某大橋移梁及加固的設計與施工

謝建金

1 工程概況

外福鐵路地處福建省東南部，是福州市與省內外客貨交流的通道，也是鷹廈鐵路與橫南鐵路通向人口密集，經濟發達的福廈沿海大片經濟開發區及湄洲灣、馬尾港的必經之路。將來沿海鐵路干線形成后，也是溫福鐵路和福廈鐵路與鷹廈鐵路間，福建沿海與閩北和三明地區間的橫向通道。該鐵路始建于1956年，依山傍水，沿著閩江兩岸自西向東而行，屬于典型的山區河谷線，由于種種原因，采用低水位線，低標準，低造價的“三低”方案，最小曲線半徑250 m，為了適應鐵路大提速的需要，以滿足客貨運輸日益增長的需要，對該鐵路小半徑曲線的改造是重中之重。而改造中的K55工點成了該鐵路提速的瓶頸，而卡脖子點是位于該工點上的某大橋的改造問題。該大橋一側靠山，一側臨江，橋跨布置為8孔，為3-16 m普通鋼筋混凝土π形梁+2-24 m上承式鋼板梁+ 3-16 m普通鋼筋混凝土π形梁，十字形橋臺，實體橋墩，基礎均為擴大基礎。

2 改造方案

K55段曲線半徑原為250 m，曲線半徑加大到400 m后需在該大橋第8孔的7號墩靠山側撥道5 cm，福州端臺前靠山側撥道35 cm，臺尾靠山側撥道46 cm。第8孔梁體為跨度16 m的普通鋼筋混凝土π形梁，重約280 t(包括橋上設備)，7號橋墩為實體墩，8號橋臺為十字形橋臺，臺后高度約為16 m，基礎為擴大基礎。由于線路在梁上與臺上偏離中心線都超過允許范圍，橋梁將不滿足線路撥道后的要求。

針對工程的特點提出了兩個改造方案：1)第8孔橋梁在原位重新設計和施工以滿足曲線改造的需要;2)對橋臺進行加固，同時對梁體進行移位以滿足曲線改造的需要。第一個方案施工時間長，同時在原橋位施工線路過渡困難以及施工過程中對運營線造成的干擾影響非常大。第二個方案施工時間短，施工過程中基本對運營線不造成干擾，但移梁的過程中需對線路進行封鎖(允許封鎖時間為120 min，移梁工作只允許30 min)，在如此短的時間內將280 t的梁體進行移位目前在省內的鐵路建設史上尚無先例。從工程工期，施工難度，工程投資等方面綜合分析采用了第二個方案。移梁和橋臺加固的方案措施為保持7號墩處(南平端)梁位不變，福州端梁位向靠山側移動44 cm。為了解決線路撥道引起的偏心，采用樁基作為橋臺的加固，由于靠山側場地狹窄，加固結構距離既有橋臺小，機械設備無法進入，設計中考慮采用挖孔樁作為橋臺的加固措施，挖孔樁與橋臺采用L形連系梁進行連接，因線路撥道而引起靠山側橋臺寬度和臺帽長度不足部分需對其進行加寬。

3 本工程的特點和難點

1)橋位所處線路為運營鐵路，鐵路可允許封鎖移梁的時間短，如何在這么短的時間內將重達280 t的梁體移到位是難中之難，除了設計要考慮周全外，施工也要做到萬無一失。

2)本工程位于水電站庫區內，庫區常水位約為60 m(黃海高程)以下，既有橋臺擴大基礎基底為52.75 m，如何保證挖孔樁施工時不受庫區水位的影響也是本工程能否順利實施的關鍵因素。

3)澆筑連系梁及橋臺、臺帽混凝土時如何減小因列車通過時的振動影響新澆筑混凝土與既有橋臺圬工之間連接的密實度也是本工程的關鍵，否則會影響到挖孔樁與橋臺共同受力。

4 移梁和加固的設計措施

1)本工程橋臺加固采用2φ1.5 m挖孔樁(見圖1，圖2)，挖孔樁深度需進入弱風化層1.0 m，同時需滿足樁底低于既有橋臺基底。挖孔樁和橋臺的連接采用L形連系梁連接既有橋臺，橋臺和連系梁的連接采用釬釘連接，連系梁厚度采用2.5 m，連系梁與橋臺的連接面需將橋臺鑿成踏面，踏面內鉆孔灌滿C35微膨脹水泥砂漿，然后埋入釬釘。

2)為了避免列車通過時振動引起新澆筑的連系梁混凝土與既有橋臺連接面不密實的情況，設計上采用超早強混凝土。

3)在挖孔樁施工過程中，為了防止庫區的水滲漏到孔內影響施工，在庫區正常水位面以下的挖孔樁四周及底面采用水泥—水玻璃雙液進行注漿止水，水玻璃濃度為35 Be'～38 Be'，比重1.35～1.40，泵壓0.1 MPa～1 MPa。同時在孔樁施工過程中采用混凝土護壁，護壁鎖口采用30 cm厚，其余為20 cm厚，每節1 m。

4)為了解決因線路撥道和梁體移位后靠山側橋臺寬度和臺帽長度不足的情況，設計中對橋臺和臺帽都進行了幫寬，幫寬部分的結構體與既有橋臺的連接同樣也采用釬釘連接。

5)梁體移位后因支座位置的改變需要重新埋設支座(見圖3)，在設計中采用新埋設錨栓加墊板的形式進行錨固，同時因梁體移位引起臺背縫寬不足需要鑿除臺背縫寬不足處的圬工。

5 移梁的施工措施

該橋梁體的移動是在既有線路上，同時又是在規定的30 min內安全、準確的橫移到位，困難可想而知，否則會影響到線路的封鎖開通時間。移梁的主要步驟為：放樣定位→鑿除臺背縫寬不足處圬工→封鎖線路→斷開第8孔兩端鋼軌→頂梁→拆除支座墊板→布置滑輪、頂進設備→移梁→安裝支座、補充道碴→線路撥道→線路開通。施工單位根據現場情況進行了詳細周到細致的調查，提出了移梁的四個特點：

1)難點。

圬工橋移梁屬首次，無據可依，無經驗可參;橋臺狹窄，操作困難;機具、材料不易放置;移梁后對線路的影響不明確。

2)規范。

要保證第8孔梁間距不得變動;7號墩處的計算轉點不得有位移;橋上線路起道不得大于3 cm。

3)安全。

既有線施工場地小，作業時間不充分，極易影響行車與人身安全。

4)正點。

移梁必須控制在30 min內，否則影響封鎖時間，造成事故。

根據現狀調查情況，施工單位在移梁前對報廢的圬工橋梁做了移梁頂進試驗，根據頂進效果找出了移梁頂進中的主要原因。其中施工方案不周全、胸墻游間不足、經驗不足、移梁轉點位移等因素是造成移梁不到位的關鍵。施工單位通過主因論證，制定了詳細的對策措施。經過施工單位的周密部署和設計單位的精心指導，該工程順利地實現了移梁，比預計時間提早了1 min。

6 結語

從加固、移梁結束至今，橋梁運營狀態良好，質量經受住了考驗，從而實現了工程投資和工期的雙豐收，為小半徑曲線改造的順利實施和鐵路提速提供了有力的保障，為今后類似的工程提供了一定的經驗和借鑒作用。

［1］ TB 10002.1-99，鐵路橋涵設計基本規范［S］.

［2］ TB 10002.3-99，鐵路橋涵鋼筋混凝土和預應力混凝土結構設計規范［S］.

［3］ TB 10002.5-99，鐵路橋涵地基和基礎設計規范［S］.