Application of 450-ton Adjustable Ultra-high Leg Beam Lifting Machine in
Large Railway Box Girder Prefabrication Field
鲍军平 BAO Jun-ping
（中铁十二局集团第一工程有限公司，西安 710038）
（China Railway 12th Bureau Group 1st Engineering Co.，Ltd.，Xi'an 710038，China）
摘要：文章阐述和总结了新建北京至霸州铁路JBSG-Ⅰ标北京大兴制梁场根据线路特点和梁场实地情况，在市场现有提梁机资源不能满足现场施工需求的情况下，有效的利用了现有提梁机，成功改制并安装了2台450吨可调超高支腿提梁机，使用该提梁机架设了梁场范围内的10片箱梁之后又成功在桥上拼装了架桥机，后续共提梁500余榀上桥，并提升运架一体机喂梁200余次，安全质量状况良好，取得了良好的经济和社会效益。
Abstract: The article expounds and summarizes that in the new Beijing-Bazhou railway JBSG-I section Beijing Daxing beam farm, according to the characteristics of the line and the field conditions of the beam field, the existing beam lifting machine was effectively used and two 450-ton adjustable ultra-high leg girders were successfully restructured and installed in the case of the market's existing beam lifting machine resources can not meet the on-site construction needs. After setting up 10 box girders within the beam field, the girder was successfully installed on the bridge. After that, more than 500 beams were raised on the bridge, and the carrier feed beam was improved more than 200 times, safety and quality were in good condition, and good economic and social benefits have been achieved.
关键词：改制 450吨可调超高支腿提梁机；提梁上桥；架桥机拼装；箱梁架设
Key words: modified 450-ton adjustable ultra-high leg beam lifting machine；lifting beam upper bridge；bridging machine assembling； box girder erection
中图分类号：U445.471 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2019）31-0137-04
0 引言
近年来，国家高铁建设步伐的不断加快，高铁桥隧占比越来越大，而梁场位置往往选择在线路接近标段中心的位置，梁场提梁上桥高度并不在梁场位置规划的依据范围内。京雄铁路一标位于北京市大兴区，线路多次跨越城市路网，为满足桥下净空，该段落桥墩均在20m以上。大兴梁场所处位置的桥墩高度为22m，箱梁高度为2.635m，同时要满足运架分离式架桥机整机拼装并提升至桥面，因此需要起升高度达到38m方可满足需求，而目前国内现有提梁设备无法满足高度要求，传统修建上桥坡道方法投资巨大，且将严重拖后工期。
