上海铁路枢纽工程建设指挥部 上海市 200071
摘要：受作业空间及天窗封锁时间影响，桥梁跨既有线采用钢梁门式墩形式在营业线施工中得到广泛应用。跨线钢梁吊装施工是营业线施工中的高风险工程。根据作业施工条件选择实用的安装方式在安全上及经济上都尤为重要。本文首先对营业线有限作业空间进行叙述；而后对钢横梁及钢立柱分开吊装工艺进行简单介绍；最后讲述了该施工工艺在实际工程当中应用的优点。
关键词：营业线；有限作业空间；钢横梁及钢立柱吊装；安全性。
1 工程概况
新建沪苏湖铁湖州特大桥左单线与在建湖杭铁路、既有宁杭高铁、既有宣杭铁路并行1km，2次上跨在建湖杭铁路、1次上跨宁杭高铁，其中上跨宁杭高铁采用3孔简支梁+钢梁门式墩跨越。门式墩承台及墩柱距宁杭高铁正馈线最小距离分别为1.58米、3.11米；左墩柱位于在建湖杭铁路及既有宁杭高铁间与湖杭铁路墩身最小距离为6.59米，右墩柱位于既有宁杭高铁及宣杭铁路夹心区，施工空间有限、交叉作业多、安全风险高，平立面位置关系如图1、图2所示。
.png)
图1 上跨宁杭高铁平面位置关系
.png)
图2 上跨宁杭高铁立面位置关系
2 钢横梁吊装方案比选
钢梁采用箱型截面，梁高2.8m，宽度3.3m,长度为27.4m，跨径为24m(两墩柱中心距离)。钢柱结构为箱型，轮廓尺寸为2.6*3.3m(横桥向*顺桥向)，钢梁、钢立柱参数如表1所示。
表1 钢梁及钢立柱结构参数表
.png)
一般情况下，钢梁施工采用钢立柱+钢横梁整体吊装施工工艺，能够减少营业线及邻近营业线施工总体周期。本工程因施工环境限制，采用钢立柱及钢横梁分开吊装方案。相对于整体吊装方案具有以下优点：
安全性：①钢立柱和钢梁分开吊装，减少了整体吊装的重量，在同等吊装设备下安全系数大大提高；②钢立柱提前安装定位后，钢横梁到达现场只要进行短暂的存放（安装附属平台）即可进行吊装作业，减少现场拼装环节降低安全隐患；③减少了2根钢立柱的重量，对地基承载力要求低，提高了吊装过程安全。
经济性：相对于整体吊装减少了吊装重量约35t，同时降低了起吊高度，减少了地基处理及吊装设备成本。
3 钢立柱及钢横梁分开吊装技术
由于距在建湖杭铁路水平距离仅有6.59米,采用650t起重设备现场作业空间难以满足，且采用常规的整体性吊装的方式难以在有效的天窗封锁时间内完成作业。同时为了确保吊装过程的安全性，采用“钢立柱与钢横梁分开吊装”的原则进行。先进行钢立柱吊装，再进行横梁吊装，最后对钢立柱和钢横梁连接处进行焊接，验收合格后再对钢立柱外包混凝土及内部填充混凝土浇筑。分开吊装的方式有效解决了作业空间有限，天窗施工时间紧张的问题。
3.1钢立柱吊装
钢立柱利用150t汽车吊按照钢横梁安装顺序，先吊装右侧钢立柱，吊机吊起钢立柱至回转高度，空中调整钢立柱位置，吊机旋转，将钢立柱移动至门式墩立柱上方，调整方向、下落精确定位，如图3所示，进行临时加固焊接，四角各焊接长度40cm，中部焊接60cm。再吊装左侧钢立柱，最后以右侧钢立柱为基准对左右钢立柱的标高、跨度、垂直度进行精调，满足技术要求后对钢立柱底部法兰与预埋板之间四周焊接牢固并用螺栓固定牢靠，防止钢横梁吊装、定位过程中发生变形。
.png)
图3 钢立柱安装示意图
3.2钢横梁吊装
（1）吊机选型
根据钢横梁重量，作业半径及起吊高度，以及走行空间，QUY650t履带吊所需行走宽度不小于10.1米，QUY450t履带吊所需行走宽度不小于9.35米，根据现场空间条件，故选用QUY450t履带吊，查履带吊性能参数表，当汽车主臂长度为66米，起吊重量为180t,满足施工需要。
（2）地基处理
采用挖掘机清除表面人工填土，并夯实底部。回填碎石土 1m 厚，分层填筑并压实，每层填筑厚度不超过 0.3m，工作平台表层要求水平度不得大于 0.3º，处理后的地基承载力不小于185.24kPa。吊装作业时，吊车履带下铺路基箱板。
换填碎石土完成后，对换填区域进行硬化，底部铺设一层φ16钢筋网片，间距15cm*15cm，硬化厚度20cm，混凝土型号为C30混凝土。
（3）受力计算
最大钢梁及附件吊装重量为115.45t，最大钢梁外形尺寸高2.8m、宽3.3m、长27.4m。根据钢梁长度及内部结构，钢梁吊耳设置于钢梁箱内劲板位置，确保吊点处钢梁整体受力满足要求，吊耳间距22.2米。为确保钢丝绳受力均匀，起吊时钢丝绳夹角设为60°，那么钢丝绳长度为22.2m，如图4所示，钢丝绳下的吊装总量为115.45t。
