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新建高速铁路采用架桥机架梁工艺在上跨铁路既有双线电气化区段的应用探索
摘要:随着我国高速铁路建设事业的快速发展,新建高速铁路线路与江河、城市轨道、公路、桥梁、既有铁路线路等交叉跨越情况频频出现。特别是上跨铁路既有线路电气化地段施工难度系数更大、工艺更加复杂、铁路行车运输安全要求特殊、需配合的单位部门及专业众多,该特殊地段是近年来制约高速铁路建设进度的关键环节。本文通过介绍TLJ900型架桥机在营业线范围内架梁施工工艺的优化调整成功实施,来指导以后类似施工地段安全科学高效的施工。
关键词:高速铁路;架梁;既有线;应用探索
1 工程概况
新建徐盐铁路后马庄特大桥架设需要上跨既有陇海铁路线路。具体上跨情况为:后马庄特大桥D2K3+743.280~D2K3+913.145段1孔32m箱梁架设跨越陇海铁路上、下行线K210+477处线路。4#墩~5#墩1孔32m箱梁架设跨越陇海铁路,3#墩~4#墩、5#墩~6#墩2孔32m箱梁架设邻近陇海铁路。梁体为后张法预应力32m简支箱梁,梁结构参数值为32.6m*12.2m*2.642m,梁重为715T。该桥跨位于大湖-大庙区间,电气化区段,陇海铁路直达1对、特快2对、快速14对、普快4对、货车69对,时速120Km/h。
徐盐铁路铁路等级:高速铁路;正线数目:双线;设计速度:250km/h;轨道结构:有砟轨道。
2 架梁施工营业线作业内容
架梁施工营业线作业主要进行跨越陇海铁路箱梁架设前的架桥机过孔和梁体架设,包括上跨部位的桥面附属工程等。
3 箱梁架设营业线施工工艺
3.1 箱梁架设作业流程
箱梁运输→运梁车通过营业线上方梁面→7#-6#墩架设完毕,检修设备、进行营业线施工准备→封锁点内作业:架桥机主机过孔至6#-5#桥墩,下导梁过孔至5#-4#桥墩上跨营业线→架设6#-5#墩32米箱梁→封锁点内作业:主机上过孔至5#-4#上跨营业线位置,下导梁前移离开营业线→封锁点内作业:架设5#-4#墩上跨营业线32米箱梁,安装防砟网,防抛网→架桥机架设3#墩-2#墩、2#墩-1#墩、1#墩-0#台梁体→架梁完毕,运梁车驮运架桥机返回梁场。
3.2 施工顺序
第一步:6#-5#孔跨下导梁上跨营业线Ⅱ级施工;第二步:5#-4#孔跨架梁上跨营业线Ⅱ级施工;第三步:4#-3#孔跨箱梁架设邻营B类施工。
3.3 封锁点计划时间安排
第一次下导梁过孔至营业线Ⅱ级施工55分钟;第二次架桥机主机、下导梁过孔Ⅱ级施工90分钟;第三次喂梁、落梁、梁体就位、支座灌浆Ⅱ级施工90分钟。
3.4 架桥机前行过孔作业具体时间安排(共计90分钟)
作业准备:①在桥面铺设架桥机纵移轨道;②调整辅支腿上下均衡量;③解除架桥机后支腿台车下部4个垫块;④前支腿离开墩面→接触网停电两单元(徐州枢纽16、17单元)、布置安全措施10分钟→架桥机主机过孔20分钟→前吊梁吊起下导梁后端,准备过孔5分钟→前吊梁、辅支腿、下导梁天车同步前移下导梁至前方桥墩,支平、调整、稳固下导梁35分钟→解除下导梁天车捆吊,前吊梁行车返回,拆除架桥机临时轨道10分钟→线路检查,消令送电,开通线路10分钟。
3.5 箱梁架设作业具体时间安排(共计90分钟)
作业准备:安全检查;运梁车送梁至架桥机后部,前吊梁吊具下落,准备吊梁→接触网停电两单元(徐州枢纽16、17单元)、布置安全措施10分钟→前吊梁吊起梁体前端约80mm5分钟→前吊梁与运梁小车同步前行至架桥机主梁2/3处15分钟→后吊梁吊具下落,吊起梁体后端约80mm5分钟→前后吊梁共同配合前移梁体至待架墩顶5分钟→前后吊梁共同配合落梁20分钟→安装支座锚杆10分钟→落梁就位10分钟→线路检查,消令送电,开通线路10分钟。
