摘要:哈大铁路客运专线箱梁移、运梁施工涉及铁路专用大型机械多,有必要对其做系统研究。文章从箱梁移运设备选用、场内移梁、箱梁装车、箱梁运输四方面进行了详细的论述,并介绍了铁路客运专线专箱梁移、运施工技术。
关键词:铁路客专;设备选用;场内移梁;箱梁装车;箱梁运输;施工技术
中图分类号:TU392文献标识码:A文章编号:1009-2374 (2010)13-0068-05
哈大铁路客运专线箱梁移、运梁施工涉及铁路专用大型机械多,相互工作衔接紧密,情况较为复杂,有必要对箱梁的移、运梁施工技术做系统研究,更好的为铁路客专建设服务。
本公司承担施工区段包含提梁机提升上桥和路基段直接上桥两种形式:(1)提梁机提升箱梁上桥施工流程为:1台900t轮胎式移梁机(结构形式一)移梁至待架区→2台450t提梁机提梁至桥上运梁车→1台900t轮胎式运梁车运输箱梁至架桥机处;(2)箱梁路基段直接上桥施工工艺流程为:1台900t轮胎式移梁机(结构形式二)移梁至运梁车上→1台900t轮胎式运梁车运输箱梁至架桥机处。
文章从箱梁移运设备选用、场内移梁、箱梁装车、箱梁运输四方面进行详细的论述。
一、移、运梁设备选用
1.移梁机结构形式。依据箱梁上桥方式的不同,我部选择两种结构形式的提梁机,两种结构形式如下:(1)结构形式一:适用于450t提梁机上桥方式,仅用于场内箱梁自制梁台座至存梁台座、存梁台座至待架梁区箱梁的转运工作,不需装车;(2)结构形式二:适用于路基运梁上桥,运梁车场内装车方式,运梁车纵向穿行至移梁机下完成箱梁装车。移梁机用于场内箱梁自制梁台座至存梁台座、存梁台座至场内箱梁装车区转运工作。
2.适用范围。移梁机适用的范围有以下几点:(1)适用于时速350km/h/250km/h客运专线20m、24m、32m双线预应力整孔简支箱型梁在预制台座上起吊、场内搬运、存梁、移梁和将简支箱梁装上运梁平车;(2)轮胎式提梁机满足20m、24m、32m不同跨度的箱梁起吊要求,采用“四点起吊、三点平衡”起吊方式;(3)能够满足纵向、横向提梁行走,能够满足双层梁存放提升需要,有效提升高度不少于13m。
(二)移梁机拼装
1.拼装方法。DLT900轮胎式提梁机主要由主梁、支腿、轮胎式走行台车、液压传动系统、液压制动系统、转向系统、动力模块、电气系统、微电控制系统、操作室、提升系统、转向和支撑液压系统、变幅系统、安全装置等组成。整个安装过程分台车、支腿、主梁、天车等主结构安装和梯子平台、司机室、动力模块等部件的安装。
2.拼装步骤。根据场地情况和吊装设备拥有情况,确定合适的拼装方案。按照组装走行台车→安装支腿→吊装主梁→吊装卷扬机→吊装天车的顺序,逐步进行。
3.拼装设施及人员。
(1)拼装所需要的设备和临时设施见表1:
表1拼装设备及临时设施表
序号拼装设备及设施规格/型号数量备注
1汽车吊50t1台
2汽车吊200t2台仅使用2～3个台班
3枕木40根
4钢板δ=10～20mm0.2t用于抄垫
5冲钉直径φ30.50+0.1mm,45号钢30个表面淬火
6手锤8磅2把
7手锤5磅8把
8M30螺栓套筒扳手M3020把
9大号活动扳手2把
1010tU型卡环10t4个
11撬棍4根
125t手拉葫芦5t4台
13液压千斤顶30t2台
146m梯子6m竹梯或铝合金2架
152m人字梯子铝合金2架
16水准仪1台
17水准尺2把
18空压机10Bar1台工作能力:1000L/min
19电焊机1台
20气割设备1套
21直径φ16麻绳直径φ1650m
2250m钢圈尺50m1把
