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上跨高铁架梁施工安全技术研究
摘要:随着国家高铁网络日趋完善,高速铁路跨越既有高铁变得比较普遍。部分施工单位相关施工管理经验较少,程序较为复杂,施工安全风险高,导致目前建设项目跨越既有线架梁施工面临着较大压力。本文重点介绍技术措施、安全风险研判控制措施,可为类似施工项目管理的提供参考。
关键词:高铁,上跨,架梁施工
新建线路基本以桥梁形式跨越,多数情况跨越交叉角度较小,跨越区段架梁孔数量较多,有的甚至达到10孔以上,安全压力较大,考验了我们施工组织技术和安全管理能力。为安全正点的在夜间有限天窗内完成架梁任务,确保既有线运输秩序和设备安全,需要从施工组织、施工技术要点控制,安全风险研判和安全措施控制上进行细致分析,落实现场把控。本文以南沿江城际铁路首处跨越沪苏通正线正上方营业线Ⅱ级为例,重点阐述了组织协调、技术要点、安全风险研判和控制,为安全实施上跨高铁架梁施工提供一定的经验。
1、工程概况
南沿江城际铁路新建太仓至安亭上行联络线特大桥43#~51#墩箱梁架设,跨沪苏通铁路太安特大桥,具体布置详见图一,按照营业线施工要求,位于正上方的第一孔44#~45#墩箱梁架设施工纳入营业线Ⅱ级施工。封锁施工里程对应沪苏通K106+500-K109+000,设计净空高度7.96m,交角11°,待架设箱梁为单线简支箱梁(第44#-45#跨),梁长32.6m,梁高2.542m,梁宽7.1m,梁重352.4t;采用球型钢支座,小里程和大里程端各两个,桥梁纵向坡度8‰,曲线半径R=10000m。主要施工内容:项目部在上跨沪苏通线太仓通沪场-陆渡线路所间44-45#墩架桥机过轨、架梁、支座安装、防落梁挡块安装、灌浆、桥梁面盖梁钢护栏安装、泄水管安装等。一个天窗施工时间为270分钟,相应供电单元停电260分钟。
2、施工组织准备
2.1组织体系:上海局成立施工协调小组,项目部成立指挥施工现场领导小组,下设指挥组、安全防护组、物资供应组、应急救援组、和后勤保障组,并落实各组职责。
2.2安全培训:施工负责人、防护员、技术人员、安全员等所有参加本次施工的主要施工人员均已取得了上海局“营业线施工安全培训合格证”,以及电气化安全教育培训和安全教育并考试合格。
2.2安全协议:施工单位与各相关设备管理单位签订了施工安全协议,与工务段签订完成通道门进出安全协议。
2.3施工方案、预案、施工交底:施工单位按照方案审查要求完善好施工方案,组织了对所有施工人员的技术交底和安全技术交底,编制施工预案和人身安全防护专项方案,落实线路封锁防护措施、人员进出通道、走行路径,监理单位提供监理检查报告。
2.4施工配合单位准备:施工配合单位编制配合施工方案和预案,落实停电配合措施和应急处置预案。
2.5 问题整改:施工前召开施工预备会,施工单位汇报人员、机具材料准备(尤其是架桥机吊杆探伤报告、钢丝绳检测报告、架桥机稳定性检算)、施工交底、施工演练情况,防异物侵限,防大型机械倾覆、防触电措施、防高空坠落等措施落实情况,对现场检查仍然存在的问题督促整改,在正式施工前必须整改完成。
3、施工过程技术要点
3.1总体流程:
箱梁架设施工(点前准备):检查确认现场无任何漂浮物,桥机过孔前对卷扬机、刹车、液压、动力系统进行全面检查确认;作业人员穿工作服,佩戴安全帽、高空作业系好安全带,进入准工作状态,现场作业防护设施及防护用品已准备就位。
箱梁架设施工(点内):施工命令下达,防护人员经设备单位人员,由通道门带入栅栏网内对线路进行封锁→由供电配合人员对接触网挂线接地,施工负责人接到供电现场人员同意后方可进行架梁施工作业→梁面铺设走行钢轨、拆螺母垫片、安装前支腿锚固装置→前支腿调孔位、后支腿支撑、调整走行钢轨,插拔销子、测量坡度,一次过孔→辅助支腿支撑,调前支腿孔位,前支腿纵移→前支腿支撑,二次过孔,插拔销子、后支腿撬钢轨→灌浆孔排水、垫石凿毛、支模板→前车取梁、试2次刹车→同步拖梁→后车取梁、试2次刹车→同步纵移、落梁→标高测量→支座灌浆。
线路开通前检查(开通确认、撤离):所有各项作业完成,施工负责人通知防护人员及配合单位监督人员对线路设置的移动停车信号进行撤除,对施工地段线路再次检查确认具备列车开通条件,所有人员出网,进行人员、机具清点完成并报知施工负责人及驻站联络员。
3.2关键流程1(架桥机过孔,示意见图二):(1)操作司机、各个监护人员到位;(2)后支腿驱动架桥机向前走行(启动时先低速走行,观测前支腿荷载传感器显示值在15-55KN,且随着整机前移,数字逐渐增大,如一切正常才可切换至额定速度运行),架桥机前行18.3m,辅助支腿到达前方45#号墩台上,支撑位置上停车(辅助支腿中心距墩台纵向中心1m),后支腿走行轮下坡道方向打止轮器;支撑辅助支腿,使前支腿脱离墩台,整机转换成辅助支腿和后支腿支撑。辅助支腿的中心与桥墩横向中心偏差不得超过50mm,否则可通过前支腿横移机构调整。(此时完成桥机第一次纵向移动);(3)解除前支腿与已架箱梁的锚定,前支腿走行到前方墩台上,收缩辅助支腿,支撑前支腿,整机转换成前、后支腿支撑(前支腿垫石必须平整,且必须垫实,复位时必须保证前支腿垂直度,倾斜度不得超过2.5‰),前支腿与墩台垫石上的锚栓安装孔之间通过专用锚定装置连接;(4)取出后支腿走形轮止轮器,后支腿驱动架桥机二次纵移到位(前行过程中继续观测前支腿斜撑杆载荷显示为15—55KN),将前支腿与机臂间的锁定竖销插入机臂上的相应销孔内,锁定机臂与前支腿,拔出前支腿斜撑杆上的圆孔插销,使斜撑杆处于浮动状态,检测前支腿垂直度,其允许偏差为2.5‰,如果超过可通过后支腿走行机构微调,后支腿转换为架梁支撑,完成过孔作业,架桥机处于待架状态。
3.2关键流程2(架桥机架梁,示意见图三):
(1)运梁到架桥机尾部,前端与架桥机后支腿走行车轮之间的间距为0.35m±0.1m,停车、支撑支腿;前起重小车降下吊具,将吊杆插入箱梁上的吊孔内进行吊装作业;(2)前起重小车和驮梁台车同步吊梁拖拉取梁,到达后起重小车取梁位后,保证第二吊点距离后支腿不大于4.6m,后起重小车取梁,运梁车返回梁场;(3)前后起重小车同时吊梁前行,到位落梁,纵横向微调梁位,完成44#~45#箱梁架设;(4)前后起重小车后退到机臂尾部,前起重小车距后支腿不小于3m,锁定前支腿斜撑杆,前支腿与已架设箱梁通过专用锚固装置连接,解除前支腿与机臂间的锁定竖销,后支腿转换成过孔走行状态,等待45#~46#孔跨过孔;(5)箱梁架设完成后,进行支座灌浆。
4、主要安全风险研判和控制