中铁十二局集团对现有梁场实际情况进行了深入研究，设计并安装了最大高度达48.1m的可调超高支腿提梁机，成功实现了梁场提梁、架桥机安装和箱梁架设。目前使用该提机配合架桥机已安全的完成大兴梁场538片箱梁的提梁架设任务。
1 工艺原理
因梁场所在地桥墩高达22m，为满足工程需要，设计并制作了超高支腿提梁机，该提梁机采用一刚一柔2条支腿，刚性支腿采用“倒Y”型设计，柔性支腿采用三角形，与主梁采用球铰连接，有效释放结构内力，保证提梁机整体稳定性。刚性支腿与柔性支腿分节截面在同一高度，可同时降低高度做为普通低提梁机使用。在安装时，首先安装大车行走机构，再安装柔性支腿并锚固，再安装刚性支腿并锚固，最后安装主梁及附属件，提梁机安装完成之后可架设梁场范围内10榀箱梁，之后再与架桥机配合往前或往后架梁，架桥机架设完成转向时，可利用此提梁机在桥机上拆解、调头并重新组装，可一机多用。
2 施工工艺流程及操作要点
2.1 施工工艺流程
2.1.1 提梁高安装施工工艺流程见图1。
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2.1.2 提梁机架梁施工工艺流程见图2。
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2.1.3 提梁机提升运架一体机架梁工艺流程见图3。
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2.2 操作要点
2.2.1 施工准备
①场地准备。
1）对施工现场地基进行整平、加固处理，对大型吊车、设备进出场通道、吊装场地、部件堆放组装场地，应进行夯实、压实或硬化，以满足汽车、吊车作业要求。
2）提前做好地锚。
②技术准备。
1）安装前必须认真审阅相关技术文件，安装图纸及相关资料；
2）技术负责人做好安装前技术交底工作，提出具体安装工艺要求及安装质量措施；
3）参加施工人员进行技术培训，特殊工种持证上岗。
2.2.2 安装位置确定
①轨道复测。
对安装的轨道要进行进行复测，必须要达到设计要求或施工规范，并用全站仪在轨道上合适位置进行测量投点，呈矩形分布。具体检测项目如下：
中心线极限偏差±1.5mm；标高极限偏差±2.0mm；轨跨极限偏差±2.0mm；
②主梁支腿检测及端面处理。
主梁支腿进场后，将其摆放在枕木或钢墩上，并使其处于水平状态，检测其旁弯度，上拱度，轮子的跨度，同时处理主梁和支腿的焊接连接面，并达到规范要求。
③大车行走台车机构定位。
根据在轨道测量投点形成的矩形框架将四组走行台车分别调到预定的位置，接着对走行台车复查找正，找正后对走行台车进行支撑固定，预装防爬器，纵向使用角钢支撑在轨道预埋件，缆绳采用木楔固定。
④450t提梁机构件布置。
根据450t提梁机安装现场构件多，占地面积大，按照安装顺序和吊车站位，对刚性支腿、柔性支腿、主箱梁、起重小车等的在地面组进行有序布置，现场布置图见图4。
2.2.3 行走大车安装
按图纸安装大车走行机构、下铰座，将行走车轮的踏面中心调整至与轨道中心重合。精确调整走行机构及均衡梁的位置、标高。将走行台车上夹轨器与轨道锚固锁死，车轮与轨道接触处塞楔木防止台车移位。
2.2.4 柔性支腿的吊装
①吊装设备选择。
柔性支腿吊装采用用一台500t汽车吊作为主吊，一台130t汽车吊为辅助吊机。根据现场安装现场试验提供的数据，安装场地地面承载力为不小于140kPa，为确保吊装安全，500t汽车吊支腿地脚自带钢箱式承载垫板，尺寸为3000mm*3000mm，厚度15mm（空心框架板）。
②柔性支腿的吊装。
1）吊装前检查立柱与下横梁之间、上横梁与立柱之间的螺栓连接是否按要求拧紧，连杆的安装位置及尺寸是否符合要求。
2）使用一台500t汽车吊按照现场施工要求站位，复核作业半径。500t汽车吊挂1对?准52mm-6×37-1770MPa、22m/根的钢丝绳；捆绑时在钢丝绳与支腿间用胶皮或木片隔开。
