折臂平板轨道车大型构件吊装技术研究

2024-03-10张大祥张子豪李国栋邓智刘郁龙

中国设备工程 2024年4期

张大祥，张子豪，李国栋，邓智，刘郁龙

（1.中铁建工集团第五建设有限公司，广东广州 511400；2.中国铁路广州局集团有限公司长沙工程建设指挥部，湖南长沙 410000）

1 前言

在铁路既有线路保持运营的状态条件下，施工现场不具备使用汽车吊或其他大型机械，且中国国家铁路集团有限公司工电部2020年7月14日发工电桥房函〔2020〕48 号文相关规定，禁止跨越接触网吊装架设D 型便梁等大型构件吊装作业。本文根据实际工程就折臂平板轨道车大型构件吊装施工工艺、适用条件、质量控制等方面进行探讨，意在对类似工程提供借鉴。

2 工程概况

株洲火车站改扩建工程为既有铁路火车站站房改造和扩建。既有站房位于城市中心，为线侧平式站房，跨越站场改建接长既有地道、跨越站场新建高架候车厅、跨越站场新建大型钢结构桁架以及新建铁路火车站站房（如图1）。

图1 株洲站效果图

2.1 大型构件情况

株洲站改地道D 便梁工程包含人行地道接长下穿8至Ⅹ道，出站地道及社会地道下穿1 至Ⅺ道D 便梁共计128 片，其中最大件D24 型纵梁单片重量16.03t，长24.5m、高1.30m、宽0.48m（如图2）。

图2 D 便梁纵梁吊装图

高架候车厅基础钢管混凝土柱直径1.2m，最长10.1m，重量高达12.5t,每个站台上均设置8 根，共计32 根（如图3）。

2.2 施工条件

站场内D 便梁及钢立柱吊装为既有线施工，需在天窗点内进行，结合株洲站运输调整方案将相应股道同时封锁+接触网停电配合吊装施工，逐步分段推进。

3 材料与设备

架设平板机组由一辆内燃机头、两辆NX70 型平车与一辆D22A 型平车组成，均从铁路租用。NX70 型平车车体尺寸15400×2960mm，D22A 型平车车体尺寸25000×3000mm，三辆平车的排序是NX70 型平车一台在前一台在后，中间夹着D22A 型平车，端头有内燃机车牵引，组成列车组。其中两端的N17 型平车分别是用来安装30t 折臂吊（及其相关设施）、辅助液压支腿、内燃液压泵站、配重块，D22A 型平车用来安装12/16/24m梁支座。该折臂吊采用半折臂式，起重力矩高达120t.m。折臂吊由回转底座、支撑臂、曲臂、伸缩臂及液压系统、电控系统等组成。折臂吊可在限高4750mm 内起完成起吊货物的功能。折臂吊无损安装在NX70 平车的中端，两套安装在车组上的折臂吊可共同完成施工D 便梁纵梁、钢立柱的吊装。折臂吊也可单台作业，完成其他物资的起重作业（如图4）。

图4 折臂吊平板轨道车实景图

本工艺最大优势在于可在列车运行间隔期间天窗点内进行吊装，可保证运营线路安全的前提下，安全高效组织大吨位大型构件吊装作业。

4 大型构件吊装施工

4.1 施工前期准备

（1）手续办理。由于对于成品铁路机车设备从研发组立，到允许上道作业需要漫长的审定过程，不能满足现场实际需求。若将起重设备单独看作一种货物，以货物的形式运至施工现场进行作业，这样便只需解决装载加固方案的问题，简化了审批流程。①施工方案。根据现场施工条件编制整体施工方案及装载加固方案报分管铁路集团设备管理单位及业务处室审批。②路用车上路许可。提前一年向国铁集团申请路用车申请手续，批复完成后，向辖内分管铁路集团申请路用车使用证明。③路用车启动。提前联系货运中心对路用车装载加固方案进行确认，装载加固形式确认后，由货运站办理推送，随后办理起货票流程，最后根据正式下达的调度计划进场作业。

（2）作业前准备。大型构件就近货场加固在平板轨道车后，利用折臂平板轨道车载货牵引运行至已封锁+停电股道（根据现场实际情况，邻线可不封锁），对接好安装位置，并建立防护范围，在作业轨道前后100m处设置防护标识。

4.2 现场施工流程

（1）施工负责人下达封锁指令，列车运行现场指定作业地点，货场运行至施工股道等待封锁，封锁时路用列车加开至正式日计划中明确的施工里程处，机车定点停车，对位，做好制动防溜措施方可进行施工作业。

（2）施工负责人与车站、工务段确认股道封锁，与供电段确认接触网停电后，供电段挂好接地线，插入停车信号牌，施工负责人指挥实施。

（3）作业前，作业人员必须检查各联接螺栓是否松动，并随时紧固，机械设备全面安全检查，将道砟清理，确认地面是硬实地，后平整场地垫方木，如果地面松软，加大枕木垫，并进行多次试吊按照折臂平板轨道车施工便梁架设机组操作规程进行支腿。检修人员做二次检查确认，同时安全监督人员对现场作业环境进行确认，吊装位置就位，技术参数复核确认。