.png)
图4 临时吊点设置图
G=115.45t，可得
.png)
（t）（F静为静载荷计算值）
.png)
（t）
本次吊装采用4根钢丝绳，那么单根钢丝绳需要吊载的重量为146.64/4/0.85=43.13t≈431.3KN。
取吊装安全系数为6，那么实际吊装时需要选用的钢丝绳允许破断拉力必须≥431.3×6=2587.8KN。根据GB8918-2010《重要用途钢丝绳》选择6x36WS+FC1770（纤维芯）钢丝绳直径为φ68mm，其破断拉力为2700KN>2589.8KN。
故实际吊装作业时选择直径为68mm，钢丝绳型号68-6x36WS+FC（纤维芯）1770-22.2m（钢丝绳长度）4根，并配备55t卸扣4个，完全满足吊装要求。
（4）钢横梁吊装
钢横梁运至现场后，对钢横梁的构件（围栏等）进行拼装，并进行垫石浇筑，垫石外围钢板与钢梁顶板通过角焊缝连接，外围钢板间通过对接焊缝连接。天窗作业时间确认接触网停电、挂地线后，吊机起吊至回转高度、空中调整钢横梁位置，吊机旋转，将钢横梁移动至门式墩钢立柱上方，接近钢横梁位置就位，吊机调整方向、落梁测量定位，吊装平面及现场吊装如图5、图6所示。
吊装施工时所有作业统一听从施工负责人指挥，吊装指挥人员和吊车司机应具有丰富的施工经验，相互间采用对讲机和手势进行协调联动，确保吊装精准到位，作业过程安全可控。
在进行钢立柱和钢横梁优化设计时，在各侧面对应位置设有连接装置，主要是确保钢主梁准确对位后，该连接装置通过螺杆进行连接和固定，保证对接后的钢主梁侧面平齐，位置准确。
正式吊装作业前，必须按照现场最不利工况进行试吊，试吊过程中，若出现异常现象，应立即停止试吊，待查明原因，并进行修复后，方可继续试吊。
钢横梁吊装前在钢立柱顶口焊接钢结构喇叭口导向装置，引导钢盖梁快速就位。
.png)
图5钢横梁吊装平面示意图
.png)
图6钢横梁现场吊装照片
（5）钢立柱和钢横梁连接处焊接
钢立柱和钢横梁定位校核完成后，进行连接处焊接。四角各焊接长度40cm，中部焊接60cm，临时焊接固定后，进行进行四周满焊。在焊接开始前，所有的定位焊缝都应打磨并在起弧和熄弧处倒角。定位焊应进行外观检查，不得有裂纹、夹渣、气孔、焊瘤等缺陷。定位焊如出现开裂，须先查明原因，然后采用碳弧气刨清除掉、打磨光顺，再由装配人员重新定位烧定位焊。
（6）墩身模板安拆、混凝土浇筑
确认接触网停电、挂地线后，吊起模板至回转高度，旋转至墩身立柱上方，进行模板安装作业。模板安装验收合格后，在天窗作业时间进行钢立柱外包混凝土及内部填充混凝土浇筑，如图7所示。由于钢立柱距宁杭营业线最小处仅有3.11米，为确保模板拆除时安全，待混凝土强度达到10MPa后，利用卷扬机进行拆除模板作业，如图8所示。
.png)
图7钢立柱外包砼浇筑示意图
.png)
图8钢立柱模板拆除示意图
4 钢立柱及钢横梁分开吊装效果分析
4.1施工工效高
常规的整体吊装施工工艺，钢梁重量较大，钢立柱与墩柱预埋钢板锚固螺栓对位困难，施工时间紧张，分开吊装有效规避了天窗时间难以一次性完成对位连接的风险，缩短了每次营业线封锁的时间，整体吊装与分开吊装时间对比如表2所示。
表2 整体吊装与分开吊装时间对照表
.png)
4.2经济效益高、安全性好
在有限作业空间内，钢梁分节段吊装，减少了每次起吊重量，可选用QUY450t起重设备，有效解决了QUY650t起重设备作业空间不足的问题，提高了起重过程中的安全性。降低了地基处理措施，减少了机械租赁费用支出，经济效益较好。
结语：
营业线有限空间作业条件下钢梁分开吊装有效解决了施工场地空间有限的问题，同时解决了钢梁整体吊装营业线封锁时间较长的问题，经济效益高，安全性好。
参考文献：
[1]梁启杰，吴泥等。跨既有营业线钢盖梁门式墩施工安全技术[J].施工技术，2013，42（12）：13-17。
[2]刘鹏波。跨既有线门式墩钢横梁架设施工技术探讨[J].华东科技，2014,11（8）：112-113。
[3]裴志慧，邓俊晖等。新建铁路跨既有营业线钢盖梁吊装施工技术[J].施工技术，2013，42(12)：8-12。