跨铁路营业线大型进站天桥整体吊装施工技术

齐阿龙

【摘要】随着我国经济社会的快速发展，越来越多既有公共建筑不能满足新时期的需求，需要拆除或改造。本文以实际工程为例对跨铁路营业线大型进站天桥整体吊装施工技术进行了详细的阐述。

【关键词】进站天桥;整体吊装;临时固定

【DOI】10.12334/j.issn.1002-8536.2021.28.093

国内大量既有客站使用年限不长，主体结构完好，但是其客运设施、空间规划布局、旅客进出站流线等方面已不能满足新时期的需求。部分重要城市亦受限于用地紧张且环境复杂、可用地块交通不便和既有沿线铁路运营的需要、拆除和新建造价高等诸多困难。结合铁路运输需求与既有大型公共建筑现状，转变对既有铁路枢纽客站的拆旧立新观念为对原建筑的改造、升级和扩建观念，改变其使用功能来满足铁道建筑高质量发展的需求，这将逐步形成一种新的利用途径和趋势。

1、工程概况

茂名站，位于中国广东省茂名市，是中国铁路广州局集团有限公司管辖的二等站，为粤西重要的铁路枢纽。为留住城市记忆，记录城市发展，茂名站站房改造工程将拆除既有站房并重建，对既有火车站进行改扩建，新建铁路车站南北广场及配套基础设施，站房总规模20000平方米，并新建进站天桥连接南北站房。

2、跨铁路营业线大型进站天桥整体吊装施工技术的重难点

跨铁路营业线大型进站天桥整体吊装施工难重点受既有车站建筑影响、受铁路封锁多、安全风险高等因素影响，具体包括以下几点：

（1）施工受天窗限制与多部门协调困难。目前火车站普速场已投入运行，而天桥需横跨火车站轨道，钢结构天桥在施工时，在施工段的火车轨道禁止火车通行，但也要保证火车站在施工期间保持正常运行，协调组织困难;（2）既有铁路站台建筑物及设施施工保护。火车轨道的上方有火车通电的接触网，铁路局明确规定接触网不能接触任何火星，否则整段接触网将完全报废。此外站台吊装施工范围内设有既有的雨棚及设备管线不能收到施工影响;（3）原有雨篷上部为封闭结构，雨篷顶距站台面最高点距离为14.5m，且火车轨道的上方布满接触网，施工空间有限。（4）本工程的完工时间关系到铁路的联调联试，工期仅为2个月时间，且仅允许在特定天窗时间内（115分钟）完成天桥从起吊、就位、连接等复杂工序，施工时间受到严格限制。

3、整体吊装方案的优势

传统钢结构拼装施工中，通常根据其结构型式和施工条件的不同，可选用高空拼装法，整体吊装法或高空滑移法进行安装。跨铁路营业线大型进站天桥吊装仅允许在特定天窗时间内（115分钟）施工，要求吊装的高效性;跨铁路营业线大型进站天桥作为人流量巨大的公共基础设施项目，需要严格控制拼装的精度、保证施工质量;此外其特殊的施工环境对施工安全的要求非常高。为了满足以上要求，本工程采取地面作业代替大量高空作业的整体吊装方案，以规避高空拼焊涂装的风险，保证拼装精度与焊接、漆膜的施工质量。经过计算，该方案需要采用大噸位起重设备，还应综合吊车工作吊臂长度对接触网影响以及对行走路线地基要求综合考虑，统筹规划。

4、跨铁路营业线大型进站天桥整体吊装施工技术具体应用

4.1吊装准备

（1）天桥吊装过程中，需跨三股道接触网，吊装过程中需对接触网做好预绞丝保护，两跨天桥连接点位置焊接时做好接火斗防护，接火斗内铺防火棉，防止焊渣飞溅掉落至接触网上，破坏接触网。

（2）天桥吊装过程中，需跨基本站台及站台雨棚，基本站台雨棚柱北侧范围内有东西走向给水管道;雨棚柱南侧范围内有敷设了通信、信号光缆的管沟;基本站台雨棚屋面板下设照明灯具及敷设有通信光缆、信息光缆及低压电力电缆的两路线槽。天桥吊装前拉警示带做临时隔离，做好相关防护，通知相应设备管理单位并制定应急预案，天桥吊装时请设备管理单位对既有站台、雨棚上的电缆、通信光缆盯控，配合登销记。