(2)拼装所需人员。提梁机现场安装必须统一指挥,要有严格的施工组织及安全防范措施以确保安全。施工人员基本组成及要求见表2:
表2拼装人员要求表
序号人员
名称数量人员要求备注
1指挥员1名熟悉设备及起重工作的基本原理和要求,熟悉拼装程序、操作方法和使用说明书中的要求,并且有一定的组织指挥能力,熟悉指挥信号,安全意识强,责任心强。
2安全员1名熟悉提梁机及装吊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,熟悉指挥信号,安全意识强,责任心强,能够及时发现并制止危险动作及危险信号。
3电工2名熟悉设备的电路图并能按图接线,能在工作中迅速排除故障,业务熟练反应敏捷并可担任和负责设备的操作工作。
4机钳维修工2名熟悉机械(液压)系统的基本知识和使用维护技能,能正确操作并及时排除有关故障。
5起重工2名具备多年从事起重工作的经验,责任心强,具备一定的力学知识,熟悉起重工操作规程和安全规程。
6辅助工15名具备一定文化知识,熟悉施工及设备。
4.安全及技术要求。(1)吊车支腿处的地基必须做硬化加固处理,保证地面承载力足够;(2)施工中所用的索具不得有断丝、表面锈蚀、划痕等缺陷,不得超负荷使用;(3)钢丝绳在捆绑和与结构的锐角接触的地方要用胶皮或木片进行保护;(4)吊装前应仔细检查结构螺栓是否按照要求拧紧,各部件的连接是否可靠;(5)作业时设立警戒线,关键位置设专人看守,非工作人员严禁进入吊装区域;(6)吊装作业时,被吊物件旋转半径和吊车配重旋转范围内严禁有人员和车辆停留;(7)吊装过程中,指挥员的旗语准确、哨音响亮;(8)吊装时要用2根麻绳对被吊物件进行控制,避免磕碰;(9)高处作业人员必须挂安全带,安全带必须高挂低用;(10)吊装时风力等级不得大于5级。夜间施工应按照安全规则进行,在工作区域和通道处提供适当的照明,确保施工安全。
(三)轮轨式提梁机
1.适用范围。轮轨式提梁机采用郑州大方桥梁机械有限公司设计制造的2台450t轮轨式提梁机;适用于200～350km/h铁路客运专线20m、24m、32m双线整孔预应力简支箱梁的提升和装卸;能与运梁车配合完成箱梁装车作业。能够用于架桥机、运梁车的组装;能够完成架桥机、运梁平车的掉头;能够完成行走轨道范围内箱梁架设。
运行模式:两机联合作业,可实现载重直线、曲线行走和箱梁横移。
能够将运梁平车整车吊运至已安装的桥面,在已安装的桥面上拼装架桥机。
2.提梁机拼装。
(1)拼装方法。提梁机主要由大车行走机构、柔性支腿、刚性支腿、主横梁、起重天车构成。提梁机两轨之间的距离为38m,起重天车顶标高34.4m。根据现场作业环境,先将支腿、主梁在地面拼好,用1台250t履带吊以及1台NK800E-型80吨汽车吊完成起重机刚性支腿与柔性支腿的吊装,并用缆风绳将柔性支腿和刚性支腿进行锚固,用1台250t履带吊将主横梁吊装到支腿上,再依次拼装起重小车、梯子平台、电气系统等。
(2)拼装步骤。行走大车→柔性支腿→刚性支腿→主梁→主梁横联→起重小车→电气系统。
(3)试运转行试实验。该提梁机由郑州大方承制、改造并指导安装的DLT900T轮胎式提梁机。1)试运转:提运首片前移梁机首先进行空载、动负荷试验、静负荷试验;2)试运转前准备工作:检查各润滑点是否有足够的润滑油、检查各紧固件,(螺栓、绳头)是否牢靠、钢丝绳缠绕是否有卡阻现象。
(4)拼装所需设施。
表3拼装所需设备表
序号名称规格数量单位备注
1吊车CKE2500型250吨履带吊1台
NK800E-型80吨汽车吊1台
TG500E型50t汽车吊1台
