高路基小半徑曲線段頂橋施工工藝淺談

馮志宏

（山西省公路局 大同分局，山西 大同 037006）

頂橋施工在國內已有30多年的歷史，經過30多年的磨練，施工工藝不斷創新。TB型梁，是在我國D型施工便梁長期使用經驗和使用單位要求基礎上研制的一種新型架空設備，可用于施工、搶險和戰備儲備等。本文針對新型線路加固及橋體頂進兩個方面結合施工過程中的注意事項進行簡單介紹。

1 工程概況

本工程位于山西省大同市，國道208線金家灣至秀女河段改建工程，下穿同蒲大秦上行聯絡線框架立交橋工程。框架橋高12.5 m，橋寬15.0 m，與鐵路交角70.3°。橋位處既有鐵路線為曲線，曲線半徑400 m，軌道類型為50 kg/m，鐵路線為混凝土枕，無縫線路，鐵路路基高出原地面7 m，基坑開挖深度6.5 m。鐵路兩側有鐵路通信、信號電纜、自閉線及電氣化接觸網。由于橋體結構高、重心高，故頂進施工的線路加固可采用便梁加固，以減小橋體的受力。頂進出土也是本次施工的難點，挖掘機的大臂在正常情況下可伸長5 m，本次施工出土高度為12.5 m，所以出土必須分兩步進行，增加了施工的難度。

2 線路加固

2.1 TB型組合便梁線路加固

2.1.1 線路使用條件

曲線，跨度24 m及以下，R≥400 m。

2.1.2 施工方案概述

橋體范圍線路加固采用TB型組合便梁加固，組合型式為TB2+TB1+TB2，組合長度為23.34 m，便梁支點樁設在TB2梁端（支點樁樁心距離為22.78 m）。在線路加固前，完成便梁支點樁及路基防護樁施工，并將便梁各部件提前運至施工現場，進行主梁拼裝。在慢行要點時間內進行抽換鋼枕作業，在封閉點時間段內用吊車將便梁主梁吊至既定位置，完成對既有線路的便梁加固，待橋體就位后拆除便梁加固，恢復線路。

2.1.3 TB型組合便梁簡介

TB型梁，是在我國D型施工便梁長期使用經驗和使用單位要求基礎上研制的一種新型架空設備，可用于施工、搶險和戰備儲備等。TB型便梁梁式為拆裝式下承鋼板梁，主梁為焊接工字型梁，由2片焊接組成，由4種標準梁段，可組裝各種標準跨度（見圖 1）。

圖1 各種跨度主梁拼組

梁段間用拼接板和M30剪力承壓型螺栓聯結（見圖2）。基本設計列車活載：跨度24 m及以下，V=50 km/h；跨度 32 m，V=30 km/h。

建筑高度，基本梁高1.5 m。軌底至支座底，橫梁低位時為0.598 m，一般用于施工便梁；橫梁高位時為0.898 m，一般用于應急搶修便梁（見圖3、圖4）。

圖2 梁段間拼接板及剪力承壓型螺栓聯結

圖3 橫梁低位時拼裝圖

圖4 橫梁高位時拼裝圖

2.1.4 技術性能

該便梁設計梁式為拆裝式下承鋼板梁，主梁為2片焊接工字形梁，高1.5 m，2片主梁間距4.43 m。主梁由 TB2、TB1兩種梁段組裝成 TB2＋TB1＋TB2，總重量 12.1 t，總跨度 L=23.34 m。

橫梁（即鋼枕）工字形，用聯結板與主梁聯結，并與主梁和隅撐組成橫梁框架，橫梁長4.144 m，間距為3根/2 m。為加強框架體系，另設交叉分段式下平縱聯，使用M30剪力承壓型螺栓聯結。鋼軌與橫梁間連接用彈條Ⅲ型新型軌枕扣件和鋼底板，雙重絕緣（見圖 5）。

2.1.5 抽換鋼枕

按照隔六抽一的原則進行抽換鋼枕作業，并搗固石碴。鋼枕采用人力搬運，在線路加固前預先將鋼枕擺放在線路東側距離線路中心大于2.5 m的地方；鋼枕采取人工掏碴，由東向西穿入。

圖5 鋼軌與橫梁聯接圖

每片便梁主梁吊至就位位置即拉設地錨，對主梁進行固定，以確保工字形主梁穩定。兩側主梁吊裝至預定位置后隨即進行鋼枕、隅撐及下平聯等構件的組裝（可用油鎬對主梁位置做微調），完成TB型便梁線路加固。

2.1.6 吊裝便梁

在線路西側支立50 t吊車（該吊車依據吊裝半徑的不同，具備3～5 t的儲備吊裝能力），在封閉要點時間內（120 min），將已經組裝好的便梁主梁吊裝至就位位置，主梁重12.1 t。吊裝時，先吊裝線路東側主梁，再吊裝線路西側主梁。

