一种适用于艰险山区铁路营业线棚洞轨道吊吊装钢梁方法与流程

本发明涉及铁路营业线施工，具体而言，涉及一种适用于艰险山区铁路营业线棚洞轨道吊吊装钢梁方法。

背景技术：

1、随着我国艰险山区铁路营业线防灾整治工程的持续推进，棚洞结构作为危岩落石、山洪防护的常用结构形式被广泛应用；在滇西深切峡谷区段的铁路营业线工程中，场区地形陡峭、无大件硬化进场道路，施工人员及小型机具仅能通过人行栈道通行，重型物料需依托山地轨道转运；同时营业线上方接触网腕臂密集，每日停电天窗时长有限，钢梁的运输与吊装作业受地形、设备、天窗、电气化设施多重因素制约，施工难度大。

2、目前针对营业线棚洞钢梁施工，主要存在三类常规工艺：其一为拓宽盘山运输便道，采用汽车吊进场吊装，该方案需大面积开挖破碎山体，极易诱发滑坡、山洪等地质灾害，且征地、边坡防护、管线迁改成本高昂，经济性与安全性均难以保障；其二为洞内滑移拼装工艺，该工序流程繁琐，高空拼装精度控制难度大，作业效率低下；其三为常规轨道吊垂直起吊工艺，该方式竖直起吊过程中钢梁及吊臂易与接触网旋转平斜腕臂、承力索发生空间干涉，施工前需大面积拆改四电设备，消耗大量有效天窗时长，设备单位协调难度大；此外，现有转运工艺多需内燃机车搭配轨道平板编组完成钢梁转运，无法适配仅配置单台起重轨道吊的受限工况，且钢梁转运过程中易发生滑移磕碰导致防腐层破损，峡谷大风环境下高空吊装梁体摆动幅度大，存在搭挂承力索、触碰带电体的安全隐患，单天窗作业产能低，难以满足工期节点要求。

3、由此可见，现有施工工艺均无法同时匹配艰险山区无大件进场道路、单台轨道吊独立作业、接触网空间遮挡、短时天窗作业的多重制约条件，存在施工成本高、安全风险大、作业效率低、工况适配性差等缺陷，难以满足艰险山区铁路营业线棚洞工程的建设需求。

技术实现思路

1、本发明旨在提供一种适用于艰险山区铁路营业线棚洞轨道吊吊装钢梁方法，以解决现有技术中大件运输条件受限、需拆改接触网四电设备、设备配置要求高、天窗作业效率低、高空吊装安全风险大，难以适配艰险山区营业线多重施工约束的问题。

2、本发明是这样实现的：

3、本发明提供一种适用于艰险山区铁路营业线棚洞轨道吊吊装钢梁方法，包括钢梁转运与吊装工序，依托单台自带承载平板的起重轨道吊兼顾钢梁转运与吊装作业，通过吊臂分级变幅，利用腕臂之间空隙完成钢梁吊装，无需拆除接触网腕臂，利用营业线停电天窗实施作业，具体包括以下步骤：

4、s1、钢梁预制与装车：棚洞钢梁在厂内完成焊接、无损探伤与防腐喷涂处理后，转运至车站货场，吊装至起重轨道吊的自带承载平板上并进行闭环加固；

5、s2、天窗自行转运：营业线停电天窗开启并完成接地后，单台起重轨道吊搭载加固后的钢梁，沿营业线自行行驶至棚洞作业区段；

6、s3、就位校验与参数确定：起重轨道吊行驶至指定吊装位置后锁死行车制动，伸展全部支腿并分散道床荷载，开展荷载试吊验证设备荷载性能，同时实测接触网各组腕臂的竖向与横向净空，确定吊臂分级变幅的作业角度；

7、s4、分级调角避让腕臂吊装：起重轨道吊按照确定的分级作业角度，依次完成低位平行起吊、抬臂横向穿隙、收幅精准对位的分级变幅操作，利用各组腕臂的空隙完成钢梁跨线平移，将钢梁悬停于棚洞纵梁上方；

8、s5、钢梁就位与后处理：钢梁轴线与标高复核无误后落梁就位，完成焊接固定与防腐层修补；

9、s6、清场销记：清理作业现场的杂物与工装，起重轨道吊空载返回车站，全部人员及物料撤出铁路限界后销记并恢复接触网供电。

10、优选的，步骤s1中，上述闭环加固具体为：沿钢梁纵向的前、中、后三处布置手拉葫芦进行闭环捆绑，钢梁端部填塞硬质木方进行横向限位，钢梁与承载平板之间设置橡胶垫层隔离防护。

11、优选的，步骤s2中，起重轨道吊独立完成钢梁转运作业，无需配套内燃机车与轨道平板编组，全程仅由单台起重轨道吊同步承担运输与吊装两项功能。

12、优选的，步骤s3中，上述荷载试吊采用混凝土试块开展1.25倍试验荷载的静载与动载复合试吊；作业全程控制钢梁及吊臂距带电接触网的距离≥2m，距接触网腕臂的最小间距≥1.2m。

