摘要：以石家庄地铁1号线轨道安装工程中使用本轨道车专用抬吊架为例进行应用阐述。地铁轨道安装工程施工中普遍以JY290轨道车作为动力进行物料运输。然而因场地有限，构筑物位置复杂等条件的制约，导致大吨位汽车起重机无法用于JY290轨道车的装卸和位移。通过应用2台20吨门式起重机和本轨道车专用抬吊架，可安全高效的实现JY290轨道车进出场和进出工作井的装卸和位移。本文即是阐述了轨道车专用抬吊架的应用技术，供类似工程参考。
关键词：专用抬吊架 装卸 位移 应用技术
1概述
石家庄地铁1号线按照设计文件将设置在石家庄中山东路的北宋车站地面施工区域作为整个轨道安装工程的一处铺轨基地（以下简称北宋基地）。通过考察北宋基地，结合工作井中心测量起重机幅度确定汽车起重机起重站车位置，查验核实并计算起重载荷，确定选用250吨汽车起重机方可将JY290轨道车吊放至工作井内。地方相关部门禁止在此现场使用大吨位汽车起重机。但是开工日期已经临近，地面所有的临时设施均按照设计和规范要求完成布置，唯有JY290轨道车无法就位。于是针对这一特殊情况，通过反复研究和论证，决定采用设计制作轨道车专用抬吊架，通过置换吊点位置的方式，利用已有的2台20吨门式起重机将JY290轨道车吊放至工作井内指定的位置。
2总体方案
2.1搜集JY290轨道车和20吨门式起重机相关技术资料，查询涉及吊装过程所需的轨道车自重、结构重心以及主要的尺寸、20吨门式起重机的最大起升高度以及双机抬吊时2台设备间的距离最小时吊钩的间距。
2.2现场实际考察，主要关注门式起重机跑道钢轨顶面与地面的位置，工作井、地面是否有障碍物，工作井内轨道限界范围内是否有障碍物等。
2.3根据已收集到的技术参数设计轨道车专用吊架，通过校核验算合格后并加工制作。
2.4实施技术交底并进行安全培训和演练，确保万无一失后实施抬吊轨道车下工作井作业。
3设计并制作轨道车专用抬吊架
3.1根据收集的资料结合现场实际测量得知JY290轨道车相关数据。轨道车设计重量为24吨，外观尺寸为10800mm×2920mm×3508mm,出厂设计的吊装点纵向距离为4900mm,吊装点至轨面的垂直距离为1000mm,轨道车重心在车体中间位置。
3.2根据收集的资料结合现场实际测量得知20吨门式起重机相关数据。两台设备最近时吊钩之间的水平距离为11000mm,20吨门式起重机的起升高度为7500mm。
3.3结合以上阐述和收集的关键数据，以安全高效为基础，设计如图1所示的轨道车专用抬吊架，用于此轨道车专用抬吊架可解决JY290轨道车固定吊点与两台门式起重机吊钩间距不符的问题。
3.4考虑JY290轨道车上放置了一定数量的备品备件和适用工具，起重载荷增加2吨，所以轨道车专用吊架每个吊钩承受载荷P=6500kg。拟选用材料为Q235-B的I28b型钢作为主梁钢材，材料为Q235-B的∠100×100×10角钢为辅助钢材，材料为Q235-B的δ25mm钢板作为吊耳钢材，通过焊接方式形成图1所述轨道车专用吊架，通过设计图纸所示的钢材数量结合材料手册计算得知其总重量为2.7吨。以下进行详细的校核计算。
3.4.1查询机械设计手册和材料手册得知I28b型钢的物料性能为：
Ix1=7480cm4,Iy1=364cm4,F1=61cm2,Wx1=534cm2,Wy1=58.7cm2
∠100×100×10角钢物料性能为：
Ix2=179cm4,Iy2=179cm4,F2=15.1cm2,Wx2=63.3cm2,Wy2=63.3cm2
则惯性矩计算为：
Ix=Ix1+12.252×61+Ix2+38.922×19.2=45896cm4
Iy=Iy1+Iy2=364+179=543cm4
3.4.2吊架主梁受力计算以及挠度验算。
吊架主梁受力计算为：
Mmax=P×(1050-490）/2=6500×305/2=1820000kg.cm
Wx=Ix/h=45896/41.75=1100cm3
Wy=Wy1+Wy2=58.7+63.3=122cm3
σ=Mmax/Wx=1820000/1100=1055≤［σ］=1700cm3
吊架主梁挠度计算为：
拉应力计算：
吊耳拉应力计算最不利位置如图2所示。
3.5根据3.1和3.2所属相关的重量和尺寸数据选用钢丝绳吊索。
