陳立慶 CHEN Li-qing；付洪浩 FU Hong-hao

（中交一航局第二工程有限公司，青島 266071）

0 引言

某路橋項目位于沙特東部省，業(yè)主為沙特阿美石油公司，項目包含一座跨越鐵路線的橋梁。該橋主體跨越既有鐵路，跨度75m，寬度62.36m，橋梁共兩跨，每跨18 榀。該鐵路線為達曼-利雅得的唯一鐵路線路，交通運輸繁忙，鐵路部門對許可辦理及施工過程管控要求嚴苛。T 梁架設施工為鐵路局管控等級最高施工作業(yè)，許可辦理過程安全、設計、運營等多部門參與審核，T 梁架設施工需在沙特鐵路局下發(fā)的許可期天窗時間內進行。

1 研究概況

1.1 技術參數

橋梁上部采用后張法預應力T 梁結構，每跨18 榀，共2 跨，共36 榀。T 梁凈長分31.826m 和37.826m 兩種規(guī)格，凈高1.8m，上翼寬1.64m，下翼寬0.75m，腹板寬0.3m，31.826m 長梁重92T，37.826m 長梁重106T，T 梁預埋吊點，采用四點吊。

1.2 現場條件

根據該橋結構設計及跨鐵路線特點，在該橋附近設置預制場。運梁通道、吊機站位場地根據吊機、拖車型號等進行計算并準備，根據沙特鐵道部要求，鐵路圍欄距離鐵路軌道至少2.1m，根據現場實際情況，重新將兩側圍欄改線以滿足吊裝作業(yè)空間。

1.3 規(guī)范標準

沙特交通部規(guī)范、阿美石油公司業(yè)主的規(guī)范體系。

2 跨鐵路線T 梁安裝研究與應用

2.1 方案比選

①方案一：架橋機架梁方案，炮車運輸T 梁至現場，架橋機裝梁。

本方案理論及施工工藝成熟，設備成本較低。存在以下不利因素：一是業(yè)主安全管理體系嚴苛，目前業(yè)主尚無架橋機使用先例，最終接受程度較低，國內設備和操作手的認證取證工作周期長且通過難度極大；二是兩側橋臺結構特殊，回填周期長，工期不可控。

②方案二：常規(guī)吊機架梁方案，炮車運輸T 梁至現場，大型履帶吊進行T 梁吊裝。

本方案在沙特市場也較為多見，且我方有1 臺大型履帶吊，履帶吊就位、挪車、收車時間更短，有利于臨線施工作業(yè)。

綜上分析，本次施工選用方案二履帶吊架梁方案。

2.2 施工準備

2.2.1 履帶吊選型

T 梁共兩種，分別重106 噸和92 噸；鐵路兩側圍欄間距離為11m，考慮履帶與圍欄安全間距不少于0.5m，前3榀T 梁吊裝過程中工作半徑超過19m。

根據T 梁特點及現場條件，結合當地設備租賃市場情況，最終選擇600T 履帶吊進行T 梁吊裝工作。600T 履帶吊，CC 2800-1 型，尾部配重180 噸，車體中心壓重60T，采用重輕混合主臂工況，臂桿長度選用66m，回轉范圍360°，兩條履帶中心距8.4m。

吊裝工況及驗算：吊機主鉤荷載160t，鋼絲繩10 股，最大起吊荷載155.5t。鋼絲繩和卡環(huán)選用須經過業(yè)主指定檢測結構檢測并取得認證后方可使用，吊機及吊索具配備如圖2 所示。

圖2 跨線T 梁吊裝工況示意圖

最不利工況如下：梁長31.826m，工作半徑19m。

根據主掛鉤型號，吊機最大起吊荷載155.5t，工作半徑為19m 時，查詢吊機起重性能表，該半徑最大起重荷載為119.5t，該工況下T 梁重92t，主吊鉤重6.2t，鋼絲繩、卡環(huán)重5.0t，其他連接件考慮0.5t，總重量為92+6.2+5.0+0.5=103.7t<155.5t，吊重滿足要求。鋼絲繩受力選用的鋼絲繩和卡環(huán)滿足使用要求。

圖1 橋梁側面示意圖

根據吊機工作性能表，荷載使用率=103.7/119.5=86.78%。

2.2.2 拖車選型

根據本項目現場特點及設備市場情況，選用液壓模塊式組合拖車進行T 梁運輸。如圖3 所示，將37.826m 長的T 梁裝車后，車身總長約56m，車頭部分最小轉彎半徑41.15m，根據拖車性能，道路最大橫坡要求2%，最大縱坡要求4%。