13、优选的，步骤s4中，上述分级变幅的作业角度具体为：低位平行起吊阶段吊臂保持低位起吊仰角，将钢梁抬升至所有腕臂的底部标高以上；抬臂横向穿隙阶段吊臂抬臂穿隙仰角并收缩副臂，带动钢梁横向平移穿过腕臂预留空隙；收幅精准对位阶段平缓收放吊臂，微调钢梁的纵横轴线位置。

14、优选的，步骤s4的吊装全过程中，在钢梁两端牵拉尼龙缆风绳，通过人工牵引控制钢梁摆动幅度≤100mm。

15、优选的，步骤s5中，钢梁落梁就位后立即焊接l型限位挡块固定梁体；高空作业处搭设防风棚开展co2气体保护焊，当作业位置风速＞2m/s时停止施焊；焊缝冷却后进行超声波探伤，防腐层磕碰部位打磨后分层补涂防腐漆。

16、优选的，上述棚洞钢梁为π型钢梁，单榀钢梁长度为8.7m、自重为3.93t；单次300min停电天窗可完成四片钢梁的转运与吊装作业，全部八片钢梁在两个天窗内完成架设。

17、优选的，上述起重轨道吊为qgc-25型25t起重轨道吊；支腿伸展后在支腿底部铺设路基箱。

18、优选的，上述方法适配无大件进场道路、单台轨道吊独立作业、接触网腕臂遮挡作业空间的艰险山区单线营业线施工工况；所用起重轨道吊、缆风绳、加固手拉葫芦、路基箱工装可转运至其他同类工点重复使用。

19、综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：

20、1、地形适配性强，大幅降低土建投入与地质风险。

21、本发明摒弃传统盘山大件运输便道开挖方案，依托营业线既有轨道与单台起重轨道吊完成钢梁转运，配合人行栈道供人员通行、山地轨道转运重型物料的模式，可实现零山体大面积开挖，彻底规避艰险山区破碎风化山体开挖诱发的滑坡、汛期山洪冲毁通道等地质灾害风险，同时省去征地拆迁、边坡喷锚支护、管线迁改等高额土建投入，显著提升施工经济性与现场安全管控水平。

22、2、设备配置精简，降低机械成本与工序衔接损耗。

23、本发明仅需单台自带承载平板的起重轨道吊，即可同步完成钢梁短途转运与吊装架设双重作业，无需配套内燃机车、轨道平板编组等额外设备，大幅简化艰险山区施工的设备进场配置体系，减少机械租赁、转场运输及多设备协同的协调成本；同时省去不同设备间的工序衔接环节，提升天窗内作业的整体流畅度与紧凑性。

24、3、无需拆改接触网设施，提升营业线施工安全性与协调性。

25、本发明通过吊臂分级变幅工艺，精准利用接触网各组腕臂的竖向、横向空隙完成钢梁斜向起升与跨线平移，全程无需拆除、迁改任何接触网腕臂与承力索构件，既省去了四电设备拆改的大量天窗时长消耗与多方协调工作量，又配合全程电气化安全距离管控，稳定保持钢梁、吊臂与带电接触网、腕臂的规范安全间距，有效杜绝供电短路、设备损毁等安全隐患，降低营业线施工的安全风险与设备单位配合成本。

26、4、天窗作业效率显著提升，有效保障工期节点。

27、本发明通过工序整合与标准化作业流程，将钢梁转运、吊装、就位、初固等工序闭环整合于停电天窗内实施，单次300min停电天窗可稳定完成4片钢梁的架设作业，较传统垂直起吊工艺产能提升3倍，全工点8片钢梁仅需2个天窗即可全部完成，大幅压缩施工周期，有效缓解艰险山区营业线天窗资源紧张的现状，保障工程节点按期兑现，同时缩短施工对铁路正常运营的干扰时长。

28、5、施工质量可控，适配艰险山区恶劣作业环境。

29、本发明通过手拉葫芦闭环捆绑、木方横向限位、橡胶垫层隔离的三重加固方案，有效约束钢梁转运过程中的纵向滑移与横向窜动，大幅降低出厂防腐涂层磕碰破损概率，减少天窗内现场补漆的工时占用；通过钢梁两端尼龙缆风绳人工牵引，可将高空吊装摆动幅度控制在100mm以内，抵御峡谷大风扰动，提升吊装稳定性与就位精度；同时配套高空防风棚、风速阈值管控、焊后超声波探伤及分层补涂防腐工艺，保障高空焊接作业质量与钢梁结构耐久性，适配峡谷多风、多雨的恶劣施工环境。

30、6、工况通用性强，工装可复用性高。

31、本发明整套施工流程适配无大件进场道路、单台轨道吊独立作业、接触网空间受限、短时天窗作业的艰险山区单线营业线施工工况，可直接复制推广至同类山区铁路营业线棚洞整治、防灾配套工程；同时所用起重轨道吊、缆风绳、加固手拉葫芦、路基箱等工装均可跨工点转运重复使用，避免单工点一次性工装投入，进一步降低工程综合造价。