4 架桥机过孔工序
本次施工采用TLJ900型架桥机、TLC900C2轮胎式运梁车各一台。架桥机主要结构形式为采用双导梁简支架设、采用一跨式下导梁移位过孔。梁体采用三点吊装方式,有效保持梁体平衡和稳定。结构主要由2台吊梁桁车、箱型主梁2根及横联、前支腿1套、后支腿1套、后支腿台车及顶升装置、辅助支腿、悬臂梁、下导梁、下导梁天车、轨道、电气控制系统、液压系统和动力系统等组成[1]。
4.1 过孔前的准备
于桥面铺设架桥机纵移轨道;检查及测量桥桥面走行轨道铺设偏差:横向间距±5mm,与桥梁中心线±10mm,轨道接头处高差±5mm以确保架桥机都行平顺。下导梁与已架箱梁吊装孔用钢丝绳锚固。解除架桥机后支腿台车下部4个垫块。利用辅支腿油缸与前支腿交替动作,使前支腿离开墩面。
4.2主机过孔
开动后支腿台车电机,使架桥机前移至设计位置;1档起步行走1m后,切换到2档中速行走,在距离梁端2m时减速至1档行走位;后支腿与梁端、前支腿底部边缘与垫石边缘距离在10~20cm范围时,主机停止前进;安装后支腿台车下部4个调整垫块,调整前支腿,支平主梁。
4.3下导梁过孔
前吊梁桁车前移,吊起下导梁后端,辅支腿吊挂配合前移下导梁。下导梁天车后移吊起下导梁前端,准备过孔。下导梁纵移过孔推送过程中保持导梁处于相对水平状态,或后端略低于前端,高差小于10cm,避免导梁自行前窜。前吊梁桁车、辅支腿、下导梁天车同步1档前移下导梁。下导梁行至其中心梢后辅支腿1m处停止,下导梁天车返回捆吊下导梁。前吊梁桁车与下导梁天车及辅支腿继续配合拖动下导梁前移至前方墩顶。下导梁天车吊具下降使下导梁前支腿支撑于墩顶垫石间。支平、调整、稳固下导梁。导梁安放时导梁纵向中心线与桥梁中心线偏差应小于2cm。
4.4喂梁
前吊梁桁车吊具对准梁体前端吊装孔下落,安装吊具;吊具装好后1档提升,使前端梁体吊起约80mm。前吊梁桁车和运梁车上驮梁小车配合同步1档前移梁体;梁体前端行至架桥机主梁2/3处。
梁体继续前移,当梁体后端移至架桥机尾部以时(运梁车上驮梁小车接近行程车挡约10cm左右控制),前吊梁桁车和驮梁小车停止;后吊梁桁车前移对位,安装吊具后1档起吊梁体后端,提升到梁体前后基本水平后,前后吊梁桁车同步1档前移梁体,运梁车返回制梁场装梁。前后吊梁桁车前移梁体到设计位置(待架梁梁端超出已架梁梁端约5cm)停止,喂梁结束,准备落梁。
4.5 落梁
前后吊梁桁车载梁前行到达设计位置(待架梁梁端超出已架梁梁端约5cm)后,架桥机指挥员目测待架梁端与已架梁端的梁缝情况,下达梁体下落指令。下落时梁体保持相对水平,纵向两端误差小于10cm,梁体下落过程中,下落梁体不得碰撞前支腿和已架箱梁的梁端。落梁到方便安装锚杆高度后,梁体停止下落,辅助人员将支座锚杆紧固在支座下座板上。锚杆安装完毕后,箱梁继续下落,锚杆底端离垫石顶约5cm时停止,观察锚杆与垫石锚栓孔的位置,纵、横移调整梁体使锚杆与锚栓孔中心大致重合,方便锚栓入孔。1档下落至支座底面离垫石顶约5cm时,技术人员用线垂进行纵横向微调,使支座中心线与垫石中心线偏差控制在横向5mm、纵向10mm以内[2]。如图1
4.6 梁体就位
箱梁落在临时支撑的测力千斤顶上,架桥机吊具钢丝绳落松完全卸载,但不卸除吊杆的螺母。利用墩顶的水准点,用水准仪测量、千斤顶升降来调整箱梁高程。在调整箱梁高程结束后,专人观察测力千斤顶压力表读数,记录四个压力表数值,计算出平均值,每个支点反力与四个支点反力的平均值相差应不超过±5%。测力千斤顶调整结束后,旋转机械锁螺纹锁定千斤顶并关停泵站。辅助人员进入箱梁内,拆除前后吊梁的吊杆螺母,架桥机提出吊杆,吊具盘绳。