圖3 運梁拖車參數及裝梁示意圖

2.2.3 人員準備

配備取得阿美認證的特種設備操作手，履帶吊操作手、一級信號工、拖車操作手、升降機操作手、安全員等，其他的輔助施工技術人員、工人、調度等根據需要配置。

根據沙特鐵道部的要求，所有參與跨鐵路線橋梁施工的人員進行臨線作業(yè)培訓。由施工方提供2 名沙特籍協調員專門負責與鐵道部調度中心進行對接，協調員需要經過培訓考試認證，現場所有施工活動，以調度中心指令為準。

2.2.4 施工模擬

由于施工作業(yè)空間非常受限，在施工前對全部施工工序使用軟件建模進行全面模擬，對設備選型、吊機站位等進行優(yōu)化，提前確定每榀T 梁的工況，確保T 梁架設過程順利。同時考慮到夜間施工的具體要求，對燈光照明情況進行模擬，照度值滿足阿美石油公司對夜間吊裝作業(yè)的要求。（圖4）

圖4 T 梁架設施工動畫模擬

2.3 跨鐵路線T 梁安裝控制要點

2.3.1 工藝流程

施工準備→橡膠支座安裝→預制場裝車→T 梁運輸→T 梁吊裝

2.3.2 架梁準備

①運梁通道準備。結合T 梁重量及運梁拖車參數，確定運梁通道所需的抗壓強度為P=28kPa。運梁通道換填30cm 厚路基回填材料，整平壓實，壓實度檢測按規(guī)范要求達到95%以上。②吊機架梁作業(yè)場地準備。對橋址吊機架梁作業(yè)場地，在原地面基礎上換填1m 厚的路基回填材料，整平，灑水，壓實。履帶吊所需地基承載力計算：荷載主要考慮吊機及T 梁自重以及風荷載，根據沙特官方公布SBC-301 可查當地的設計基本風速為155km/h，最不利荷載為37.826mT 梁起吊過程，最大地面承載力為405.48 kN/m2，具體參數如圖5。地基承載力檢測試驗：在施工現場吊機站位區(qū)域選點進行檢測，采用的規(guī)范標準為ASTM D1196，試驗用的平板半徑450mm，在755kPa 加載壓力下未發(fā)現剪切破壞，最大試驗壓力下的板沉降為1.85mm，最終平板沉降為0.87mm。通過試驗數據表明，換填地基滿足吊機吊裝作業(yè)要求。（圖6）③檢查預制T 梁的數量、外形尺寸、外伸鋼筋、預埋件、預留孔、吊點等是否正確，并做好記錄。④根據梁的布置情況對梁進行編號，安裝起吊過程中對號入座，以免發(fā)生返工。⑤測量人員復測支座墊石標高，標高滿足設計。⑥架梁設備檢查：600T 履帶吊及配套吊具、炮車及配套加固工具進場檢查。⑦人員進場：對吊機操作手、信號工、炮車操作手、升降機操作手等人員進行證件查驗，確保持證上崗，施工人員個人安全用品佩戴，作業(yè)前安全交底。

圖5 地基承載力參數要求

圖6 地基承載力試驗檢測結果

2.3.3 橡膠支座安裝

T 梁架設之前需進行橡膠支座安裝驗收，使用全站儀對橡膠支座進行放樣，然后按照圖紙規(guī)范對墊石進行局部打磨，保證橡膠支座安裝規(guī)范所要求的平整度。在橡膠支座安裝時需要將梁的定位軸線使用記號筆標記在表面，方便工字梁安裝時對正校準。為便于初步定位，提前在蓋梁上標注T 梁安放位置，安排升降機作為上下通道。

2.3.4 預制場裝車

炮車啟動，在預制場兩端等待，按要求安裝鋼絲繩和卡環(huán)，梁兩端各拴兩條纜風繩，吊機緩慢起鉤，四個方向拉緊纜風繩，配合梁離地，防止梁體旋轉擺動，主臂朝運梁車方向回轉，T 梁吊起離地面約2m 高度，轉至預先計劃的炮車位置，炮車就位，在炮車平臺上提前加裝角鋼，從兩側保護T 梁穩(wěn)定性，角鋼間距約80cm，確保不影響T 梁安放，車上提前放置橡膠墊，T 梁緩慢降落在橡膠墊上，摘鉤，取掉鋼絲繩。固定T 梁，將鐵鏈與T 梁上部鋼筋與運梁車體連接在一起，兩端左右相互對拉，并使用收緊器收緊，鐵鏈與T 梁接觸的地方需要方木對混凝土進行保護，避免將混凝土拉裂拉破。

