淺談頂橋工便梁線路加固方法

丁國盛

隨著近十年來鐵路“大提速”的高速發展,鐵路客運列車進入準高速發展的時代,貨運進入專線重載的發展階段,過去既有鐵路的平交道口,嚴重地威脅著鐵路的運營安全。為了確保鐵路的正常運營,鐵道部、各鐵路局都有計劃地進行了“平改立”改造施工。橋涵頂進作業中,線路加固是保障行車安全的核心,合理的加固方案是確保行車安全的重要保障。

下面根據我們項目部在保滄高速公路下穿朔黃鐵路框架橋施工中,采用工便梁線路加固方法所取得的經驗和體會,談談工便梁線路加固方法的優缺點。

1 工程概況

該橋設計為16.5-16.5 m兩孔鋼筋混凝土框架橋,與鐵路法線斜交角度為58°,穿越朔黃鐵路雙股道。框構內凈高5.9 m,橋全高7.9 m,框構主體長19.76 m,前端設4.0 m鋼筋混凝土懸臂刃角,后端設3.5 m平衡擋墻,框架橋中、邊墻厚均為1.0 m,底板厚1.1 m,頂板厚0.9 m,框架橋預制在線路左側,一次從線路左側頂進就位。

2 方案比選

在施工組織設計方案中,線路加固方案我們按照設計院提供的3-7-3吊軌方案進行了編制,工便梁線路加固方案作為備用方案進行了編制。2006年4月6日在石家莊工會大廈召開了《施工組織設計方案》評審會,經過朔黃鐵路公司專家認真評審,一致通過了線路加固方案采用《工便梁線路加固方案》。

3 簡述工便梁線路加固方法

3.1 工便梁

在線路兩側路肩上采用Ⅰ115型工便梁,每組為(16+16+16+8)m=56 m,用縱向連接板連接起來組成56 m長工便梁,接頭連接板采用等強度連接,由上下夾板兩組和一組腹板組成;兩線間縱梁采用H40 H鋼,由4根16 m長H40 H鋼連接組成64 m連續梁。

3.2 橫抬梁

橫抬梁采用四組長16 m 3片Ⅰ63工字鋼組,橫抬梁與工便梁采用U形扣件連接,除一組能直接架設在挖孔樁上和抗移樁上不動以外,其他三組橫抬梁一端架設在挖孔樁上,一端擱置于框架頂端,當框架每頂進1 m時,利用列車運行間隙,將橫抬梁向前移動,如此反復、抽移,直到抗移樁上及箱身就位。

除四組橫抬梁外,其他部位的橫梁采用L=12 m Ⅰ50工字鋼,L=4.93 m H20鋼枕,此類橫梁在混凝土枕空間穿入,每隔1.0 m穿入一根,與鋼軌接觸面墊好絕緣板,橫梁兩端和中間用U形扣件與縱梁連接。

3.3 支撐樁及抗移樁

1)支撐樁。在線路兩側路肩上各設一排支撐樁,各排7根,作為Ⅰ115工便梁的支墩,在兩線間設一排6根支撐樁,作為中間H40 H鋼便梁的支墩。

所有支撐樁直徑為 1.0 m,除 1號、7號、8號、13號、14號、20號樁深度為3 m外,其他支撐樁挖深為11 m(要求樁底部埋深超出框架橋底部大于2 m)。

1號、7號、8號、13號、14號、20號樁采用C20片石混凝土澆筑,其他樁采用鋼筋混凝土澆筑。

Sensory evaluation and compatibility study of hydroxy ethyl cellulose used in different facial mask fabrics 3 34

2)抗移樁。在預制框架橋對面的路基邊坡上設一排3根抗移樁,抗移樁要設在框架橋就位后離前端刃角邊1.0 m的位置上,不得妨礙框架橋就位。抗移樁直徑為1.0 m,采用C20鋼筋混凝土澆筑,頂端要做成臺階樁,一半為支撐面,一半為頂面。

抗移樁的作用:a.支撐3片Ⅰ63工字鋼組橫抬梁;b.當框架橋頂進過程中,框架橋進入線路后,線路與橋面的摩擦力加大,線路易于框架橋頂進方向變形,抗移樁就起到了抵抗線路變形的作用。

便梁檢算、工字鋼橫抬梁檢算、影響線計算及支撐樁布置通過計算符合規范要求,在此處不再羅列。

3.4 線路控制

1)軌距控制:因混凝土枕按原位不動、不抽換,其軌距靠混凝土枕來控制,確保軌距符合要求。

2)線路的橫向控制:利用10 cm×10 cm方木支撐,一端頂在縱梁上,一端頂在軌腰部,每1.0 m設置一組,左中右對稱布置。

3)縱梁橫向控制:在縱梁中部框架橋頂進部位設置6個10 t導鏈,一端固定在縱梁上,另一端固定在箱頂預埋地錨上,箱身頂進時,導鏈同時拉緊,以觀察縱梁及線路不變形為宜。當框架橋進入線路,導鏈難以抵消摩擦力時,應急時將橫抬梁傳到抗移樁上,以確保縱梁和線路橫向不變形,確保行車安全。

