设作业。
4.DF900D型架桥机在下穿门式墩施工的安全控制措施
下穿门式墩需要对架桥机进行部分解体，起重量超过20T，属于危大工程，对于下穿过程中的危险源，必须提前进行风险辨识，充分考虑到环境、人员、操作的影响，对影响架桥机整体稳定性的拆解工序，必须有步骤、有验算的进行，项目经理部必须成立以项目经理为组长的安全监督小组，做好施工期间的现场安全监督工作，从而保证下穿门式墩的施工安全，具体的安全控制措施从以下三个方面全面制定和实施。
4.1作业环境要求
作业环境方面的要求包括四个方面：第一，不应该在大风、大雾、雷雨、冰雪等恶劣天气条件下使用架桥机，以免因湿滑、视野不清晰等因素造成装备失稳和吊位不准确，从而避免事故发生；风力超过5级时不允许进行下穿门式墩前后安拆作业，风力超过11级需要采取措施以确保设备的稳定；在工作区域和通道处提供适当的照明，以改善可见度，确保施工安全；严禁夜间进行下穿门式墩前拆解和下穿过后的拼装施工作业，以免因视野不良或者是照明度不佳，造成事故发生。
4.2操作人员要求
首先，操作人员必须经过专业的培训，具有特种设备操作上岗证；其次，操作人员必须熟悉设备及起重工作的基本原理和要求，熟悉操作方法和使用说明书中的要求，熟悉拆解、安装方案，了解各个零构件的重量，熟悉指挥信号，安全意识强，责任心强；再次，所有身体和精神状态不稳定的人员，不得参与施工操作；最后，所有参与工作的人员，未穿戴好合适的工作服，不正确佩戴安全帽或不带安全帽人员，严禁接近施工现场，严禁高空作业人员不系安全带。
4.3操作使用要求
在实际操作使用过程中，需要操作人员遵循以下要求：
（1）不得在悬挂的物体下方穿行、停留和作业，以免因物体坠落造成人员伤亡；
（2）吊钩在起升时，吊物阴影范围附近2m内不得有人停留，以免吊物坠落时砸中施工人员造成伤亡，或是吊物坠落后出现破碎，导致碎渣溅出砸到施工人员，造成人员伤亡；
（3）不得将物体起吊悬空后，无人对其指挥照管，以免造成物体坠落造成安全事故发生；
（4）当起升机构运行时，不得使用快速挡抵达“行程末端”区域，同时，当设备行驶或起吊时，不得突然改变方向，以免因惯性作用导致物体抛出或是挣断绳索使物体出现坠落，从而避免安全事故发生；
（5）设备在开动前检查是否有人在危险区域，若危险区域有人员停留或是通过，则应该用适当的信号提醒该区域范围内的人员，以免因视野盲区造成安全事故发生；
（6）应该指定安全意识高的人员作为安全负责人，并将其安排在设备旁，以确定起吊前没有人在提升起吊物里面或者下面，从而避免安全事故发生；
（7）在起吊载荷时，必须保证荷载起吊处受力均匀，保证荷载整体平衡性，不得出现偏载或超载起吊作业，以免荷载物体滑落造成安全事故发生；
5.结论
DF900D架桥机在桥面穿越有限空间属于特殊施工，在施工中面临的不确定性较大，而本工程的完成，为既有此类架桥机提供了有效的经验参照。同时，也为更加先进的架桥机设计制造提供了结构上的借鉴，使新产架桥设备能够针对架桥机可能面临的复杂限制环境提前谋划，优化设计。
参考文献：
[1]刘方. 浅析架桥机在工程施工中的安全技术应用[J]. 价值工程，2010，29（14）：73-73.
[2]朱书慧，李连豪，袁志华，等. 典型机械工程安全事故虚拟仿真系统在实践教学中的应用——以架桥机为例[J]. 科技视界，2019（28）：64-65+90.
[3]张红军，魏永辰，陈浩. 电液比例技术在DF900D型架桥机上的应用[J]. 工程机械，2008，39（11）：62-64.