5 营业线架梁施工安全技术保障措施
5.1 电气化区段劳动安全措施
接触网的各导线和相连部件均带有高压电,因此禁止任何人员直接或间接地与上述设备接触,不得在接触网及支柱上搭挂物品、衣物、攀登支柱或在支柱旁休息。当接触网绝缘损坏时,禁止与之接触。接触网上有线头、塑料纸等物品时不准接触,接触网导线断落时,要远离10m以上的距离,并对该处进行防护,立即通知接触网工区进行处理。接触网下的作业人员必须配备符合标准的劳动防护用品。除供电等专业人员外,任何人员及其所携带物件、使用的工具,与接触网设备的带电部分必须保持2米以上的安全距离。所有工具、机械配件登记造册,在专用工具箱收储,专人使用,专人管理。清理桥面及运架设备上所有漂浮物。跨越营业线铁路桥跨设置安全护栏和防抛网。六级以上大风禁止起重吊装作业,停止作业及非作业期间必须将架桥机锚定。各种小型材料、机具等必须放置牢固,严防任何物体被大风吹向营业线影响行车安全。
5.2 营业线上方架桥机过孔安全技术措施
架桥机、运梁车等大型机械设备进场作业时,必须实行“一机一人”防护制度。营业线上方必须在接触网停电后,方可进行过孔作业。清理架桥机设备上的机具、工具等小型物件,避免掉落至营业线内。检查各支腿走行轮是否脱空,支承油缸锁定是否安全可靠。检查测量桥面走形轨道是否铺设稳妥。桥面走形轨道铺设偏差:横向间距±5mm,与桥梁中心±10mm,轨道接头处高差±1mm。导梁纵移过孔时,使导梁前支腿脱离墩台≤20cm,推送过程中导梁处于相对水平状态,或后端略低于前端,高差≤10cm,避免导梁自行前窜。导梁安放位置要准确,导梁纵向中心线与桥梁中心线应重合,偏差<±2cm[3]。
5.3 营业线停电防护安全保证措施
既有线封锁作业前,确保架桥机与梁体接地端子用不小于16mm²铜芯软绞线进行可靠接地(梁体与墩顶通过接地线进行连接)。封锁命令下达后,按规定向供电配合单位提交申请停电手续,在停电后,按规定采取验电、接地等措施,接收供电单位传达的准许作业手续,方可进入封锁区域进行施工作业。在线路施工地段按要求设置封锁作业标志,施工期间必须设专人驻站,使施工现场时刻与车站保持密切联系。施工完毕后,架桥机暂停作业期间,必须与已架梁体进行锚定,防护员对施工现场认真进行安全检查,材料机具不侵入限界并做好记录,安排专人看守。作业人员全部退出封锁区域后,向供电部门递送申请送电手续,经送电、验电等环节,确定送电成功,人员方可撤离施工现场[4]。
结束语
采用TLJ900型架桥机上跨铁路既有线架设箱梁工艺,共节约封锁既有线线路次数3次,通过优化架梁方案下导梁过孔由原来每次封锁时间100分钟提前至55分钟,节约封锁点时间45分钟,主机、下导梁过孔和落梁由原来每次封锁时间120分钟提前至90分钟,各节约封锁点时间30分钟,节约架设成本5万元/孔,极大地降低了对铁路既有线运输的影响。架梁工艺的成功应用,使架桥机架梁优势在上跨铁路既有线地段得到了充分发挥和更加广泛地应用,取得了显著的经济效益和社会效益。
参考文献
[1]《高速铁路桥涵工程施工技术规程》 (Q/CR9603-2015)
[2]《高速铁路桥涵工程施工质量验收标准》(TB10752-2010)
[3]《架桥机安全规程》(GB26469-2011)
[4]《国铁集团关于印发<国铁集团铁路营业线施工管理办法>的通知》(铁调[2021]160号)