通号（郑州）电气化局郑州铁路工程有限公司 李登辉 河南 郑州 450000
摘要：营业线架空顶进施工中，线路架空体系的纵梁安拆是否如期进行，是整体施工过程的关键一环。以往施工，一般使用轨道车对架空纵梁吊装，但轨道车存在手续办理繁琐、不确定性因素较多，对架空顶进施工工期制约性较大。为解决架空顶进施工纵梁安拆，急需寻找其他施工技术，提高架空纵梁的吊装和拆除的施工工效。鉴于大吨位折臂吊在厂房内、变电站等限高场所进行重型设备吊装的广泛应用，在电气化铁路架空顶进施工中，可使用其在“天窗点”内，通过高效的施工组织，完成纵梁的吊装施工。
关键词：营业线；架空顶进；电气化铁路；纵梁吊装；折臂吊；低路基。
1.工程概况
1.1工程简介
郑州市三全路（西三环北延～京广快速）道路工程位于郑州市西北部，道路起于高新区西三环北延，终于惠济区京广快速路。本工程下穿京广下行线处，线路架空采用“D型梁”法，为4组D24+1组8m长I100工字钢，架空长度106m。
1.2既有线概况
京广下行线为单线电气化铁路，位于东双桥～南阳寨区间，施工范围内，路基平均高约0.5m，有封闭网防护。铁路现状为60轨，钢筋混凝土Ⅲ型枕。交叉处铁路位于直线段，线路纵坡为3.38‰，向南为上坡，道砟厚度约为0.8m。铁路东侧为北到线，最小水平距离为16.97m，铁路南侧为郑焦城际铁路，最小水平距离51.24m。
1.3既有设备概况及防护
（1）接触网杆：53#、55#接触网杆均在纵梁外侧，距离纵梁翼缘净距为39cm，纵梁吊装前，接触网支柱内侧采用堆码沙袋进行防护。
（2）通信、信号：纵梁吊装期间，在起吊范围内将已挖出的光电缆采用木枕围护进行防护。
2.吊装方案
2.1吊装前准备
（1）平整场地：利用挖掘机对京广下行线西侧场地平整并碾压，之后进行轻型触探试验，以满足吊车支腿处地基承载力要求。
（2）纵梁准备：“天窗点”前，利用两台PC330挖掘机将纵梁拖移至施工场地指定位置处。
（3）折臂吊接地设置：使用线夹分别连接接地棒与车体，经测折臂吊任何一点的接地电阻均不大于4Ω后，方可进行吊装作业。
2.2折臂吊吊装
利用两台宏昌天马HCZ4500液压汽车起重机进行10片纵梁吊装，每个天窗点采用两台折臂吊，单片纵梁单台吊装，两台汽车吊同时进行作业,共计需要2个天窗点。
（1）作业条件
利用京广下行线综合维修天窗封锁线路，点内接触网配合停电，天窗时间为120分钟，作业完毕接触网恢复供电。
（2）折臂吊站位
折臂吊按最小回转作业半径站位，每个天窗仅进行一次站位，其中，第一个天窗点内，两台吊车各吊装2片纵梁，第二个天窗点内，1#吊车吊装4片纵梁，2#吊车吊装2片纵梁。
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①第一个天窗点，采用2台折臂吊同时作业，吊装顺序为：8#→7#、10#→9#。作业半径分别为10.22m、5.78m、10.22m、5.78m,共计吊装4片纵梁。
②第二个天窗点，采用2台折臂吊同时作业，吊装顺序为：4#→2#、6#→3#→1#、5#。作业半径分别为10.22m、19.2m、10.22m、5.78m、17.24m、5.78m,共计吊装6片纵梁。
综上，纵梁吊装共计10种工况，最大作业半径为19.2m，起吊重量为3.3t（8m长的I100纵梁）。
（3）折臂吊主臂长度、起吊重量
①主臂长度、起吊重量
对最不利工况进行分析：最大作业半径19.2m时，起吊纵梁总重量为3.3t，取安全系数1.3，起吊单片纵梁理论计算重量为3.3×1.3=4.29t。
参考吊车性能表，按照作业半径21m时，理论起吊重量为14t，满足起重要求。
②吊装横断面图 .png)
通过测量，得出路基坡脚与股道中心水平距离、原地面与轨面高差。
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图4 纵梁吊装横断面图（单位：m）
（4）吊装顺序、作业步骤及时间
天窗点外，折臂吊在京广下行线西侧场地就位，距离线路中心线8m，将支腿支点牢固。
根据作业内容和天窗时间，对封锁天窗点内吊装4片D24纵梁和2片8m长I100纵梁进行具体步骤时间分析，根据吊装顺序铺排，共计4个循环进行纵梁吊装完毕，具体时间分析如下：
第一步，接驻站联络员通知，行调封锁命令号下达后，安插红牌封锁线路，停电人员接电调停电命令，停电作业负责人确认停电后，挂接地线，施工总负责人签认停电通知，方可开始吊装作业。
用时：10分钟
第二步：吊车在空载的情况下进行“样臂”操作。
用时：5分钟