4.1风险事件1:运梁车倾覆。应对措施:1.吊杆取出时,完全抽出吊装孔时候,运梁车方可行驶;2.运梁车载梁运行时,沿预先设置的参照线前进。运梁车纵向中心线与参照线允许偏差,保持在±100mm之内;3.重载时缓慢启动,严禁突然刹车,严格控制空载时速5km/h,重载时时速控制在3km/h;4.配备两名随车人员密切注意观察路面、清除障碍及两名司机倒班驾驶,精神高度集中,运梁车在作业过程中操作司机不得离开操作室;5.运梁车走行过程中其他机械设备及时避让;6.过渡段或桥台梁缝过宽,要采取垫钢板或其它有效措施;7.特殊停车情况停车应该有专人防止运梁车向下坡方向溜动,并备有止溜木鍥和止轮器。
4.2风险事件2:架桥机过孔倾覆。应对措施:1.检查架桥机走行钢轨是否顺直,并按要求调整好钢轨的曲线度;2.架桥机行驶至距终点前5m处后必须低速行驶,并在行驶线路前方放置好止轮器,专人把控前支腿急停器,确保安全;3.第一次过孔走行前检查前支腿稳定支承靴与已架梁体底部是否超垫牢靠,第二次过孔走行前,检查前支腿稳定支承靴及墩顶抱箍是否与墩顶支承牢固,前支腿站位时的倾斜度控制(向前≤0.5%,向后≤1%);4.销轴穿入销孔后,必须点动回缩伸缩油缸,使销轴承受载荷,避免油缸过载;5.风力达到6级等恶劣天气,停止过孔作业;6.落梁后在锚栓孔注浆强度未达到要求或未采取可靠支顶措施前严禁架桥机过孔。
4.3风险事件3:运梁车对位及喂梁倾覆。应对措施:1.前支腿后方划出运梁车喂梁运行线路,方便运梁车对位运行;2.前司机室转至车体侧面。运梁车对位时应低速行驶,运梁车喂梁防撞激光提前减速速度控制在3m/min左右,应在运梁车停车位置放置不低于200mm高的止轮器,防止运梁车因操作不当等原因继续前进,专人盯控急停开关;3.专人观察运梁车与架桥机后支腿走行轮组间的侧向间隙,观察运送的箱梁与后支腿柱体间的侧向间隙,严禁冲撞架桥机;4.对位完成后下坡方向设置止轮器,防止溜滑;5.前吊具提梁纵移过程注意前后高差不得大于100mm,关注前车压力及运梁车变频电流;6.同步纵移过程中行车至接近前辅助支腿位置主梁行程限位落实人员盯控。
4.4风险事件4:架桥机落梁倾覆。应对措施:1.起重小车起吊箱梁时应确认横移小车处于中位,避免产生碰撞;2.起重小车上每个卷筒位置应设专人观察起升卷扬机钢丝绳、排绳器、制动器等工作情况,防止钢丝绳掉槽、缠绕混乱现;3.架梁作业过程中应有专人观察前支腿、后支腿的支撑情况;4.落梁接近设计位置时必须点动对位,禁止连续起、停动作,以免架桥机纵向晃动过大;5.纵向调整箱梁位置时,起重小车必须以低速走行,而且应以单台起重小车交替走行来调整箱梁纵向位置;6.销轴穿入销孔后,必须点动回缩伸缩油缸,使销轴承受载荷,避免油缸过载。
4.5风险事件5:人员、异物侵入铁路限界。应对措施:1.下达调度命令方可进入栅栏网、架梁准备工作不能过头。2.提梁前检查清理梁面及箱室轻质飘浮物,挡块支座等包装在场区集中处理。3.灌浆完成后灌浆料包装袋收集;4.冲洗灌浆桶污水收集及剩余灌浆料背离即有线侧排放,特殊情况集中带回处理。5.现场照明、封锁信号灯,防护用品、施工机具编码做好反光标识和进出清点防止遗留线路。
参考文献
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