2.3.5 T 梁運輸

裝車完畢后，運梁拖車按照規(guī)劃好的路線行駛，運梁拖車要勻速行駛，運至橋址現場。運輸途中安排專門人員隨車觀察，行進過程使用運梁車液壓調平裝置進行實時調平，確保梁體垂直度，直至運輸至現場指定位置，然后摘鉤，準備吊裝卸車。

2.3.6 T 梁吊裝

①在沙特鐵道部規(guī)定的施工天窗時間開始后，炮車就位，吊機就位，炮車停放至指定位置后，安裝鋼絲繩、卡環(huán)，梁兩端各拴兩條纜風繩，共4 條，每條纜風繩配置3 名力工。

②600T 吊機緩慢起鉤，四個方向適度拉緊纜風繩，配合梁離地，將梁吊至底部高于蓋梁的高度，防止T 梁碰撞立柱及蓋梁，緩慢旋轉T 梁，保證4 組人員在正確位置，靠近安裝位置，T 梁吊裝過程中下部嚴禁人員站立或穿越，梁降落至支座上方基本就位。

③T 梁基本就位后炮車離開，兩側升降機同時就位，作為上下通道，人員輔助梁就位，安裝要保證T 梁的中線和支座的中線以及T 梁的外邊線與支座的外邊線重合。

④為了確保結構安全，第1 榀梁安裝就位后需要在梁底部安裝臨時支撐，使用千斤頂、撬杠等對梁體進行加固，自第2 榀梁安裝就位后需要與前一榀T 梁上部進行鋼筋連接加固，T 梁安裝就位并且臨時加固完成后，摘鉤。

3 工藝實施效果

圖7 T 梁架設

本項目和其他橋梁吊裝工程比較主要特點和難點在于以下三點：一是附屬影響因素繁多，由于本次施工的橋梁跨越正在運行中的鐵路線，帶來了如鐵路圍欄改移，鐵路線造成吊機站位安排，火車運行帶來的窗口期施工等系列問題；二是安全風險更高，要嚴格控制窗口期工作時間，同時嚴格禁止雜物掉落鐵路圍欄內部，以免影響火車行駛安全；三是施工許可辦理程序復雜，沙特鐵道路和業(yè)主阿美石油公司均高度重視，從施工方案、安全方案等文件資料的審核，到現場實施過程的管控，均采用最嚴苛的標準。

本次跨鐵路線大型T 梁吊裝施工組織有條不紊，我方與沙特鐵道部、阿美業(yè)主等各方溝通配合順暢，按照既定方案按時、保質、安全地完成了施工任務。從實施情況來看：一是工藝方案切實可行，特別是在施工過程對關鍵節(jié)點和技術重難點的把控上，做到了理論數據指導實踐操作，并將實踐操作反饋到理論數據之中，使得最終工藝方案更加具體、專業(yè)；二是施工過程安全可靠，施工方案、安全控制方案、吊裝設備、操作人員等均通過沙特鐵道部、阿美石油公司和我方的三重把控，施工過程中安全管控全方位無死角，整個過程安全可控。

4 效益評估

4.1 經濟效益

此次施工重視技術管理和技術創(chuàng)新，提前針對施工過程中的各種難點關鍵點進行技術攻關，對各施工工序使用3D 建模進行了全面模擬，對設備選型、吊機站位等進行了多次優(yōu)化。拿到施工許可后第一時間迅速反應，按照專項方案組織施工，周密安排，最終比許可時間提前4 天完成了架設任務，取得了良好的經濟效益。

4.2 社會效益

此次T 梁架設施工跨越既有運營鐵路，施工難度大，安全風險極高，業(yè)主及鐵路局高度重視，鐵路局也為此多次調整運行圖。架梁工作的順利完成展示了中國企業(yè)敢打敢拼、開放合作的良好形象，項目建成后將直接打通能源城與利雅得、達曼等城市的高速公路網，極大提升能源城的建設速度和運輸效能，成為中國企業(yè)在沙特踐行“一帶一路”倡議的重要印記。

5 結語

大型履帶吊進行跨線橋梁架設的工藝非常適用于沙特地區(qū)的市場環(huán)境，我方主動適應當地市場特點的同時，優(yōu)化應用模式，成功地將該工藝在工況復雜、安全風險極高的跨既有鐵路線橋梁安裝施工中應用，對中國企業(yè)繼續(xù)站穩(wěn)并不斷開拓沙特市場具有積極的意義，也為此后類似的大型跨線橋梁安裝積累了寶貴的經驗。