既有鐵路頂進橋涵線路加固縱抬橫梁施工技術

摘要：既有鐵路頂進橋涵施工中，多采用D型便梁對線路進行加固。但采用此方法，存在材料組織進場不方便，施工成本過高等問題，且要點封鎖時間長，對鐵路運營影響較大。因此，選取一種既能盡量減小對鐵路正常運營的影響，又能降低施工成本且便于施工組織的線路加固方法，是頂進橋涵施工一項關鍵技術。文章介紹了本工法的特點、適用范圍、工藝原理、工藝流程等，并對本工法進行效益分析及應用實例分析。

關鍵詞：既有鐵路 線路加固 本工法

1 概述

中鐵十二局集團第七工程有限公司在石長鐵路增建二線頂進橋涵施工中，針對不同孔徑頂進橋涵采用工字鋼縱橫抬梁加固線路的方法，通過科學合理的施工組織和嚴格的過程控制，圓滿完成了20座不同孔徑頂進橋涵施工，確保了施工安全與工程質量，加快了施工進度，最大限度地減少了對運營線路的影響，取得了良好的經濟效益和社會效益，經總結形成本工法。

2 工法特點

①機具簡單。本工法利用普通工字鋼縱抬橫梁法進行線路加固，機具簡單，機具設備投入少。②施工干擾小。工字鋼縱橫抬梁法加固線路與D型便梁加固線路施工的方法相比，可以大大縮短施工對鐵路行車的干擾時間。③施工方法簡便。本工法方法簡單、操作簡便，加固體系整體性好，便于拆卸。

3 適用范圍

本工法適用于頂進橋涵施工中既有鐵路的線路加固施工。

4 工藝原理

4.1 縱橫抬梁加固線路體系包括主跨體系和副跨體系。主跨體系、副跨體系均由縱向縱梁、橫梁、支墩組成。主跨體系支墩為挖孔樁，副跨體系支墩為方形砼墩。

4.2 縱梁設置支墩上，沿線路方向布置；橫梁穿于軌底且垂直于線路方向并置于縱梁之上。橫梁將加固范圍內線路荷載傳遞至縱梁后，再傳遞至支墩。

4.3 主跨加固體系為頂進施工中的主要受力體系，設置在橋涵頂進部位；副跨加固體系主要在出現影響路基穩定等不利因素的情況下，增強整個加固體系安全性能的作用，設置在主跨加固體系兩端。主、副跨加固體系的加固范圍根據橋涵覆土高度、孔徑經計算與檢算后確定。

5 施工工藝流程及操作要點

5.1 施工工藝流程。工字鋼縱橫抬梁法施工工藝流程如圖5.1所示。

5.2 施工操作要點

5.2.1 施工準備。①聯系相關設備管理單位，對施工現場的電務、通信地下管線進行探查，標定位置，做好線路防護。②根據橋涵位置，確定線路防護范圍和防護方法，向相關技術人員和作業層進行技術交底。③組織材料、設備進場。

5.2.2 主跨支墩施工。①主跨支墩提前20天完成。主跨人工挖孔樁支墩頂部標高根據縱橫梁高度控制。樁徑、樁長和配筋根據地質勘查資料和現場情況進行檢算，按規定審批后實施。②支墩臨預制涵一側與預制框架涵外緣的水平間距以50cm為宜。支墩砼澆筑前，在支墩頂面縱向外側邊緣預埋角鋼作為限位件，以限制縱梁橫向向外位移。③施工時設置鎖口并高出地面30cm，混凝土澆筑一次完成。施工時，相鄰10m范圍內的挖孔作業停止，同時孔底不能留人。

5.2.3 線路防護。施工前，按批復的施工計劃進行線路防護。確認線路慢行后，防護人員到位，并按既有線施工相關規定做好各項防護工作。

5.2.4 線路緊固。在線路加固地段前后各50米范圍內，對螺栓扣件、鋼軌接頭、絕緣接頭、防爬器進行緊固。

5.2.5 道砟清理。線路緊固后，對道床道砟進行清理、扒除，使支墩頂面外露，滿足縱梁安裝要求。

5.2.6 主跨縱梁安裝。①縱梁安裝在線路封鎖后進行。縱梁安裝前，先對施工范圍內的道碴進行清挖。線路兩側清挖一側，安裝一側。②清挖完成后，在兩支墩間頂面鋪設枕木，以在縱梁與支墩間起緩沖作用。縱梁采用吊車吊裝就位，每側縱梁由多片工字鋼組成。就位后，沿線路縱向每隔5根枕木，采用槽鋼對工字鋼進行橫向聯結。同時，沿線路縱向每隔1-2m設置一組上下槽鋼扁擔進行聯結緊固，上下槽鋼穿孔并采用螺栓鎖緊形成閉合箍。

