框架橋頂進(jìn)中D24 m施工便梁的改進(jìn)應(yīng)用

毛坤海，龔宏華

(南昌鐵路局 南昌工務(wù)段，南昌 330002)

1 工程簡(jiǎn)介

南昌洪都大橋?yàn)I江路BB匝道框架橋，于京九下行線K1 438+982處下穿鐵路，并與京九下行線以82.37°角相交，主框 1-13 m×7.9 m，副框1-7.5×7.9 m，兩框架橋并排布置，邊墻設(shè)置5 cm沉降縫。兩框架正長(zhǎng)均為27.03橫延米，兩框架均分為兩節(jié)，其中一節(jié)為14 m，另一節(jié)長(zhǎng)為13 m。

路堤高度7 m，路基主要填料為砂性土，土質(zhì)松散，穩(wěn)定性差，必須采取措施，保證箱涵頂進(jìn)期間路基的穩(wěn)定。本框架橋以填筑土層為持力層，其承載力為120 kPa。

2 線路加固施工方案比選

頂進(jìn)框架橋位于贛江大橋南端，線間距僅為4.04 m，無(wú)法滿足D24 m便梁架空線路直線地段線間距≥4.51 m的規(guī)范要求。線路加固方案為本工程的重點(diǎn)也是難點(diǎn)，通過(guò)專家討論，擬定四種線路加固方案，現(xiàn)將四種線路加固方案的優(yōu)缺點(diǎn)列于表1。

通過(guò)比較各種加固方案的優(yōu)缺點(diǎn)及經(jīng)濟(jì)成本，最后確定采用改造后的D24 m便梁加固線路。總體方案是先架空副框上方的線路，把副框頂進(jìn)到位，然后利用副框做支點(diǎn)，架空主框上方的線路，再把主框頂進(jìn)到位。

3 D24 m便梁組裝改進(jìn)技術(shù)要求

根據(jù)《鐵路工務(wù)安全規(guī)則》附表3-3“D型施工便梁主要尺寸和適用條件”，D24 m施工便梁縱梁若采用最低位組裝時(shí)，雙線(直線段)線間距要求≥4.51 m。本工程線間距僅為4.04 m，滿足不了線間距要求，需要對(duì)現(xiàn)有D24 m便梁進(jìn)行改造，使便梁進(jìn)一步落低，以滿足限界要求。

表1 線路加固方案比較

3.1 牛腿改進(jìn)技術(shù)要求

將線路內(nèi)側(cè)施工便梁上牛腿，按設(shè)計(jì)圖增設(shè)φ23的圓孔。采用超低位安裝，相當(dāng)于上牛腿往上提，使梁頂至軌頂距離為149 mm，線路中心至梁邊的水平距離為1 490 mm，滿足梁頂至軌頂≤200 mm的要求(如圖1所示)。便梁及牛腿組裝如圖2、圖3所示。

3.2 橫梁改進(jìn)技術(shù)要求

如果橫梁采用標(biāo)準(zhǔn)橫梁(L=4 000 mm)，則線路中心與橫梁中心偏移500 mm，為了減小橫梁偏心受力，采用縮短橫梁(L=3 500 mm)，使得橫梁中心與線路中心只偏移250 mm，對(duì)便梁、橫梁受力更為有利。

圖1 D24 m便梁超低位安裝(單位:mm)

圖2 D24 m便梁超低位安裝全貌

圖3 D24 m便梁上牛腿安裝

3.3 D24 m便梁上牛腿檢算

已知橫梁間距為600 mm，每孔便梁安裝37根橫梁，橫梁與便梁通過(guò)上下牛腿及節(jié)點(diǎn)板連接。高強(qiáng)螺栓抗剪強(qiáng)度［σ］=310 MPa。列車活載采用特種荷載進(jìn)行計(jì)算，特種活載的作用范圍是6 m，考慮橫梁最不利受力情況，即在這6 m范圍內(nèi)的橫梁受力。

特種活載:T=250×5=1 250 kN

每根橫梁所承受的最大豎向力F=1 250 kN/10=125 kN

橫梁所受的力通過(guò)牛腿螺栓把力傳遞到便梁上。考慮最不利情況，即僅上牛腿2個(gè)螺栓受力的情況下，則每根橫梁能承受容許豎向力［F］=310×3.14×100×4=389.2 kN＞F=125 kN。

說(shuō)明重新設(shè)計(jì)的上牛腿螺栓抗剪強(qiáng)度足以滿足受力要求。

4 D24 m便梁支點(diǎn)的設(shè)置

線路外側(cè)的便梁支點(diǎn)采用人工挖孔樁，線路中間的支點(diǎn)由于線間距太小，并且行車密度大，人工挖孔樁施工比較困難，故采用枕木垛+雙層扣軌(形式為7-6，6-5)。如圖4所示，扣軌兩端搭在外側(cè)的樁頂上。

