摘要：以京沪铁路明光站人行钢结构天桥一次性整体吊装工程为例，阐述了该工程特点及关键技术；详细分析了该工程在吊装设备选型，吊装场地及吊车平面布置，吊点位置确定及吊具选型和布置，起重吊装施工等方面的操作方法及安全保证措施；这些措施有效保证本工程的顺利完成。本工程采用的跨营业线施工一次性整体吊装技术对今后同类工程的设计、施工均有一定的借鉴意义。
关键词：跨铁路营业线；人行天桥；钢结构；吊装
1引 言
随着铁路建设的不断加快，跨营业线钢结构天桥在老旧火车站改造过程中应用呈上升趋势。跨营业线天桥对线路影响小，可以一次吊装到位。对铁路运输干扰小，不影响运输产能，利于铁路系统组织生产，钢结构天桥吊装过程时间短，安全易于把控，便于后续工程施工。
2工程概况
2.1既有情况
明光站位于京沪线上，站场设置到发线5条（含正线），明光站有两个站台基本站台和中间站台，均为0.3m高低站台。基本站台宽度6.1m~8.4m，中间站台宽度5.6m~7.2m。基本站台及中间站台间为3、I、Ⅱ道，Ⅱ道靠近中间站台，中间站台另一侧为4、6道。既有旅客地道中心里程下行K1029+352.426，既有地道宽度3m，既有地道出入口为单向出入口。
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2.2设计概况
明光站新建天桥中心里程下行K1029+443.467，跨营业线3、I、Ⅱ股道，在基本站台、中间站台北京方向设置钢楼梯及自动扶梯各一部，在基本站台、中间站台上海方向各设置一部垂直电梯。既有地道只做重新装修处理。
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天桥主体采用钢桁架结构形式，全长25.5m，共6个节间，节间长度4.0m-4.5m，宽度7m，桥面结构底距站台面高7.80m，主桥桥身结构高度4.9m，主桁架重51t，楼面板及金属屋面重8t，天桥柱为钢管混凝土柱形式。天桥底部距离接触网线2.45m、距离承力索1.22m。
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3施工条件
3.1接触网改造
（1）架设天桥前接触网改造
利用4天邻近营业线施工计划：完成浇筑拉线基础4个，安装接地极4处，敷设回路线电缆200米。
利用4个V停（上行1个，下行3个）营业线施工计划，其中上行天窗11：30-13：30，下行天窗13：30-15：30。完成拆除60米（下行63#-65#间）既有回流线，拆除183米（上行61#-67#）既有架空地线，安装天桥下I、Ⅱ、3道过渡承力索绝缘护套及相关的接触网调整。
（2）架设天桥后接触网改造
利用3个V停（上行1个，下行2个）营业线施工计划：完成拆除天桥下I、Ⅱ、3道过渡用60米承力索绝缘护套，改为铠装式护线条，天桥两侧安装避雷器2台。
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3.2吊装影响范围
650t汽车吊的站位在基本站台上，位于站房西侧、新建天桥北侧。天桥吊装时，3、II道已封锁，I、4道要点。天桥钢柱吊装施工等级为营业线Ⅲ级施工；天桥试吊施工等级为邻近营业线B类施工、正式吊装施工等级为营业线Ⅱ级施工。
天桥吊装需申请接触网停电，停电影响范围：明光站京沪13、14单元停电。
天桥吊装需申请明光站站内京沪线上、下行垂停80分钟。
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3.3吊机选择
通过现场勘察以及天桥数据得知，吊装物为钢结构天桥，长度25.5米，主桁架重51t，楼面板重及金属屋面8t，起吊重量共为59吨。吊装就位位置在东西两侧钢结构立柱上，吊装就位后的顶高为12.78米。根据吊机性能表以及现场情况综合考虑，本次吊装施工计划使用机型为QAY650型汽车吊，工况为超起主臂工况，回转半径20米，主臂长度40.7米。满足起重要求。
QAY650型汽车吊工况荷载表如下：
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吊车工况表
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3.4吊点选择
吊点采用单机四点起吊，吊点位置如图示：
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3.5钢丝绳选择与验算
天桥吊装采用主吊使用2根φ56×24m 压制钢丝绳（6*37-1700MPa麻芯），4股受力。