5.2.7 主跨橫梁安裝。①橫梁安裝前，確定下穿線路位置，用油漆作標記。在主跨范圍內，每兩根枕木之間安裝一根橫梁。橫梁采用人工配合吊車架設。②橫梁安裝過程中，在橫梁與鋼軌間同步安設絕緣膠墊。同時，每隔兩根枕木安裝絕緣軌距桿，使絕緣軌距桿與橫梁間保留50mm空隙，防止軌距桿與橫梁或其它金屬工具連接產生紅光帶。③橫梁安裝后，及時回填道碴并進行搗固。

5.2.8 主跨縱橫梁加固。①每根橫梁與縱梁之間均采用自制的“U”形卡進行加固，U形卡與縱橫梁間加設橡膠墊，以減少間隙，增加穩定性。②縱橫梁安裝完成后，在縱橫梁與鋼軌之間每隔4根枕木設置一組鎖軌器。③線路兩側縱梁之間設置X形平面剪刀撐進行加固，剪刀撐以5米設置一道為宜。剪刀撐采用L70*70*5角鋼。縱梁與橫梁連接見圖。

5.2.9 副跨加固體系施工。①副跨加固體系施工方法與主跨加固體系施工方法相同。②副跨加固體系安裝完成后，在副跨縱梁端部，兩側縱梁間橫向設置1根工字鋼壓縮軌，并回填部分道砟，以確保加固體系與線路平穩過渡。

5.2.10 觀測及養護。①采用全站儀定期對兩端縱梁支墩和挖孔樁進行觀測，檢查有無沉降和位移等，以確保線路穩定。②按照相關要求對線路進行限速直至頂進完成，做好相關養護工作后交給相關工務段。

6 材料與機具設備

6.1 主要材料。主要材料見表1。

6.2 主要機具設備。主要機具設備見表2。

7 安全措施

①嚴格執行既有線施工安全管理各項法律法規。②線路加固前與設備管理部門協調溝通，當施工位于軌道電路區段時，兩鋼軌之間要采取可靠的絕緣措施，防止軌道電路短路。③夏季施工時，進行線路緊固時須采取相應降溫措施降低軌溫，無縫線路區段加固施工前要調查鎖定軌溫，超過允許軌溫時進行應力放散。④橫梁及連接構件安裝時防止軌道電路短路，線路架空過程中及架空后，要嚴格對線路進行監測與檢查。線路架空檢查執行趟檢制并做好記錄。⑤吊裝現場地面要平整堅實，有松軟土層時要夯實或加墊木以保證吊裝機械穩定作業，吊裝作業嚴格遵守操作規程，指揮信號要鮮明準確。

8 環保措施

①嚴格執行國家、地方環境管理各項法律法規。②支墩開挖土方按要求運至棄土場，嚴禁堆放在邊坡位置，防止邊坡污染并影響邊坡穩定。③道砟清理和道床開挖中產生的廢渣及時運走。④施工期間盡量減小對既有線道床的污染，開挖后的路基邊坡進行臨時防護，避免雨水沖刷。完工后及時恢復道床和路基邊坡，完善排水設施。

9 效益分析

①采用本工法，線路封鎖時間短，大大減少了施工對營業線路的干擾，降低安全風險。在石長鐵路增建二線施工中，一座1-5*5.7m頂進涵如采用D型便梁加固的方法需要兩個“天窗點”才能完成線路加固，而采用此工法加固線路僅需一個“天窗點”即可完成。②以石長鐵路增建二線1-5*5.7m框架頂涵為例，采用D型便梁加固線路的方法，費用約50萬元/座，而采用本工法，費用約35萬/座，可節約費用15萬/座。③本工法采用常用周轉材料及設備機具施工，操作方便，安全可靠，適應性強。

10 應用實例

①工程概況。石長鐵路增建第二線站前I標共有頂進涵60座，頂進橋8座，包括常規頂進涵、大跨度頂進橋涵、多孔頂進橋涵、拆除既有橋涵同時頂進新橋、超長頂進涵等結構形式。石長鐵路營業線為客貨共線，是洛湛鐵路通道的重要組成部分，營業線路基上部覆土0-10m，日行車對數約20對。②應用情況。2010年9月至2012年4月間，采用此工法加固線路，完成了不同孔徑的覆土和非覆土頂進涵施工20座。施工期間，經過對線路加固體系進行監控，證明加固體系強度、剛度和穩定性均滿足要求，有力保證了頂進橋涵施工安全順利完成，且有效加快了施工進度，減少了對既有線運營的影響，受到了各方的好評。

參考文獻：

[1]郝金印，劉楊.淺埋暗挖雙聯拱大跨隧道下穿既有線綜合施工技術[J].價值工程，2012（14）.

[2]趙秀紹，祝建農，代裕清，王亮亮，耿大新，劉巍.既有鐵路勘察評價與加固控制標準研究[J].鐵道工程學報，2011（03）.

[3]丁國盛.橋梁門式墩上跨既有鐵路施工工藝[J].山西交通科技，2011（01）.