既有線框構(gòu)橋加寬接長分段法施工技術(shù)探討

梁生武

(滬昆鐵路客運(yùn)專線江西有限責(zé)任公司，南昌 330002)

1 工程概述

本工程位于京九鐵路里程 K1311+028.54處，為九江市青年南路下穿鐵路線的交通橋，在原下穿鐵路立交橋的基礎(chǔ)上加寬接長。原框構(gòu)立交橋是3孔(4+8+4)m寬度10.6 m的框架結(jié)構(gòu)，新框構(gòu)立交橋為4孔框架結(jié)構(gòu)交通橋，橋全長42.13 m，設(shè)計寬度28.6 m。孔徑布置為:6 m×5.0 m+12.5 m×5.0 m+12.5 m×5.0 m+6 m×5.0 m，其中12.5 m孔徑為機(jī)動車道，6 m孔徑為人行道，凈高均為5.0 m。新橋中心線在原橋中心線向南昌方向偏移3.5 m。采用分段預(yù)制，D型便梁架空既有線，拆除既有框構(gòu)橋，分段頂進(jìn)新框構(gòu)橋的“分段法”施工。

按照總體施工組織思路，施工工期約60 d。以滿足節(jié)點工期和運(yùn)輸組織為前提，施工按先后順序分為框架橋預(yù)制、線路架空、既有框構(gòu)橋拆除、框架橋頂進(jìn)、線路恢復(fù)五部分。為縮短總體工期，線路架空所用的樁基施工與框架節(jié)預(yù)制同步施工。

2 施工難點及對策

2.1 工程施工難點

1)本工程距九江火車站1 500 m。九江火車站為京九線上中間站，運(yùn)輸業(yè)務(wù)繁忙，車流密度大，客車43對，貨車67對，日輸送旅客1.3萬人。為了不影響行車，確保列車運(yùn)營安全，設(shè)計采用頂進(jìn)法施工。

2)由于設(shè)計方案確定較晚，為確保昌九城際鐵路按期通車，施工總工期為120 d。

3)青年路框架位于九江市主干道上，道路兩側(cè)為居民區(qū)，施工場地狹窄，地方干擾大。

總之，工期緊、任務(wù)重、條件差、要求高，施工運(yùn)輸兩不誤是本工程的施工難點。

2.2 相應(yīng)的對策

為了確保昌九城際鐵路如期開通，參加建設(shè)的領(lǐng)導(dǎo)、工程技術(shù)人員針對青年路框構(gòu)橋的施工特點，依據(jù)設(shè)計圖紙及現(xiàn)場調(diào)查情況，研究制定了符合實際、針對性強(qiáng)、便于操作、施工運(yùn)輸兩不誤的“分段預(yù)制對頂施工”的施工方法。即對既有線路采用D型便梁架空，既有框構(gòu)橋拆除與預(yù)制框架節(jié)頂進(jìn)同時施工的方法。九江端左側(cè)預(yù)制武九客聯(lián)2股道的11.5 m框架節(jié)，右側(cè)預(yù)制京九左右線及武九客聯(lián)上行疏解線3股道的17.1 m框架節(jié);南昌端左側(cè)預(yù)制武九客聯(lián)及京九左右線4股道的22.1 m框架節(jié)，右側(cè)預(yù)制武九客聯(lián)上行疏解線1股道的6.5 m框架節(jié)。

新建框架橋頂進(jìn)時，既有京九鐵路采用24 m D型便梁加固，順接16 m工字鋼縱橫抬，加“5-7-5”扣軌加固的方法對既有線路加固。九江側(cè)框架頂進(jìn)時，工字鋼縱橫抬加“5-7-5”扣軌，九江端D型便梁架設(shè)于挖孔樁基礎(chǔ)上，廬山端D型便梁支撐在既有京九鐵路框架橋上。頂進(jìn)過程中，需拆除既有京九鐵路框架橋中孔及九江側(cè)邊孔。挖孔樁基礎(chǔ)施工時，相應(yīng)地段線路采用“3-5-3”扣軌加固。線路架空期間列車限速45 km/h。廬山側(cè)框架頂進(jìn)時，與九江側(cè)框架頂進(jìn)之工序基本相同。