（4）展开吊装设备试调，检查确认现场具备吊装条件后使用钢丝绳挂在构件两端，总指挥指挥吊车司机起吊至离开平板轨道车底座5cm，停留3min，再次检查吊机情况，确认无误后，起吊将大型构件吊装至相应的梁支座上，并前后对称放置，微调定位。起吊吊臂作业时摆动宽度范围均为3000mm，提升高度为4719mm（轨道吊限高4750mm,有限高报警器），施工过程统一指挥，折臂吊司机应与指挥人员呼唤应答（含手势），确保动作准备无误，不完全明白不能动机。将大型构件落到指定位置后，收腿退出施工现场，人工安装连接件、绝缘胶垫等。

（5）进行二次吊装。

（6）吊装完成，吊车回转，收支腿；撤出防溜制动措施。

（7）吊装机械加固及安全措施检查，回收吊索具及其他物品，完成工机具清点。

（8）作业完毕，封锁解除前供电段拆除接地线，防护人员拆除两端停车牌。

（9）机车人员确认，达到符合运行条件，撤除防溜制动措施；机车撤出施工区域后消点。

（10）轨道车到达货场指定位置，做好防溜制动措施，停机检查确认无误，结束当天作业。

4.3 作业情况统计

架设机组进场后，下达行调命令及电调命令，随后进行接触网挂接地线，地线挂接完成后架设机组才可正式进行作业，此阶平均段耗时约25min；作业完毕后，拆除接触网地线，随后机组驶离、人员机具撤场，此阶段需预留时间至少15min；中间正式作业时间约80min，由于采用机械吊装架设，每片梁架设时间波动不大，约6 ～10min，架设四片梁时，机组需重新移位及收放支腿一次，耗时约20min，因此理论上D12、D16、D24 三种型号D 便梁均可在120min 天窗点内架设4 片，但由于D24 型便梁每次进场只能运送2 片，故条件允许可将D24 型便梁提前摆至作业区域，进一部提高作业效率。

5 吊装质量控制

5.1 落实技术标准

熟悉施工规范、规程，掌握施工技术标准，并在施工前组织全体施工人员进行详细技术交底，作好记录和会签。

5.2 测量放线

首先进行测量定位，测量出吊点偏差，根据偏差重新调整，保证吊装准确无误。

5.3 吊具检查

安拆大型构件钢丝绳与挂钩、固定器等应联结牢固，人员不得站在移动前方和钢丝绳附近，作业前，必须检查钢丝绳、吊环、吊带等易损件的情况，如有老化损坏，禁止继续作业，吊具、吊钩、钢丝绳等必须符合有关技术规定。

5.4 校正就位

构件吊到就位上方200mm 时，应停机稳定，对准下段面后，缓慢下落，使构件四边中心线与下段基本对齐，采用螺栓临时固定，吊装就位后，用高强螺栓通过连接板固定。

6 效益分析

经市场咨询，传统的人工滑移安装及拆除费用为5000 元/m 固定包干（可跨1 ～2 股道架设，针对株洲站复杂站场条件价格还会更高），不受D 便梁架空时长限制，此外，还需考虑天窗点增加费用。

D 型便梁架设平板机组相关费用包括：内燃机头及平板机组长期租赁费用10937.54 元/日；2 台折臂起重机及起重系统购置组配费用156.45 万元；单次货运中心起货票费用为300 元/t；火车司机、引导员、折臂吊操作人员、作业人员等人员费用。起重租赁费用及人员费用受租赁或雇佣时长影响，故而施工作业越密集，D型便梁架空需求量越大，施工周期越短，利用D 型便梁架设机组进行作业产生的经济效益便会越高。

根据实际统计，D 便梁架设、拆除计划施工周期为1 年，考虑购置设备残值，在D 便梁架设方面综合投入成本节约156.82 万元，节约天窗点约100 个，极大地缩短了施工周期，减少了施工对铁路行车的影响，具有很高的经济和社会效益。

7 应用实例

株洲站改扩建工程跨长株潭城际及沪昆铁路、京广铁路等干线，自始至终均为营业线施工。据统计，站内日均约200 对客货列车经过，全天24 小时不间断，具有施工工作面有限、行车安全风险高、运输与施工矛盾突出的难点。站改实施过程中，实行阶段性封锁计划，根据株洲站运输条件要求，Ⅸ、Ⅹ道为沪昆双层集装箱通道，无法停运，Ⅺ道为京广客货共线计划停运55 天，1 ～8 道最多可同时停运两条股道。在此基础上，为了满足列车正常运输要求，1 ～XI 股道下部地道施工作业均采用D 便梁扣轨加固后的明挖现浇施工，同时上部高架候车厅采用钢立柱+现浇钢筋混凝土结构的形式。在此繁忙的营业线上，常规的大型起重设备无法进场作业，D 便梁、钢立柱运输进场及吊装成为本工程重难点之一。运用此设备，已成功完成站场内所有钢管柱吊装及线路架空作业，保证了工程的顺利进行。