（3）履带吊行走区域，经过既有站房首层地面以及原广场石材地面，经过现场触探试验，原土地基承载力最小为169kPa，根据所需承载力反算结果换填、加固、硬化该区域，并且进行试压，确保地基承载力满足使用要求;履带吊行走路线范围内存在钢混结构消防水池与钢混结构化粪池，无法满足履带吊工作要求，吊装前需对其采用砂质黏土换填处理。

履带吊工作区域采取换填、分层碾压密实、浇筑砼面层（可根据承载力情况在底层铺设钢筋网）等方式加固。另外，履带下可满铺矩形走道箱板降低对工作区域的压力。通过理论验算和预压观测，均表明该基础地基强度及沉降量符合要求才能进行钢箱梁整体吊装施工。

（4）因茂名站4道不封锁，2、3站台有乘客上下乘行列车，需对2、3站台做好防护措施，设置警戒带，当列车通过4道或停靠时，需停止作业，作业期间还应安排防护员及安全管理员做好盯控及旅客疏导。

4.2模拟试吊

根据天桥重量、吊机额定起重量及现场拆卸和装车条件的限制等要求选择起重设备，由于天桥跨度大，重量大，根据工程特点吊装前需对天桥吊点、吊耳、吊具等进行计算模拟以满足吊装过程的构件不至于损坏的条件。如图1所示，本工程吊运状态下的天桥应力较小，满足吊装过程的构件的安全需求。

将天桥运至吊机工作半径内的定位点，对钢天桥进行同工况初次试吊。测量人员在试吊现场放出吊车臂最大吊装半径和回转角度处的位置，并用红油漆做出标记。

试吊前对吊车各部件进行详细检查，包括各传动部分，如发动机、变速箱、轴承等部位，有无发热、噪声、振动与漏油等现象，发现问题及时处理。检查各转动部位的润滑情况，注意油温及油量，检查各表灵敏度及可靠性、准确性。钢丝绳状况、安全防护状况等均做认真检查，确信满足使用要求后方可进行下一步工作。

试吊时，天桥应进行调平，并提升离地面30cm，在空中保持平稳10min。初次试吊主要是为了找准天桥吊点、检查受力点是否牢固、复核天桥重量、复核对接点偏差及挠度误差是否与设计相复核;若偏差超过设计要求，需及时纠偏。当天桥倒运至指定吊装位置时，需进行第二次试吊，该次试吊时，吊装半径采用计算吊装半径进行试吊，该次试吊主要是为了检验地基承载力是否满足吊装要求及吊装半径内是否碰撞既有天桥侧面幕墙玻璃。

4.3天桥安装方位的调整

当构件垂直起吊至预设垂直高程时，在桥梁两端固定缆风绳对桥梁进行顺时针转向，过程中辅以2组人员通过引导框架就位方向。待起吊高度超过立柱高度后，旋转天桥，旋转过程需保持钢构平衡和严防磕碰，使得天桥与车身平行（与股道垂直），并保持与股道上方电力网4米以上垂直安全距离，待构件平稳后在徐徐下落。

吊车趴臂，把天桥横移吊运至安装位置正上空，然后缓慢下钩，并在指挥技术人员的指导下调整到位。横移吊运过程中，密切留意天桥与既有站台雨篷和接触网间距。

4.4精准就位及连接

天桥被匀速横移至吊装框架与既有天桥距离0.5米范围，吊机暂停吊装，调整吊车位置及参数，利用手拉葫芦与原天桥焊接的吊钩相连接，完成后吊机在缓缓下放，接近支座时加强动态监控量测。吊装到达对接口时利用连接挡板先行固定一侧，再利用葫芦手拉、千斤顶等完成另一侧的对接，完成精准就位，校正调整满足安装精度范围后立即固定，待技术人员观察支座固定与桥身沉降变形情况，确认稳定后方可摘钩。

设备在吊装作业过程中，遇风或其他因素使得物件产生旋转，吊装过程必须用缆风绳遛尾，避免吊装物件回转时与结构或吊臂发生碰撞。

对连接部位进行加焊及定位螺栓安装以临时固定，主体框架吊装完成后复核精度，对连接部位进行加焊和安装定位螺栓，吊装作业与临时固定需在一个天窗点内完成，而后续连接部位的终焊则利用后续天窗点。