2道木150×200×2500mm100根吊装主梁
3钢丝绳扣ψ56mm-6×37-1700MPa1对吊装支腿
33米/根
ψ47.5mm-6×37-1700MPa1对吊装小车
7米/根
φ56mm-6×37-1700MPa1对
16米/根
φ17.5mm-6×37-1700MPa8根
50米/根
4麻绳Ф16mm100m溜放结构
5胶皮或铁皮6m3
6电动扳手1套
7电焊机1台
8气割工具1套
9手拉葫芦5t9台
10U型卸扣20t/10t/50t各4个
11钢丝绳夹20mm48件
(5)安全技术要求。1)250t履带吊和80t吊车支腿处的地基须做硬化、加固处理,保证地耐力足够;2)施工中所用的索具不得有断丝、表面锈蚀、划痕等缺陷,不得超负荷使用;3)钢丝绳在捆绑和与结构的锐角接触的地方要用胶皮或木片进行保护;4)进入施工现场必须配带安全帽、安全带、劳保手套、劳保鞋等必要的防护用品;5)起重机操作者及司索人员必须持证上岗,吊装前必须对起重设备各部件、极限开关、安全装置、制动性能进行检查,并进行空负荷运转,确认正常后方可工作;6)安装作业前,操作人员应了解安装方案,与指挥人员统一思想,密切配合,若发现指挥信号不清或错误时,有权拒绝执行。对其他人发出的危险信号也应注意;7)作业时应设立警戒线,关键位置设专人看守,非工作人员严禁进入吊装区域;8)吊装作业前应鸣笛示警;9)吊装作业肘,被吊物件旋转半径和吊车配重旋转范嗣内严禁有人员和车辆停留,严禁超负荷作业,严禁斜吊、拉吊;10)起吊重物时,吊钩重心应垂直通过重物重心,首先进行试吊。离地200mm时应停车检查;11)重物回转和提升时,速度应均匀,动作要平稳。重物下落时,必须低速轻放。禁止突然制动。吊起的重物禁止自由下落;12)安装时,注意吊钩和钢丝绳,防止过卷背杆;13)严格执行十不吊;14)吊装过程中,指挥者的哨音要求响亮、旗语准确;15)在吊装时要用2根麻绳对吊物进行溜放,避免磕碰的情况发生;16)高处作业人员须系挂安全带,安全带须高挂低用;17)设备吊装时风力等级不得大于6级;18)未尽事宜,应遵守《起重工操作规程》的有关规定执行。
(四)轮胎式运梁车
1.适用范围。运梁平车采用秦皇岛通联重工股份有限公司设计制造的TLC900型运梁平车。适用于时速350km/h/250km/h客运专线20m、24m、32m双线预应力简支箱梁的运输;可用于高位驮运架桥机、低位驮运架桥机进行转场作业;可用于大型构件运输。
2.运梁车拼装。(1)选择场内架桥机调头区作为运梁车拼装场地;(2)拼装运梁车并完成调试工作,此过程又厂家负责,梁场协助完成;(3)存梁区预留一条通道至提梁区,最好将调头区与提梁区用通道相连,供运梁车驶入提梁区;(4)2台450t提梁机协作将运梁车提升至桥面(采用专用运梁车吊具)。
二、移、运梁施工技术
(一)场内移梁
1.概述。本制梁场采用后张法预应力混凝土简支箱梁。箱梁在制梁台座预制完成后按设计要求进行预张拉和初张拉后,通过900t轮胎式提梁机移至存梁台座进行存放及预应力的终张拉和孔道压浆、封锚。