3 施工前期

3.1 優(yōu)化施工方案

根據(jù)設(shè)計院提供的框構(gòu)橋設(shè)計圖紙進(jìn)一步深化施工設(shè)計。成立由高級工程師為主，結(jié)構(gòu)、橋梁等相關(guān)專業(yè)工程師密切配合的設(shè)計小組，根據(jù)設(shè)計圖紙，優(yōu)化施工方案、編制工藝流程。

根據(jù)優(yōu)化方案預(yù)制框構(gòu)節(jié)分段如下:①九江端在線路右側(cè)預(yù)制京九線及武九客聯(lián)上行疏解線3股道的17.1 m框架節(jié)(編為1號框架節(jié));線路左側(cè)預(yù)制武九客聯(lián)線2股道的11.5 m框架節(jié)(編為2號框架節(jié))。②南昌端在線路左側(cè)預(yù)制武九客聯(lián)及京九線4股道的22.1 m框架節(jié)(編為3號框架節(jié));線路右側(cè)預(yù)制武九客聯(lián)上行疏解線1股道的6.5 m框架節(jié)(編為4號框架節(jié))。見圖1。

3.2 開挖工作坑

根據(jù)設(shè)計圖確定工作坑尺寸，工作坑應(yīng)在框構(gòu)主體外側(cè)預(yù)留1 m的操作空間，并按土質(zhì)設(shè)置一定的邊坡。開挖時在邊角設(shè)置集水井，防止工作坑內(nèi)積水。

3.3 滑床施工

為防止頂進(jìn)中的扎頭現(xiàn)象，滑板頂面順頂進(jìn)方向預(yù)留4‰的仰坡，施工中應(yīng)嚴(yán)格控制滑板頂面的平整光潔。垂直于橋中線設(shè)置0.5 m×0.5 m的地錨梁與滑板混凝土一起灌注。在滑板前設(shè)長1.0 m，高0.1 m的船頭坡并鋪設(shè)隔離層。滑板表面光滑平整，水平誤差不超過±3 mm。

滑板結(jié)構(gòu)形式:原地面夯實→10 cm厚碎石墊層→30 cm厚C20混凝土滑板→1 mm石蠟→1 mm潤滑油→3 mm油氈→1 mm潤滑油→3 mm油氈。

3.4 主體預(yù)制

在滑床板潤滑隔離層上預(yù)制框構(gòu)節(jié)。首先做好定位工作，使框構(gòu)節(jié)中心線、工作坑滑板中心線、頂進(jìn)橋位的中心線在同一軸線上。

圖1 青年路框架橋頂制框架方案 (單位:m)

施工順序:綁扎底板鋼筋→澆筑底板混凝土→養(yǎng)護(hù)→支內(nèi)模→綁扎側(cè)墻及頂板鋼筋→支外模→澆筑側(cè)墻及頂板混凝土→養(yǎng)護(hù)→拆模→安裝鋼刃腳→制作橋身防水層。

預(yù)制鋼筋焊接時，在施焊地點鋪設(shè)一塊約0.5 m2的石棉板，以免燒壞潤滑隔離層。箱身側(cè)面除涂瀝青防水層外，為減少頂進(jìn)阻力，還要涂刷石蠟油。

4 D型便梁架設(shè)

4.1 便梁運(yùn)輸

D型便梁采用鐵路運(yùn)輸，到達(dá)工地后作好卸車準(zhǔn)備工作。先利用封鎖點將兩片縱梁卸于線路一側(cè)，利用牛腳連接，防止單片梁失穩(wěn)侵限。再利用封鎖點將兩片梁分置于線路兩側(cè)設(shè)計位置，準(zhǔn)備架梁。

4.2 便梁架設(shè)