第三步：将第一片纵梁由起吊点吊至纵梁就位位置，拆除起吊钢丝绳。
用时：10分钟
第四步，作业人员提前挂设预吊装纵梁钢丝绳。 剩余三个循环的吊装，过程与步骤均与第一片纵梁一致。
用时：30分钟
第五步，折臂吊将大臂旋转至接触网带电体2m外，收支腿。
用时：5分钟
第六步，接触网恢复供电，施工总负责人联合设备管理单位确认无超限并达到放行列车条件后，通知现场作业人员撤除封锁防护并通知驻站联络员开通线路。
用时：10分钟
总计用时70分钟，满足120分钟天窗时间要求。
纵梁吊装到位后，利用连接构件将纵横梁连接加固，保证纵梁就位后的稳定性。
（5）折臂吊设备参数
①主吊臂长度：4.6～23.8m；
②外形尺寸：12.43×2.55×3.55m（长×宽×高）；
③全车总重量：46t；
④配重：15t活动配重；
3.吊装设备受力检算
3.1吊车支腿处地基承载力检算
吊车支腿处铺一层1.5m×1.5m枕木，其上铺1.5m×1.5m×50mm钢板。
原地面承载力检算：地基土所承受压力：N=16.03t（纵梁梁重）+46t（吊车自重）+15t(配重)=77.03t
吊车每个支撑点面积：S=1.5×1.5=2.25㎡
P=F/S≦(fa)
式中：P-地基平均应力；
F-恒载、活载效应组合对地基产生的竖向力；
S-支腿受力基础截面面积。
F=1.2×61×10+1.4×16.03×10=956.42KN
单只腿受力基础面积S’=1.5×1.5=2.25㎡
P=F/S=956.42KN÷4÷2.25㎡=106.27KPa
为保证安全，地基承载力取1.3倍的安全系数，则地基承载力为fk≥1.3P=138.15KPa，即吊车支腿处地基承载力fa≥138.15KPa，以满足吊装安全要求。
3.2吊绳检算
起吊钢丝绳采用公称直径为30mm、公称抗拉强度为1870MPa的“6×7+IWS型”钢丝绳，起吊点设置在D24纵梁中心向两侧1m位置，吊装钢丝绳与纵梁夹角26.57°，吊绳位置见下图:
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D24纵梁单片总重量为16.03t，根据《重要用途钢丝绳》GB8918-2006规范要求，按照钢丝绳机械驱动起重设备，同时考虑钢丝绳有弯曲，取最大安全系数为6（查《建筑施工起重吊装工程安全技术规范》JGJ276-2012中，第4.3.1节可得），起吊单片纵梁理论计算重量为16.03t，单根钢丝绳承受荷载f=16.03÷4÷sin26.57°=8.96t，则承受的荷载为=8.96t×6=53.76t。
查《重要用途钢丝绳》GB8918-2006规范中表9得，公称直径为30mm的“6×7+IWS型”钢丝绳，公称抗拉强度为1870MPa，最小破断拉力为F=604KN÷9.8N/Kg=61.6t，所以：F＞，即：所选钢丝绳满足要求。
3.3扣卡检算
D24纵梁采用1台吊车四绳起吊，扣卡受力P=16.03÷4÷sin26.57°=8.96t，考虑动载综合系数1.4，则扣卡最大受力8.96t×1.4=12.544t，故选用许用负荷13t的扣卡。
4.施工安全保证措施
4.1接触网安全保证措施
（1）吊装构件与接触网设备需保持2m以上距离，严格执行“一机一防”制度。
（2）纵梁两端头位置设置缆风绳，缓慢起吊，两端缆风绳安排专人进行稳梁，严禁碰撞接触网杆。
4.2吊车抗倾覆安全保证措施
（1）吊车支设支腿前，对地基承载力情况进行确认，经计算，地基承载力满足要求后，方可进行支腿支设。
（2）正式吊装前，首先按照最不利工况模拟试吊，试吊完成后方可进行吊装作业。
4.3纵梁抗倾覆安全保证措施
（1）起吊作业时，应首先进行试吊，吊起20cm高度，确认没有问题后，开始平移就位，平移时应平缓匀速到位。
（2）吊装到位后，及时将横梁和纵梁用连接构件进行连接，保证纵梁不发生倾覆。
5.结束语
架空顶进施工是一种较为成熟的施工工艺，架空纵梁的吊装需在保证安全的前提下改变传统方式，灵活选择。本文主要针对单线、低路基、电气化铁路两侧的纵梁吊装进行分析。本工程施工关键点在于对折臂吊的工况分析、吊索的选择及吊装人员的高效组织，控制这三点就可以使纵梁吊装施工顺利、安全完成。
参考文献：
[1]GB/T8918-2006《重要用途钢丝绳》.中国标准出版社.2006.
[2]TG/GW101-2014《普速铁路工务安全规则》.中国铁道出版社.2014.
[3]JGJ276-2012《建筑施工起重吊装工程安全技术规范》.中国建筑工业出版社.2012.
[4]《D型施工便梁使用说明书》.深圳广铁土木工程有限公司.2016.