钢丝绳验算：
Q1--天桥重量，Q=51t；
Q2--楼承板及金属屋面，q2=8t；
α--吊点夹角，α=60°；
单根钢丝绳需要均分（51+8）/4=15.61t；
钢丝绳受力：P=15.61/sin60°=18.02t；
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钢丝绳破断拉力：Sp=0.82*200t=164t；
钢丝绳数安全系为：164/18.02=9.1>8（安全）
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3.6吊车所需地基承载力计算
假定汽车吊与地面接触按轴心受力计算：
K1--动载系数取1.1-1.3，此处取K1=1.2；
PK--地基承载力；
Q--整跨钢结构重：Q=59t；
G--整机重量（含配重）：G=291.4t；
A--汽车支腿与地面接触面积；
每个汽车吊支腿下垫一块厚重桥板，长6m，宽2m，与地基有效接触面积为A=2*6*4=48㎡。
PK=K1.png)
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=8.76t/㎡
汽车吊站位处必须平整、压实，确保工作地面承载压力不小于10t/㎡。汽车吊工作时，可视施工场地条件在站位工作区域铺垫不少于500mm厚的道砟，必须每填20cm厚的道砟，立即夯实，确保达到汽车吊工作时的承载力要求（必要时浇筑钢筋混凝土基础，尤其是旋转吊机正前方支腿）。吊装开始前要进行10-15分钟试吊，并做好地基沉降观测，来检验基础的强度。
4施工工艺技术
4.1天桥施工分为五个阶段
4.1.1钢桁架拼装
拼装区域利用新建站房1-2/A-D轴及基本站台区域，平整场地后作为构件拼装场地。本工程的拼装胎架，主要使用H型钢制作成马凳。
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拼装过程需要50t汽车吊一台。先拼装天桥侧桁架，长度25.5m，高度5m，拼装完成后临时固定，然后拼装侧桁架间次梁和连系梁。
所有工序完成后进行现场焊缝检测，油漆修补，面漆喷涂，进行主体工程验收。
4.1.2天桥柱吊装
4.1.2.1施工流程
①一站台柱通过汽车运至一站台，柱采用16吨汽车吊吊装。二站台柱通过临时道口运至二站台。
②钢柱内自密实混凝土浇注；
③一站台放置16t汽车吊一台，钢柱单根最长为6.85ｍ，最大单重约 1t。查起重性能表可得16吨汽车起重机在作业半径5米、臂长9.8米时起重量为15吨，大于1吨满足要求。一站台钢柱吊装在天窗点内实施，申请接触网停电。
④二站台钢结构运输及吊装：
钢柱吊装因为不能使用吊车及运输工具，在二站台利用炮车人工倒运、吊装利用三脚架（柱子）、临时吊装平台（钢梁）及倒链配合人工吊装（附图二）。
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4.1.3汽车吊就位
天桥吊装用主吊车为650t汽车吊，工况为40.7m超起主臂，旋转半径20m，最大起重量为94.6t，满足吊装要求。吊车配重安装过程中需要1台50t汽车吊配合。安装场地80m*14m，汽车吊安装时中心距离3股道10m。
4.1.4进行试吊
天桥拼装完成后申请天窗点进行试吊，先起吊100mm后静置15分钟，观察桁架及构件变形情况、吊机设备状态及场地地基沉降，试吊在天窗点内进行，施工等级为邻近营业线B类施工。
4.1.5天桥吊装
天桥吊装时，应确保施工范围内接触网停电，地线已挂接完毕，准备工作完毕后，待吊装指令下发，开始吊装。
天桥吊装利用650t汽车吊吊，在天窗点内进行。吊装分为起吊、旋转、落位固定。起吊后构件离开地面100mm，检查吊车工况待稳定后起吊至9.5m高度，然后缓慢下落，调整桁架和支座的定位螺栓精确对接后进行固定。落位后吊车空载旋转离开线路上方。
施工过程中密切关注天气情况，遇六级以上大风等不利天气时，严禁进行吊装。
4.2 施工工序
4.2.1 第一步 施工准备，场地平整硬化
汽车吊站位、天桥拼装场地按现有场地整平，平整度≤5‰，整平后进行路面硬化，硬化采用15cm厚C30混凝土。场地四周设置排水沟，已利场地排水。场地证整平后，进行平整度验收，保证施工场地满足施工要求。
天桥吊装时汽车吊承受压力为350.4t，经计算，要求汽车吊站位处，地面承载压力不小于10t/㎡。汽车吊工作时，可视施工场地条件在站位工作区域铺垫不少于500mm厚的道砟，必须每填20cm厚的道砟，立即夯实，确保达到汽车吊工作时的承载力要求（必要时浇筑钢筋混凝土基础，尤其是旋转吊机正前方支腿）。