2.移梁。(1)预制箱梁浇筑混凝土并进行养护至设计要求完成预张拉和初张拉后,检查梁体上杂物是否清理干净,吊点孔尺寸是否准确无误,吊点孔下方与钢板接触面是否平整度,一切准备工作做好后,将900t轮胎式提梁机行走至待装箱梁上方,在梁体顶板下缘吊孔处垫以460mm×380mm×10mm的橡胶垫板且应保证垫板与梁顶板下缘密贴。提梁机8个吊杆与箱梁可靠联结,吊装时应调整8个吊杆,保证全梁8个吊点受力均衡,然后900t轮胎式提梁机将箱梁缓慢吊起至100mm左右停车制动,检查梁体纵横向水平度是否满足要求,否则应将梁体落下重新调整吊杆螺栓或提梁机起升高度,同时检查起升制动是否可靠,一切正常后方可继续作业。(2)在提梁过程中,严禁在梁上堆放其他重物。当提梁机提梁作业时,应派专人统一指挥,信号明确,并时刻注意50t龙门吊机的位置,以免出现事故。在提梁机移梁行走过程中,若箱梁在空中晃动较大时,缓慢停车。等箱梁静止后才可启动提梁机继续进行移梁施工。箱梁提起后,提梁机下不得站人。在整个移梁过程中,应有专职安全员在现场监督安全施工,对可能出现的问题及时与现场负责人进行沟通,避免各种不安全隐患的存在。(3)提梁吊杆的安装。安装8根高强钢棒吊杆前,应仔细检查预吊箱梁吊点孔的垂直度、接触面的平整度,如有偏差要及时处理,处理合格后,接触面垫460mm×380mm×5mm厚胶皮,之后安装垫梁及吊杆、上大螺母(吊杆丝扣外露3～5丝)。调整8根吊杆的垂直度和长度,使8根吊杆均匀受力,严禁吊杆倾斜和不均匀受力。(4)箱梁存放。箱梁存放在与制梁台座平行的四根等高的存梁支墩上。箱梁存放之前,先测量支墩的四点高差和十字中心线。如高差超过规定(不超过2mm),则用水泥干粉调平,之后放置840mm×840mm×70mm的橡胶垫,如果支座预埋板内陷≥3mm,则需垫置65cm×28.5cm×0.3cm的胶皮调整。当900t提梁机提梁至存梁台座并对位后,缓慢将箱梁放在存梁台座上存放。
3.静载试验台座。静载试验台座经过处理后跨度为31.5m。按要求依次布置各垫层后,将静载试验加力架下端横梁准确安装在上面,将封锚后的箱梁吊装存放在端下横梁上,最后将静载试验加力架整体吊装至梁顶,准备做箱梁静载试验。
4.施工注意事项。
(1)起吊前。1)对现场操作人员进行技术交底,把调运情况进行系统讲解,包括提梁机基本情况,操作步骤,操作时各项安全注意事项;2)提梁前对提梁机进行全面大检查,具体检查项目见表4;3)对场地进行清理,清除走行过程的一切障碍;4)设立警戒范围,防止无关人员进入吊装作业区域;5)连接吊杆时,应尽量将吊具往梁体中间行驶,防止上吊杆时在箱梁端部进行作业,造成高处坠落事故。
表4
编号项 目
1检查主梁、立柱、车架、转向架、从动轮组、主动轮组、半主动轮组、起重小车、吊具、钢丝绳以及其联接螺栓,确认各结构未产生裂纹、无永久变形
2检查轮胎、油缸、动力箱、燃油箱、柴油发动机等安装是否正常
3检查前窗雨括器、可滑动的侧窗等
4检查架驶室各电气原件、空调、座椅、座椅弹性调节、显示屏上的故障指示
5检查控制手柄、开关、按钮、控制灯、指示器、显示屏、信号系统
6检查电缆排列
7检查管道、液压软管的安装
8检查MDGE900t门式起重机设计参数
9检查各类安全保护装置的可靠性
(2)起吊时。1)检查吊具连接情况,防止局部受力;2)现场安排专职安全员值班,负责监督人员的违章操作,违章指挥,违章闯入;3)起吊过程做到专人指挥,防止多头指挥造成信号的不明确;4)起吊步骤:提升5～10mm,静停5～10min;提升10cm,静停3～5min;下放3～5cm,检查制动系统;无异常状况,进行正式提梁、移梁工作;5)横移过程中派专人进行线路的观察,特别是注意四个支顶油缸,防止高度不够与混凝土路面或者外模滑移轨道发生碰撞,发现问题及时与现场提梁指挥联系;6)梁体横移过程中,无关人员不得在附近逗留或通过,观察人员也应密切注意走行时候的情况,注意自我保护;7)横移到位后,测量对位人员应注意尽量避免在梁体下方作业,提前将箱梁存放参照线放样做好;8)落梁过程中,防止将手放进箱梁和临时支座之间;9)落梁过程应缓慢进行。