3.5.1轨道车专用抬吊架与轨道车吊点连接的四根钢丝绳吊索平均受力，其工作时保持垂直，可不考虑钢丝绳所受水平力。
则每根钢丝绳吊索所受拉力：P1=6500×10=65kN。
轨道车专用抬吊架与吊钩之间连接的四根吊索平均受力，吊架重量2800kg，考虑钢丝绳吊索与卸扣重量100kg,钢丝绳其工作时与垂直方向成45°夹角。
3.5.2选用轨道车专用抬吊架所涉及钢丝绳及卸扣。
轨道车专用抬吊架与吊钩之间选用4根1700mm钢丝绳，轨道车专用抬吊架与轨道车固定吊点之间选用4根3100mm钢丝绳，钢丝绳与吊架之间均选用10吨标准卸扣。
所以应用2台20吨门式起重机和轨道车专用抬吊架实施JY290轨道车下工作井在空间方面可行。
4应用本技术实施轨道车下工作井作业
4.1实施准备工作
4.1.1轨道车运输车辆进场后按照既定的《起重吊装专项方案》停放在指定位置，并解除装载加固设施。
41.2在专人指挥下对实施轨道车下工作井所需的门式起重机、轨道车专用抬吊架等设备机具进行全面检查，一切正常后开展各项准备工作。
4.1.3在专人指挥下将轨道车专用抬吊架，4根2000mm钢丝绳，4根3100mm钢丝绳，8只10吨标准卸扣，按照设计要求组装在一起，并安排专职安全人员进行复检。
4.1.4按照说明书将轨道车出场时配置的专用承重销与轨道车的指定吊装孔实施联结，并由专职安全人员进行复检。
4.1.5在专人指挥下将2台20吨门式起重机按照《起重吊装专项方案》运行至指定位置，并与已经组装好的轨道车专用抬吊架实施连接。
4.2实施轨道车下工作井作业
4.2.1在专人指挥下将4.1.5中所述组合运行至轨道车运输车辆的停放位置，并将4根3100mm钢丝绳与4.1.4所述的轨道车承重销实施连接。
4.2.2在专人统一指挥下将2台20吨门式起重机同时起升至JY290轨道车离开运输车辆100mm，保持抬吊架保持水平并保持静止10分钟，在指挥和专职安全人员检查一切正常后进行下一步工作。
4.2.3现场负责人通知周边以及井下工作人员撤离至安全区域，确认后在专人统一指挥下将2台20吨门式起重机低速运行至地铁工作井正上方，作业现场如图3所示。
4.3.4在专人统一指挥下将2台20吨门式起重机吊钩同时匀速并水平下降，当JY290轨道车下降至井下轨道钢轨顶面的垂直距离为1000mm时2台20吨门式起重机同时停止下降，确认安全后井下工作人员按照技术交底要求就位。
4.3.5在地面指挥和井下带班负责人通过对讲机实时互通的前提下，2台20吨门式起重机同时低速下降，期间始终保持抬吊架处于水平，当JY290轨道车轮缘踏面与钢轨完全接触后，JY290轨道车轨道车下工作井作业完成。
4.3.6井下工作人员解除钢丝绳连接，在专人指挥下2台20吨门式起重机吊钩同时匀速并水平起升。当起升至安全位置后2台20吨门式起重机同时运行并将轨道车专用抬吊架卸放至指定位置，运输车辆驶离现场，整个作业过程安全完成。
5.应用情况总结与扩展
正如概述中所讲，石家庄地铁北宋铺轨基地在地上地下构筑物位置复杂，人群密集且车流量大，地方政策等各方面的制约因素下，无法将JY290轨道车下至工作井内。实际的难题将造成工期延误甚至无法施工，大量作业人员窝工待命，无法兑现业主方节点目标等各方面损失。正是应用本轨道车专用抬吊架安全高效的实现了JY290轨道车下工作井，才使得北宋铺轨基地各项施工作业顺利开展，赢得了业主方认可，并且节约了资源。在后续的施工中也是应用本轨道车专用抬吊架实现了数次的轨道车上下工作井，进出场装卸，场内位移等。
通过在石家庄地铁数次的实践证明了轨道车专用抬吊架在2台20吨门式起重机配合下，能够安全高效且节省资源的作业方法的可行性。在后来的济南地铁也得到了实际应用，所以这种轨道车专用抬吊架对类似工程具有借鉴作用。
参考文献：
1、《机械设计手册》（第五版）. 化学工业出版社.2008
2、TB/T10413—2003《重要用途钢丝绳》.2006
3、《实用工程材料手册》.机械工业出版社。2014
论文作者:李小兵
论文发表刊物:《建筑实践》2019年第08期
论文发表时间:2019/7/31
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