4.5 有限时间整体吊装施工的临时固定连接节点

本工程为跨营业线钢结构施工，在整体吊装过程仅允许在特定天窗时间内（115分钟）就完成了天桥从起吊、就位、连接等工序，在满足其他必要吊装施工工序，连接施工的预设连接部位加强固定时间仅为15min，其中临时加强固定连接节点达八处，采用传统螺栓与焊接一次连接到位，基本不可能完成。因此，本吊装工程连接工序采用牛腿与挂梁的上下榫齿搭拼以减少施焊的临时固定方案，把最终紧固连接工序单独作为独立任务放在后续天窗时间。

天桥箱型挂梁与既有天桥预留箱梁牛腿连接节点，如图2所示，箱型挂梁与箱梁牛腿内内各自焊接2个内环板（三面坡口焊），上下两块翼缘板设为纵向长短不一，使对接截面形成上下齿口，实现牛腿与挂梁的上下榫齿搭拼，预留牛腿连接节点整体外形与所要连接的钢结构连接部位一致。

另外在预留牛腿腹板特定位置处焊接变截面定位钢板，形成喇叭口式嵌入连接节点，以实现吊装施工的快速定位对接。在箱型挂梁对接口上设置搁置板（节点施焊完成后将切割）来承受钢梁翼缘所傳来的强大的剪力，搁置板侧面设加劲板防止其平面外屈曲，采用坡口焊接来传递拉力，增强连接节点的抗弯剪能力。

4.6吊装施工注意事项与防范措施

本工程不同于其他常规吊装工程，工程最大的特点是要在既有火车站雨篷的内部跨铁路营业线施工，并且在天桥施工过程中不能影响火车站的正常运行，现场施工环境异常复杂。做好以下吊装施工措施：

（1）指挥协调;吊装当晚总指挥位于既有天桥屋面顶部，副指挥位于站台雨棚屋面牛腿处，吊装过程中，总指挥与副指挥同时观察对接部位情况，共同确认无误后方可连接固定板。过程中指挥人员与司机、作业人员通过对讲机沟通。

（2）起重设备控制措施;履带吊进场拼装完成后，及时向特种设备检测中心进行申报检测，合格后方可使用，注意履带吊拆卸转场重新安装后需重新检测。同时向铁路部门提供履带吊施工单位资质证书、司机上岗证书等复印件。

（3）施工环境控制;天桥吊装前，先根据施工计划向铁路部门申请停电封锁时间，钢箱梁吊装整个过程需要控制在封锁时间内进行。

（4）过程监控;钢箱梁下落过程中必须加强动态监控量测，确保钢箱梁就位后各项技术指标均能满足规范和设计要求。

（5）延点措施;吊装施工时，根据作业天窗施工作业计划表，当其中一步计划超出图定作业时间，不能按时完成该步骤作业时，应立即停止施工，取消下部作业计划，进行退场作业安排。同时解决吊装过程中遇到的困难，为下个天窗做好准备。

（6）超时应急措施;当最后一步作业完成时，若退场不及时，造成延点超时，需立即与各设备管理单位、调度所、运输部门等联系，严禁瞒报或盲目开通。同时现场立即启动应急预案，加快清点物料及人员，及时撤离现场。

结语：

既有铁路枢纽客站的改造提升普遍具有施工难度大、工期紧的特点，均或多或少的涉及铁路营业线施工，尤其是在既有线路侧新建一座站房，然后拆除老站房并重建，通过新建跨线钢结构天桥的方案进行连接的站房站改工程。在既有线路上加装天桥的案例为数不多，因此，此次科研课题专注于营业线新建进站天桥吊装施工，可为今后的站改工程提供参考，具有良好的指导意义。

参考文献：

[1]中华人民共和国住房和城乡建设部.建筑施工起重吊装工程安全技术规范：JGJ276-2012[S].北京：中国建筑工业出版社，2012.

[2]赵乾.跨既有线人行天桥架设施工技术[J].铁道建设，2010（3）：8-13.

[3]黄文春.杭州南站人行天桥钢梁吊装技术及安全控制[J].安徽建筑，2010，17（2）：139-140;142.

[4]成国斌.城市人行天桥吊装技术[J].价值工程，2015（34）：108-111.