4.2.2 第二步 天桥钢桁架拼装
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天桥拼装示意图
（1）使用一台25t吊车先拼装天桥12轴线侧桁架上弦箱梁，上弦箱梁分两段对接拼装；
（2）拼装天桥12轴线侧桁架下弦箱梁，分两段对接拼装；
（3）拼装斜腹杆，加固焊，自中间向两边对称焊接，12轴单片桁架完成，吊离胎架；
（4）按同样步骤拼装13轴单片桁架，拼装完成后采用临时支撑将13轴单片桁架立起；
（5）将12轴单片桁架吊至胎架定位位置立起并临时支撑，保证12、13轴单片桁架稳定性，然后拼接次梁和其他连系梁，完成25.5m天桥结构拼装。
（6）进行焊缝打磨、探伤、油漆修补，验收合格后准备下一步施工。
4.2.3 第三步 附属结构工程施工
主体工程验收完成后，铺设天桥楼面压型钢板，安装天桥金属屋面，此体系总重59吨。
4.2.4 第四步 650t吊车站位
根据天桥重量和现场工况，选用40.7m长主臂带超起的650t汽车吊，作业半径18m，最大载重105.1t，吊车配重安装过程中需要1台50t汽车吊配合。
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安装站位示意图
4.2.5 第五步 试吊及空载模拟
（1）吊装准备及试吊：站位完毕，提前确定超起摆放位置，摆放超起配重及拴挂吊装索具等。
（2）正式吊装前一天，进行设备试吊，索具拴挂完毕后，确认无误后，在起重指挥信号下，将天桥缓慢吊起，使天桥最低点脱离胎架200mm，此时设备制作单位确认天桥整体结构是否完好，确认天桥整体变形量是否符合要求，具备正式吊装条件；吊装单位确认天桥实际吊装重量，检验起重机载荷性能、观察地基承载力状况及钢丝绳卡环受力状况，并做好相关记录，一切无异常，则准备正式吊装。
试吊过程为临近营业线B类施工。
吊机挂钩、调整锁具15分钟；
天桥缓慢提升至离开拼装胎架高度200mm，用时15分钟；
空中停留30分钟，检验起重机荷载性能、地基承载力及钢丝绳、卡环受力状况；同时测算钢结构天桥吊装状态的受力形变情况是否在可控范围之内；
钢结构天桥缓慢落回原处10分钟；
吊机缓慢回钩、检查索具、吊钩情况，用时10分钟。
总计试吊时间80分钟。
注：吊装前对参与吊装人员进行整体技术交底，明确吊装设备状况、起重机工况及载荷情况、整体吊装流程、关键注意事项等问题，合理分配吊装参与人员，明确自身责任任务。
4.2.6 第六步 正式吊装
（一）天桥吊装过程简单描述如下
1）准备。
吊车伸主臂，然后拴挂吊装索具。
2）起吊。
吊车以20m半径起吊，将天桥提升至距离地面约200mm后停止，检查吊装起重机及吊装索具是否处于良好状态，一切无异常，然后主吊机起钩将天桥提升至天桥底部距离地面9.5m高度。
3）吊车回转。
吊车顺时针方向以20m半径回转，直至天桥到达就位位置。
4）就位。
为保证吊装安全，天桥角度调整好之前，始终保持天桥与就位基础之间留有0.5m的安全距离，找准天桥就位角度后，起重机回钩将天桥放置于就位支撑结构上，施工人员把紧高强螺栓，临时固定天桥，然后汽车吊起重机缓慢回钩，专人检查支撑受力是否满足要求，无问题后汽车吊回钩，准备摘除索具、摘钩。
天桥找正完毕后，通过起钩、转杆等动作将索具吊至地面后。
（二）明光站客上、下行T停时间：
1、维管段挂接地线：用时5分钟
1、汽车吊主臂旋转就位：用时5分钟（保证天桥离地距离始终为9m）
2、天桥起吊、下落：用时30分钟（方位调整速度较慢，保证吊装安全）
3、天桥方位微调及临时固定：用时20分钟
4、起重机摘除吊装索具及转向：用时15分钟
6、维管段拆除接地线：用时5分钟
共计：80分钟
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5结语
总之，在老旧站房改造施工中，采用汽车吊吊装技术是个不错的选择。在吊车选型过程中，合理布局吊车站位、精确计算天桥重量是吊装前提，合理选择吊绳、卸扣、钢丝绳绑扎方式是天桥吊装关键。
参考文献：
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论文作者:张兆明
论文发表刊物:《基层建设》2020年第2期
论文发表时间:2020/4/30
标签：天桥论文; 站台论文; 桁架论文; 吊车论文; 汽车吊论文; 站位论文; 明光论文; 《基层建设》2020年第2期论文;