高铁枢纽大跨度硬横梁更换施工技术研究

高铁枢纽大跨度硬横梁更换施工技术研究

潘国虎

中国铁建电气化集团第二工程有限公司，太原 030023

【摘要】硬横梁是电气化铁路站场接触悬挂的支持装置，可以有效解决多股道因股道间距较小在股道间组立支柱后支柱侧面限界无法满足列车运行要求的问题，本文重点介绍在既有高铁枢纽利用90分钟“垂直天窗”有效时间进行横跨7股道的硬横梁采用单台轨道车组吊装更换施工技术的研究。

关键词：电气化铁路；大跨度；硬横梁；定位索

0引言

太原南枢纽改造区段主要的线路有石太铁路与太中银铁路，全部采用钢管硬横梁，因太焦铁路引入太原南站，既有硬横梁支柱占用新建线路线位，需将既有硬横梁改建至新建线路外侧，由原来横跨6股道硬横梁改为横跨7股道硬横梁，长度达41米；受石太线与太中银线均为繁忙干线，行车密度大，能批准的天窗少且时间短，加上有既有接触网的影响，给硬横梁的安装拆除加大了难度，如何合理安排、精心组织，减少硬横梁安装拆除的时间，保证封锁点内按计划完成施工，杜绝安全质量问题的发生，为此结合现场实际情况对枢纽大跨度硬横梁更换施工进行技术研究。
一、硬横梁的结构特点

钢管硬横梁采用φ127mm*7mm与φ108mm*6mm的钢管焊接而成。横梁由5个梁段通过法兰盘连接而成，离横梁边柱最近的边段为直线段，中间的3个梁段为曲线段，梁段之间、横梁与支柱之间均采用法兰盘连接，横梁为三角形截面钢管组合梁，与其他稳定比较具有性较好、结构简单、受力性能较好等特点。同时也存在着重量重、精度要求更高、安装难度大的缺点。
二、硬横梁架设

2.1硬横梁架设方案提出及比选

通过勘查现场，汽车起重机无法到达作业现场，因此只能采用轨道吊车进行横梁安装拆除，根据太原枢纽施工组织需求，配备了两组轨道车，一组为接触网作业车+25T立杆吊+接触网作业车，一组为接触网作业车+25T轨道吊。针对现有的条件，对硬横梁架设提出如下两种可供选择的吊装方案。

方案1：两台轨道车组双机吊装中间拼接

设计图纸给出横梁共5节，使用两组轨道车双机吊装，一台吊车吊装2节与一侧边柱进行连接，另一台吊车吊装3节横梁与另一侧边柱进行连接，待两边边柱连接好后再在空中将两节横梁进行对接。

方案2：单台车组单机吊装

由于横梁长度较长无法通过轨道车组进行整组运送，且施工现场既有相邻横梁跨距小于横梁长度，因此只能提前通过轨道车组将横梁分节运送至施工现场放置在新建线路上即新建太焦左线上，由于新建太焦左线距离横梁中心对应股道（太中银下行）距离较长，只能将轨道车组放在动车走行线上行进行横梁吊装架设作业，经现场勘查，轨道车占据股道上方承导线影响横梁架设，因此需要在封锁点内将承导线进行拨移，横梁架设完成后再进行恢复。

通过分析发现：采用双机吊存在作业配合难度大，安全风险系数高，作业效率低的缺点，而采用单机吊装可以有效克服上述缺点，但单机吊装对吊机本身的性及现场作业环境要求高等特点，所以决定对第二中方案进行比对现场条件轨道车组中心距现场横梁预拼位置12.5米的距离进行模拟演练，试验结果为接触网作业车+25T立杆吊+接触网作业车车组可以安全高效的完成硬横梁架设任务。综合效益分析采用单机吊装方案。

2.2施工组织

2.2.1施工前准备

（1）封锁点前进行现场勘查，确定影响横梁起吊的定位点数量并确定人员分工；现场勘查后在驻地编制施工作业票，施工负责人组织队部所有人员及施工队队长及小组长召开点前施工预备会，对施工组织及施工注意事项再一次进行强调；

（2）封锁点前进行“三清点一确认”，即对工具材料人员进行清点、人场后确认作业门已上锁，并组织全体参与施工人员进行安全点名，对施工安全注意事项再一次进行强调，达到人人清楚、人人了解、人人明白的效果；