3）溜尾的130t吊车按照现场施工要求站位，复核作业半径。溜尾的130t吊车挂1对?准50mm-6×37-1770MPa、22m长钢丝绳，捆绑时在钢丝绳与支腿之间用胶皮或木片隔开。
4）两台吊车挂好钩后同时起钩将支腿吊起，当支腿下端离开地面约1米时停钩，检查吊车和活动支腿各部件是否正常，如无异常继续起钩。
5）柔支腿下横梁与大车走行下铰座连接，大车走行机构必须锁死在轨道上。用缆风绳将柔性支腿固定在地锚上，在拉紧缆风绳时要用经纬仪观测支腿的垂直度，保证垂直度在允许的范围内。
2.2.5 刚性支腿的吊装
①吊装设备选择。
刚性支腿吊装采用用一台500t汽车吊作为主吊，一台130T汽车吊为辅助吊机。根据现场安装现场试验提供的数据，安装场地地面承载力为不小于140kPa，为确保吊装安全，一台500t汽车吊支腿地脚自带钢箱式承载垫板，尺寸为3000mm*3000mm，厚度15mm（空心框架板）。
②刚性支腿的吊装。
1）吊装前检查立柱与下横梁之间、上横梁与立柱之间的螺栓连接是否按要求拧紧，连杆的安装位置及尺寸是否符合要求。
2）500t汽车吊挂1对?准54mm-6×37-1960MPa、22m/根的钢丝绳；捆绑时在钢丝绳与支腿间用胶皮或木片隔开。
3）溜尾的130t吊车挂1对?准50mm-6×37-1770MPa、10米长钢丝绳，捆绑时在钢丝绳与支腿之间用胶皮或木片隔开。
4）两台吊车挂好钩后同时起钩将支腿吊起，当支腿下端离开地面约1米时停钩，检查吊车和活动支腿各部件是否正常，如无异常继续起钩。
5）钢性支腿下横梁与大车走行下铰座连接，大车走行机构必须锁死在轨道上。用缆风绳将钢性支腿固定在地锚上，在拉紧缆风绳时要用经纬仪观测支腿的垂直度，保证垂直度在允许的范围内。
2.2.6 支腿锚固
支腿安装高度40.05米，而且刚性支腿重心偏移，自身不能成为稳定结构，必须安装可靠的风缆绳。支腿锚固见图5。
2.2.7 主梁的吊装
①吊装设备选择。
根据现场地形情况及450t提梁机图纸结构设计，该起重机跨距大，设备高，重量大的特点，根据类似工程经验，主要吊装机具选择：
主梁吊装采用二台500t汽车吊作为主吊。根据现场安装现场试验提供的数据，安装场地地面承载力为不小于140kPa，为确保吊装安全，500t汽车吊支腿地脚自带钢箱式承载垫板，尺寸为3000mm*3000mm，厚度15mm（空心框架板）。
②主梁吊装（见图6）。
单根主梁重75t，二根主梁及主梁端梁合计为：160t左右，用2台500t吊车抬吊。
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1）吊装前检查主梁各部分的连接螺栓是否按照要求拧紧，主梁的各项尺寸是否符合设计要求；检查柔支腿一端上下铰座的安装是否符合设计要求。
2）检查连接螺栓是否按照要求拧紧，各项尺寸是否符合设计要求。
3）用2台500t吊车抬吊按照现场布置站位。
4）500t汽车吊按照现场施工要求站位，复核作业半径。
5）汽车吊各挂2对?准60mm-6×37-1670MPa、10米/根的钢丝绳，用卸筘安装在主梁上面两端的吊耳上，每根主梁上面在大肋板位置预留有吊装吊耳。
6）汽车吊将主梁吊起，高于支腿法兰面约0.5m时，趴臂缓缓下落主梁，用螺栓将主梁与钢性支腿法兰连接好，柔性支腿端将角座对准位置后落入并用球座对分盖锁定。
2.2.8 提梁机架梁
①450t提梁机提梁。
1）450t提梁机行走到提梁台座进行对位、落放吊具，将吊杆穿过箱梁吊装孔并加垫保护橡胶垫，安装垫板和螺母。
2）提梁试吊，提梁机在装梁台座上吊起箱梁，当箱梁离开台位约20mm，静停10min，检查起吊装置是否位于负载垂直面上，起吊、制动装置、钢丝绳、吊具索具有无异常。
②450提梁机落梁。
1）落梁前，按设计位置在桥墩上安置测力千斤顶，作为箱梁的临时支撑点，千斤顶前后、左右位置顺对称，以便确保测力准确。调整千斤顶使其油缸活塞伸出的顶面高程与梁底的设计标高一致。