外側(cè)便梁支點(diǎn)設(shè)置為樁基礎(chǔ)，承載力足夠滿足要求。至于中間便梁支點(diǎn)，經(jīng)檢算，支反力為1 060 kN，即枕木垛面荷載為106 kPa＜120 kPa(地基允許承載力)。

5 線路加固技術(shù)措施及注意事項(xiàng)

1)施作便梁支點(diǎn)前，采用軌束梁對(duì)線路進(jìn)行臨時(shí)加固。此后方可進(jìn)行孔樁開(kāi)挖。

2)開(kāi)挖臨時(shí)加固線路軌束梁支點(diǎn)時(shí)，須設(shè)置鋼筋木板支擋，確保支點(diǎn)處線路道砟不滑溜，不缺砟。

3)在線路下橫穿鋼軌及其它扣配件安裝時(shí)，嚴(yán)格做好線路防聯(lián)電措施，杜絕“紅軌”的發(fā)生。

4)框架橋頂進(jìn)到位后，過(guò)渡段及框架橋之間應(yīng)及時(shí)填灌，并在框頂鋪設(shè)砂層上卸鋪石砟，串實(shí)搗固后先松卸線路外側(cè)一片縱梁，再逐根拆卸橫梁解體。

5)副框頂進(jìn)到位后，便梁需要縱拖，即將便梁縱梁分別在線路兩側(cè)用卷?yè)P(yáng)機(jī)縱向拖拉。拖拉時(shí)要大致整平縱梁底板下的石砟，并要預(yù)防鋼絲繩與鋼軌接觸造成軌道電路短路。

6 便梁支點(diǎn)監(jiān)控測(cè)量

雖然中間支點(diǎn)的承載力能滿足要求，但是計(jì)算過(guò)程中并沒(méi)有考慮到框架橋在頂進(jìn)過(guò)程中會(huì)導(dǎo)致地基土的松動(dòng)，乃至局部坍方，中間支點(diǎn)就存在安全隱患。所以，在頂進(jìn)時(shí)要隨時(shí)觀察支點(diǎn)的穩(wěn)固性，即觀測(cè)便梁支點(diǎn)下沉的趨勢(shì)及速率，并反饋到施工中，采取相應(yīng)的措施保護(hù)支點(diǎn)的穩(wěn)定。圖5為便梁中間支點(diǎn)在框架橋頂進(jìn)過(guò)程中的沉降曲線。

圖4 副框線路加固平面布置

圖5 在框架橋頂進(jìn)過(guò)程中線路之間的便梁支點(diǎn)沉降曲線

從圖5看到，便梁支點(diǎn)在剛安裝好時(shí)沉降速率較大，隨后變化較為穩(wěn)定，當(dāng)箱涵頂進(jìn)靠近中間支點(diǎn)時(shí)，變化速率突增(支點(diǎn)下沉量較大)，并且一直持續(xù)到箱涵頂進(jìn)到位，最終中間支點(diǎn)的沉降量為241 mm。

根據(jù)支點(diǎn)沉降趨勢(shì)，當(dāng)框架橋頂進(jìn)到中間支點(diǎn)附近時(shí)，通過(guò)抄墊硬杉木來(lái)及時(shí)調(diào)整線路的高低，保證了線路沒(méi)有出現(xiàn)三角坑。并且對(duì)支點(diǎn)附近坍方范圍內(nèi)用砂袋回填，阻止坍方進(jìn)一步發(fā)展。

對(duì)于便梁中間支點(diǎn)的設(shè)置，雖然采用枕木垛+兩層扣軌基本可以滿足要求，但是安全性較差。今后仍可考慮采用人工挖孔樁，對(duì)于線間距不足，并且行車密度較大的問(wèn)題，可以先用D16 m便梁架空好線路，然后人工在線路底下進(jìn)行挖樁。

7 結(jié)論與建議

1)通過(guò)采用改進(jìn)后的D24 m施工便梁架空線路，取得了良好的效果，不僅保證了京九線大動(dòng)脈的行車安全，而且確保了工期，節(jié)省了成本。

2)便梁支點(diǎn)設(shè)置盡量采用人工挖孔樁，以確保線路行車安全。

3)加強(qiáng)對(duì)便梁支點(diǎn)監(jiān)控，出現(xiàn)異常及時(shí)采取措施，加固支點(diǎn)，保證線路的平穩(wěn)。

4)采用改制便梁需要兩個(gè)條件:①對(duì)框架橋有跨度的限制，必須要滿足D24 m便梁架空的要求;②框架橋頂至軌底的距離必須大于1 m，否則框架橋會(huì)被便梁擋住，無(wú)法頂進(jìn)穿過(guò)便梁。

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