（3）到达具体架设横梁位置，对预拼的横梁进行复核检查，对现场实际横梁长度进行复核，保证横梁尺寸不存在问题。

2.2.2横梁安装步骤

（1）封锁点开始接触网未停电，轨道车就位开始打支腿并将支腿用3T链条葫芦拉至钢轨上进行加固，对应定位点既有接触网拨移人员将梯车、工具、材料准备到位，下部辅助人员开始用风炮将横梁边柱地脚螺栓螺帽拧松；技术人员开始对需要拨移的接触网进行数据测量记录；

（2）接触网停电地线也接挂完毕，施工负责人通知可以施工作业，既有接触网拨移人员开始利用梯车进行接触网拨移，硬横梁架设人员上硬横梁边柱准备，拉风绳人员进行横梁风绳固定（只系不受接触网影响的一侧）及横梁吊装钢丝绳固定；吊车司机确认支腿已加固到位，确保吊车状态良好后顺线路伸出吊臂；

（3）既有接触网拨移到位，吊车司机将吊臂向横梁架设时需要转动到的位置进行转动，确定接触网不影响横梁架设时吊臂摆动，然后吊臂转向横梁预拼位置开始进行起吊；

（4）横梁起吊至离地面1m位置时停止起吊，进行稳吊1min，确认吊车及横梁状态良好后再继续起吊，将横梁吊起至高于既有横梁1m位置时吊车转动吊臂同时下部辅助人员通过拉风绳将横梁慢慢转至横梁安装位置上方，吊车开始慢慢将横梁放至横梁安装位置，同时一侧边柱上人员配合地面辅助人员开始用手捕捉横梁，待横梁下放位置与支柱法兰盘位置误差不大时，吊车和下部辅助人员配合边柱上人员进行微调对位，同时另一侧支柱上人员将风绳系好给下部辅助人员；

（5）待一侧支柱上人员位置对好后开始穿螺杆，每个法兰盘穿2根螺杆但不上紧螺帽，开始进行另一侧横梁与支柱对位，通过吊车、下部拉风绳人员、下部撬支柱人员、支柱上部人员同时配合进行对位，先穿上部法兰盘，待上部法兰盘螺杆穿上后两侧支柱人员同时进行上部法兰盘螺杆紧固，紧固时遵循对角循环紧固原则；

（6）待上部法兰盘螺杆全部紧固到位后，吊车再一次开始下放，使吊钩处于不受力状态停止下放，两侧支柱人员同时对下部法兰盘螺杆进行紧固，紧固到位后检查上部法兰盘螺杆力矩是否存在松动现象；

（7）待所有螺杆紧固完成后技术人员通过斜率尺检查立柱是否直立或两侧斜率是否相同，如斜率不相同根据技术人员反馈施工负责人命令吊车收绳，微微使吊装带受力使横梁往一侧摆动，待技术人员测量两侧支柱斜率相等后停止摆动，下部辅助人员对支柱底盘缝隙垫垫片，然后使用风炮将支柱地脚螺栓螺帽进行紧固；紧固完毕后吊车松绳，上部人员将钢丝绳解开，吊车收臂，驶离作业地点；

（8）待轨道车组离开作业地点后，既有接触网拨移人员进行既有接触网恢复，技术人员对复核后的数据进行测量与施工前数据进行对比，如出现两次数据较大的地方进行调整处理，保证行车安全；

（9）施工作业完毕，人员、工器具材料撤出施工地点。

三、注意事项

3.1质量注意事项

（1）横梁组装时，严格安装厂家编号组装，螺栓紧固力矩符合设计要求；

（2）在横梁安装前要对横梁长度进行复测，确定其误差在允许范围内；

（3）在横梁吊装时在吊点处必须垫上橡胶皮，防止钢丝绳破损横梁镀锌层；

3.2安全注意事项

（1）横梁安装过程中严格遵守施工负责人的统一指挥；

（2）人员严禁在吊臂下或吊起的横梁下逗留或行走；

（3）吊装作业前严格检查钢丝绳有无打结、断股、锈蚀等现象，如有坚决不得使用；

（4）钢丝绳套上吊钩后用U型环将钢丝绳卡在一起并将吊钩的弹簧卡片卡到位，防止吊装过程中脱钩；

（5）严禁在雷雨天气及大风、大雾天气进行硬横梁架设作业；

四、结束语

本文结合施工现场特殊环境，研究高铁枢纽大跨度硬横梁更换施工，为今后高铁枢纽硬横梁更换施工提供了新的思路与经验。硬横梁架设方案在具体实践运用中，不仅保证了硬横梁架设的质量，也保证了施工安全与工期要求，得到了公司与业主的一致好评。

参考文献：

【1】《高速铁路电力牵引供电工程施工质量验收标准》TB10758-2018.北京：中国铁道出版社，2019-2