1)D型梁施工

安裝D型梁施工在封鎖線路時間內(nèi)完成，封鎖時間3 h，安裝D型梁具體施工細(xì)節(jié)均嚴(yán)格按其安裝說明進(jìn)行操作。施工順序:施工準(zhǔn)備(施工防護(hù)人員、材料機(jī)具到位)→扒道心及枕木頭兩側(cè)道砟，扒到平枕底，安設(shè)D型梁支座及縱梁→封鎖線路→抽換枕木穿D型梁橫梁→鋼軌與橫梁聯(lián)結(jié)→橫梁與縱梁聯(lián)結(jié)→檢查線路幾何尺寸并整正線路，合格后開通線路→巡養(yǎng)線路。施工中隨時檢查線路幾何尺寸，避免超限，危及行車安全。

2)扣軌加固線路

施工前需準(zhǔn)備好加固線路所用材料:吊軌為50 kg/m舊鋼軌(25 m)，Ⅱ型舊木枕，嚴(yán)禁使用重傷鋼軌和失效木枕。

施工順序:施工準(zhǔn)備(施工防護(hù)人員、材料機(jī)具到位)→利用列車間隔時間隔二抽一用木枕抽換混凝土枕→封鎖線路2 h→抽換剩下混凝土枕→鋪架基本軌內(nèi)外側(cè)三組(5-7-5)軌束梁→用U型抱箍緊固基本軌內(nèi)外側(cè)軌束梁與木枕→檢查線路幾何尺寸并整正線路，合格后開通線路。施工中隨時檢查線路幾何尺寸，避免超限，危及行車安全。

3)線路架空養(yǎng)護(hù)

為較好地掌握D24便梁的變化，在便梁兩端兩外側(cè)各設(shè)一觀測樁，對架空過程中便梁的狀況隨時觀測，確保線路的穩(wěn)定，保證列車的平穩(wěn)運(yùn)行，同時應(yīng)經(jīng)常檢查架空便梁及線路扣件的扣緊度。對于水平(三角坑)、高低，做到每過一趟車檢查一次，檢查軌距水平用道尺，檢查高低用目視，發(fā)現(xiàn)超保養(yǎng)標(biāo)準(zhǔn)立即進(jìn)行處理。各種檢查要用規(guī)定的檢查記錄簿作好記錄(線路檢查記錄簿、道岔檢查記錄簿、曲線正矢檢查記錄簿)，作業(yè)要實行記名管理，若發(fā)現(xiàn)作業(yè)質(zhì)量不良，便于分析和追查責(zé)任。

4.3 D24便梁縱移

D便梁縱移參考道岔縱移的方法，利用小臺車滑行縱移。D便梁縱移施工工序:施工準(zhǔn)備(施工防護(hù)人員、材料機(jī)具到位)→封鎖命令下達(dá)→安裝牛腿(四對)→橫向架鋼枕→聯(lián)結(jié)牛腿與鋼枕→加設(shè)小臺車→牽引縱移就位→拆除小臺車落梁→清理限界→解除封鎖開通線路。

5 既有框構(gòu)橋拆除

既有框構(gòu)為三孔框構(gòu)橋，且位于京九線下，無法采用常規(guī)的機(jī)械破除方法。經(jīng)論證采用鏈鋸切割和水鉆打孔相配合的方法拆除既有框構(gòu)。

1)切割設(shè)備為瑞士進(jìn)口的 HILTI公司的產(chǎn)品:D-LP32片鋸切割設(shè)備和DS-LP32鏈鋸切割設(shè)備。

2)首先采用鏈鋸在框架涵頂部混凝土切出兩道切割縫，同時采用人工配合用搭枕木堆和千斤頂?shù)霓k法將頂板落下，之后使用破碎炮鑿除。墻體和底板用水鉆和破碎炮配合鑿除，此方案既縮短工期，又解決了施工場地限制的難題。

6 框架橋頂進(jìn)施工

1)后背制作

1#、3#框構(gòu)采用鋼筋混凝土墻做頂進(jìn)后靠背;2#，4#由于離民房較近，采用鋼筋混凝土加挖孔樁做頂進(jìn)后靠背。樁基單排布置，共6根樁，樁距3 m，樁徑φ1.0 m，長7 m，主筋采用 φ20 mm@300 mm，混凝土采用C25混凝土。后背截面尺寸為1.5 m×3.5 m，縱向長22 m。后背墻自滑板埋入2.5 m，外露1.0 m。