3.5 施工過程

保滄高速公路下穿朔黃鐵路立交橋,于2006年4月6日在石家莊工會大廈通過了《施工組織設計方案》評審,之后開工預制了框架橋,并進行了支撐樁,抗移樁的挖孔、灌注等一系列工作。頂進作業是從2006年11月10日8:00開始至2006年11月30日18:00結束,并恢復了列車的正常運行。具體施工時間安排如下:

1)施工準備。辦理施工要點手續,申請列車慢行限速為45 km/h。慢行限速給點前,已將框架橋空頂至路肩邊,但不破壞路基邊坡。

2)線路加固作業。10日8:00開始給點慢行,先進行了Ⅰ63工字鋼組橫抬梁,Ⅰ50工字鋼和 H20 H鋼枕的穿入施工,于15日晚完成以上作業,作業時間為 6 d,平均每天穿入 17根。16日8:00～12:00利用接觸網天窗點(朔黃線每星期二、四、六上午8:00～12:00為天窗維修點)進行了封閉作業,跨線吊裝了兩側Ⅰ115工便梁和兩線間H40 H鋼便梁,實際用時為2.5 h,早8:00開始,10:30結束。為確保安全,選用兩臺50 t吊車進行吊裝作業,吊裝結束后,進行了縱橫梁的連接,連接作業當天完工。所以線路加固共計施工用時7 d。

3)頂進作業。16日晚開始挖路基土方,開始進入線路頂進過程。在整個頂進過程中,框架橋銳角側塌方3.5 m寬,鈍角側塌方2.5 m寬,但兩側都未擴展,土體基本穩定。除兩側塌方外,頂進作業比較順利。于24日下午17:00頂進就位,頂進作業歷時8 d完成。此橋頂程37.6 m(包括空頂頂程)。就位后,前端軸線偏左8 cm,后端軸線偏右 4 cm,前端標高偏高13 cm,后端標高偏低5 cm。

4)線路恢復作業。25日上午8:00～12:00利用天窗點進行了拆除縱梁吊裝作業,實際作業3 h,于11:00結束。在拆梁作業之前,先將線路用枕木墩支起線路,用木楔打緊枕木墩,每隔一孔設置一個,兩股鋼軌下對稱布置,以確保線路的平順。

拆除縱梁后,開始抽橫梁,并從一頭開始,抽一根橫梁換上一根橋枕,回填一孔石渣,并搗固密實,再抽下一根橫梁,依次進行。29日晚橫梁全部抽換完,30日上午8:00～12:00利用天窗點對線路進行徹底整修,并用“一操四”液壓搗固機對線路進行搗固。開通后列車第一列限速45 km/h慢行,第二列起限速60 km/h慢行,30日18:00恢復列車正常速度。線路恢復作業時間共計6 d。

4 簡述工便梁加固法的優點

1)需要線路加固的材料少;2)所用人力較少;3)工序簡單,易施工作業;4)安全性高;5)可節省施工費用;6)應用較為廣泛。

5 工便梁線路加固法的局限性及缺點

1)因工便梁是Ⅰ115工字鋼大型梁,體積大、重量重,所以安裝拆卸時,必須用大型吊車進行作業。這樣就要求作業面必須較為平坦,并有條件進入大型吊車,同時要求路基高度應低于5.0 m。否則,就很難采用工便梁方法進行線路加固。2)因工便梁是大件設備,不能利用行車間隔進行安拆,安拆時,必須進行線路封閉。如果是電氣化鐵路,還必須接觸網停電才能進行安拆作業,根據此次施工經驗,每次作業,必須封閉線路和停電3 h～4 h。3)頂進出土時,因有時還必須進行鑿樁作業,支撐樁是鋼筋混凝土灌注,鑿除難度較大、時間較長,嚴重阻礙了頂進速度。所以,在選擇挖掘機時,最好選擇大功率且帶有破碎錘的挖掘機,以解決此項難題,加快頂進速度。

綜上所述,雖然工便梁加固法有一定的局限性和施工難度,但是在有條件的情況下,此方法還是優越于吊軌加固法的。隨著施工過程中不斷應用和改進,會形成一套成熟的、具有安全性、可靠性、經濟性、易操作性的工便梁加固方案。

[1] 吳天敬.橋梁(隧、涵)工程安全鑒定與除險加固新技術實用手冊[Z].