(3)起吊结束。1)拆装吊杆时注意防止锚固螺帽因未抬稳落下砸人;2)人员上下注意高空作业安全注意事项。
(4)其他注意事项。1)提梁机走道应保证清洁干净,不得有任何杂物阻碍提梁机的正常行走。提梁机在提梁行走时的速度也应控制在设备的安全使用要求内;2)提梁机道路轨道处的沟槽用碎石填满压实、压平;3)参加移梁的所有施工人员必须对提梁机机械性能及施工技术细则熟悉和全面掌握后才能上岗操作。特殊工种人员必须进行强化培训,经考试合格后方可发证上岗;4)雨雪及大风等恶劣条件下,不得进行移梁作业。路面湿滑或有冰冻时要采取相应的防护措施,并降低运行速度;5)操作人员必须熟悉所操作机械的结构和工作原理,会排除一般故障;6)定期或不定期的对提梁机进行检查,如发现损坏及时修复或更换。
(二)箱梁装车
箱梁装车分两种形式装车:
1.通过2台450t提梁机吊装并在桥面完成装车(箱梁提梁机上桥)。操作步骤及注意事项:(1)900y提梁机按照移梁的操作要求将检验合格的成品梁移运至待架梁区。(2)2台450y轮轨式提梁机行走至待装箱梁上方,用专用吊具与箱梁可靠联结,吊装时应调整8个吊杆,保证全梁8个吊点受力均衡。然后2台450y轮轨式提梁机将箱梁缓慢吊起至100mm左右停车制动,检查梁体纵横向水平度是否满足要求,否则应将梁体落下重新调整吊杆螺栓或提梁机起升高度,同时检查起升制动是否可靠,一切正常后方可继续作业。待梁体稳定后起升梁体到高出运梁车300mm左右位置,再将梁体移至运梁车上。(3)吊装梁体时,应在梁体顶板下缘吊孔处垫以460mm×380mm×40mm的钢垫板且应保证垫板与梁顶板下缘密贴。(4)装梁前应调整好运梁车架左右高度,使车架处于水平状态。(5)梁体运输时运输支点距离梁端应≤3m。(6)在装梁过程中,应调整运梁车支承架上四个支承座,使油缸均匀受力防止箱梁受扭。梁体装载到运梁车上之后,箱梁重心线应与运梁车中心线重合,允许偏差±50mm。梁体在装运过程中支点应位于同一平面,同一端支点相对高差不得超过2mm。
2.提梁机在30m移梁通道完成装车(箱梁路基上桥)。同移梁过程基本相同,不同的是在900t提梁机起吊箱梁至30m移梁通道之后,运梁车驶入提梁机下,完成箱梁装车,如图8所示:
(三)箱梁运输
1.运梁施工工艺流程图。箱梁桥上运输由900t轮胎式运梁车完成,900t运梁车运梁施工工艺流程图如图9所示:
2.运梁车运梁。车架通过驮梁小车与前固定支撑承托混凝土箱梁,前固定支撑置于前端横梁上。驮梁台车设有8 个钢轮,由电机驱动链轮带动整个驮梁小车沿车架纵梁上的钢轨移动,与架桥机实现同步动作。
运梁过程可以机械锁止,同时设置运行限位装置,防止驮梁台车冲出运梁车平台。(1)箱梁在运输过程当中应控制梁体四个支点高程保持在同一平面。任一支点高程偏离其他三点平面不得超过2mm;(2)运梁车载梁经已架桥面行驶至架桥机后待架,运梁车行驶速度不得大于3km/h;(3)运梁采用桥上运梁,其质量均满足纵向坡度不大于30‰,横坡不大于4%,最小曲率半径不小于运梁车允许半径要求。
参考文献
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[11]900t提梁机使用说明书.
[12]900t架桥机使用说明书.
[13]900t运梁车使用说明书.
[14]450t龙门使用说明书.
作者简介:辜力武 (1977-),男,路桥华东工程有限公司工程师;邓林峰 (1980-),男,湖南省高速公路管理局工程师。