2）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，使梁底、梁面高程符合设计要求，箱梁同端梁底高程控制在2mm以内，梁面高程不高于设计高程，也不低于设计高程20mm。
3）在调整箱梁高程过程中，专人观察测力千斤顶压力表读数，按照每支点反力与四个支点反力的平均值相差不超过±5％来调整支撑千斤顶反力。当压力表读数稳定后，计算出四个测力千斤顶的平均值并做好记录，卸除起重小车的吊杆螺母。
2.2.9 提梁机提升运架一体机架梁
①提梁机提升运架一体机。
提梁机将箱梁提升至桥面后固定，待运架一体机驶近后，后移提梁机至运架一体机导梁端部位置，将两组吊具合并，再同时落放吊具，将两组吊杆穿过事先在导梁上架焊的吊耳并固定，然后同步提升，直至将运架一体机吊离桥面。
②提梁机横移运架一体机。
因提梁机垂直提升运架一体机速度较慢，因此选择横移运架一体机至箱梁非干涉位置并固定，准备携机前移。
③提梁机提升运架一体机前移。
提梁机将运架一体机横移后箱梁非干涉位置后，再往箱梁方向同步缓慢移动，运行过程中两组提梁机保持速度、高度一至，移至箱梁完全在运架一体机导梁位置时停止，并固定提梁机。
④横移并下放运架一体机喂梁。
在提梁机携带运架一体机前移至箱梁完全位于箱梁侧位后，再横移运架一体机，至运架一体机的导梁完全位于箱梁中心后，再缓慢下落运架一体机，直至运架一体机完全落至桥面，此时，箱梁位于运架一体机导梁正下方，完成运架一体机的喂梁，祥见图7。
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⑤运架一体机带梁前行。
运架一体机完成喂梁后，再将导梁的吊具下放，吊杆穿过箱梁吊孔并固定，再提升箱梁，带梁前行并架梁，与传统运架施工方法一致，此处不再赘述。
3 质量控制
因提梁机支腿高度大，施工过程中应注意以下几点：
3.1 箱梁提移控制
①移梁通道要平整、畅通，不得有障碍物等；监护人员注意观察提梁机提移箱梁运行情况。当发现异常情况时，要停止运行，并采取措施进行纠正。
②吊梁前提梁机准确对位，吊杆対正梁体吊装孔。吊杆下端螺母与梁体之间加垫300mm×300mm×20mm钢垫板，垫板和梁体接触面间要有不小于10mm的保护性橡胶垫，吊杆下端垫板须与梁体密贴，不得有夹碴造成梁体损坏。
3.2 箱梁架设控制
①箱梁架设之前，检查落梁千斤顶及其配套的泵站、油管及接头，确保各种设备的性能及状态满足架梁要求。
②落梁前在桥墩上安置好测力千斤顶， 测力千斤顶安置在支座内侧，前后、左右须对称，以确保测力准确。
③同步落梁过程中须保持梁体两端平衡；设专人负责前支腿，观察箱梁落梁情况，防止冲击和撞上前支腿；落梁过程中，支座垫石上、梁下严禁站人。
4 结语
北京地区经济发达，沿线可满足建场的临时用地非常有限，采用该提梁机后大大提高了梁场选址的便捷性。梁场选址位于全桥中部，在梁场内直接提梁上桥，相对于借助路基上桥，很大程度的缩短了运梁车行走距离，大大加快了施工进度，为后续桥面施工创造了有利条件。
利用现有提梁机改制并安装了2台超高可调支腿提梁机提梁上桥，相比在桥梁两端建场并修建上桥坡道，长距离运输架设高铁箱梁，可节约投资约1500万元以上。
该提梁机可提梁上桥、架梁，提梁机刚性支腿与柔性支腿可取下同一高度的节段，在其他低桥墩梁场也可适用，节约了材料。同时缩短了箱梁运输距离，大大减少燃油需用量，减少了大气污染，积极响应北京市政府的“蓝天保卫战”行动。
参考文献：
[1]石亮，贺水冰，原贞华.关于提梁机大型叠合主梁结构设计与应用技术浅析[J].山东工业技术，2019（12）：87，107.
[2]王研.高速铁路桥梁MG450型提梁机基础有限元设计计算[J].四川建筑，2017，37（04）：175-176.
[3]符裕.铁路箱梁存梁区预制台座的应用[J].价值工程，2018，37（16）：135-136.
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