2)千斤頂?shù)牟贾?/p>

采用TDW-200型千斤頂，最大頂程26 cm，利用公式nkPi≥P計算出千斤頂?shù)目偱_數(shù)n(k為頂力利用系數(shù)，一般取0.7，Pi為單個千斤頂?shù)脑O(shè)計頂力)。得1#框構(gòu)最大頂力P=27 540 kN，需TDW-200型千斤頂17.2臺，取油頂18臺。2#框構(gòu)最大頂力為18 530 kN，實際計算需油頂11.7臺，為保平衡油頂數(shù)只能取雙數(shù)，取油頂12臺。因框架中心線與鐵路中心線正交，頂鎬采用對稱布置。千斤頂均放置在與箱身底板相連的角鋼架上，隨箱身頂進(jìn)前進(jìn)而移動。

3)頂進(jìn)作業(yè)

框構(gòu)頂進(jìn)施工中，每鎬頂程45 cm，列車限速40 km/h。頂進(jìn)作業(yè)利用列車運(yùn)行間隙進(jìn)行。遇到危及行車安全情況時，必須停止頂進(jìn)作業(yè)，盡量在列車通過前處理。如列車到達(dá)前不能完成，應(yīng)按《技規(guī)》要求派出防護(hù)人員，設(shè)置信號，及時通知列車停止前進(jìn)。同時在頂進(jìn)過程中做好測量觀測記錄，發(fā)現(xiàn)偏差及時通知頂進(jìn)指揮人員采取措施，糾正偏差。對于后背變形情況的觀測，可在橫向設(shè)置觀測點。

4)恢復(fù)線路

頂進(jìn)施工完畢后，即可使線路恢復(fù)正常。并拆除線路加固裝置，會同當(dāng)?shù)毓?wù)部門共同檢查線路情況，檢查合格后辦理封鎖銷點手續(xù)。

5)頂進(jìn)質(zhì)量控制

在頂進(jìn)過程中，堅持做到每頂完一頂，就全面測量框架橋各觀測點的沉降、偏移。框架出現(xiàn)“扎頭”的現(xiàn)象，可在頂進(jìn)前在框架前端按2根/m壓入靜力樁，同時安裝船頭板。出現(xiàn)嚴(yán)重“抬頭”現(xiàn)象，在保證線路穩(wěn)固的情況下，可酌情考慮多挖框架前的土體。框架出現(xiàn)中心偏移現(xiàn)象時，采用單側(cè)增減千斤頂、輪流開動兩邊高壓油泵、調(diào)整后背頂鐵、單側(cè)超挖或在箱身前端加橫向支撐等方法來調(diào)整。

6)安全措施

在既有線封鎖施工前必須與工務(wù)、車務(wù)、電務(wù)及其他設(shè)備管理單位定好安全協(xié)議，在接管既有線時，必須雙方確認(rèn)接管范圍，做到責(zé)任分明。

施工前必須逐組進(jìn)行安全技術(shù)交底，交底內(nèi)容針對性要強(qiáng)，并做好記錄，并明確安全責(zé)任制。同時，分專業(yè)做好崗前安全培訓(xùn)工作。

7 結(jié)語

隨著鐵路客運(yùn)專線的建設(shè)，框構(gòu)橋加寬接長的任務(wù)也在日益增多。要保證施工運(yùn)輸兩不誤，更好地解決施工與運(yùn)輸?shù)南嗷ジ蓴_是擺在鐵路建設(shè)、設(shè)計、施工、運(yùn)營單位面前的一個重大課題。框構(gòu)橋先分段預(yù)制、后架空線路、再拆除既有框構(gòu)橋，最后通過“分段法”頂進(jìn)施工技術(shù)，可以達(dá)到施工運(yùn)輸兩不誤。

［1］楊福剛，李喬榮.既有線框架橋頂進(jìn)施工技術(shù)［J］.鐵道建筑，2009(9):27-28.

［2］龔宏華.頂進(jìn)框架橋沉井后背設(shè)計與施工［J］.鐵道建筑，2010(7):24-26.

［3］中華人民共和國鐵道部.TB10203—2002 鐵路橋涵施工規(guī)范［S］.北京:中國鐵道出版社，2002.