表1 主梁吊裝計劃所用時間

2片主梁吊裝總用時95 min，剩余25 min進行主梁連接固定，檢查線路狀況。

圖6 便梁吊裝示意圖

2.2 橋體外扣軌縱橫梁線路加固方案

a）橋體外側線路加固采用扣軌縱橫梁加固方案。

b）在進行線路加固時要考慮鋼軌底至橋頂面的距離，保證能穿插橫向工字鋼。

c）為保證線路加固的整體性、穩定性，采用U型螺栓將縱橫向工字鋼連為一體。

d）線路加固的扣軌采用比正線低一個型號的鋼軌，線路兩側為3扣形式，線路中心采用5扣形式，扣軌施工時要注意搭接錯頭問題。在線路兩側各設一道雙縱梁，縱梁工字鋼采用I45c型，縱梁距線中最小距離為2.0 m。縱梁工字鋼接頭相互錯開。

e）線路軌距與方向的保持，利用既有混凝土枕保持軌距，利用5扣與混凝土枕和橫梁的連接保持方向。

f）線路加固范圍 橋體兩側各10.0 m[1]。

3 橋體頂進

3.1 頂進設備配備

a）根據橋體中心線與線路夾角，并根據單橋體自重合理配置頂鎬，每臺頂鎬按70%的效果。框架橋體最大頂力3 530 t，配置500 t級頂鎬11臺。

b）依據設計最大頂力及實際頂程，合理選擇高壓油泵，以滿足頂進需要。

c）順橋方向頂鐵及橫向頂柱搭配組合，每頂進4 m設頂柱一道，以保證頂力的均衡。

3.2 后背制作

該框架橋結構按70.3°設計，最大頂力3 530 t。根據設計要求，在工作平臺后側設置鋼筋混凝土后背，采用C25混凝土，內設φ25鋼筋，其后砌筑漿砌片石和回填素土。

3.3 空頂

a）框架橋的頂進是整個施工過程中最重要的環節，當頂進設備組裝完畢后，要開機試機，以便發現問題及時進行解決。橋體預制前端距離鐵路路基有一定的距離，在此段距離中要緩緩加壓檢驗設備的穩定性，在加壓的過程中要注意檢查后背土體狀況。在框架橋主體與頂進滑板分離前，油壓逐步加大，當油壓突然下降時，說明主體與滑板分離，框架橋主體緩緩前移。

b）在頂進時，采用經緯儀或全站儀進行持續觀測，嚴格控制頂進的方向；采用水準儀控制橋體的標高。測量結果及時反饋給油鎬司機，以便控制調節油壓的大小，控制頂進的方向。

3.4 頂進及挖土作業

a）空頂完畢后，刃角部位吃進路基，此時需要將土體挖出。在挖土前，先將頂進后三角與頂鎬之間的空隙用頂鐵填充。挖土時橋體上設有專人指揮，不得超挖，避免塌方；同時設有專人對線路加固進行檢查，有松動部位及時檢修。挖土完畢、頂鎬補充完畢、線路加固穩定，此后開機頂進。

b）頂進時要特別注意：有火車通過時不得頂進；頂進后背出現裂縫或后背土體出現裂縫時不得頂進，采取必要的措施進行加固后方可頂進；在頂進過程中發現頂鐵有扭曲變形時不得頂進，防止頂柱崩裂；控制測量時發現超過規范要求時不得進行，研究分析原因，采取必要的措施后方可繼續頂進[2]。

c）挖土時堅持四不挖制度，即：列車通過時，框架頂進時，發現塌方跡象時，機械發生故障時。

d）根據土質情況，嚴格控制一次挖掘進尺，根據頂進方向的偏差情況，決定刃角是否吃土。

e）嚴格挖土坡度防止塌方。

3.5 頂進質量的監控量測

a）監控橋體頂進過程的觀測儀器設置在后背受力影響區以外，同時設置防雨照明設施。

b）在框架橋頂進過程中，進行持續不間斷的監控量測，并做好原始記錄，發現問題時及時進行分析解決，問題未得到解決不得進行頂進。

4 施工注意事項

4.1 線路加固施工中注意事項

a）線路加固施工前，應做好鐵路設備的拆改工作。

b）線上加固U型螺栓使用φ20，緊固螺絲時要在同側施工。

c）橫穿工字鋼和拆除工字鋼時，嚴防連電。d）線路加固所有扣件不得高出基本軌軌面。e）橫穿工字鋼施工完成后，必須用石碴插搗密實。

f）線上施工時所有工具必須安裝絕緣，以防連電。

g）線上所有工具在避車時不得侵入限界。

4.2 框架橋在頂進時的一些注意事項

a）框架橋主體混凝土達到設計強度100%后方可頂進橋體[3]。

b）框架橋的頂進是持續不間斷的作業過程，為保證頂進施工期間的行車安全、人身安全、頂進進度和質量要求，現場統一協調指揮。

4.2.1 特別注意事項

a）頂進前要向鐵路線所屬的鐵路局申報頂進計劃，得到鐵路局的審批后方可進行頂進及線路加固的施工，沒有審批通過不得施工。

b）與鐵路相關配合單位簽訂安全配合協議。c）組織人員及機械設備進場。

d）頂進期間派專人到車站調度室隨時掌握列車運行情況，將了解到的行車情況電話報告施工現場。

4.2.2 頂進方向及高程的控制措施

a）防止橋體高程降低的控制 在框架橋底板預制前，在前端設“船頭坡”長1.5 m，高50 mm；若高程降低嚴重時設導梁或氣墊，將橋體抬高。

b）橋體高程抬高 橋體高程抬高時，在挖土作業時，前端向下超挖部分土體，但不可一次性超挖過多，通過超挖逐步將高程降低。

c）頂進方向的控制 在預布油鎬時提前算好受力情況，按照受力布置油鎬，同時注意油壓的控制。

4.3 供電段、電務段、通信段等站段配合技術要求

a）電纜懸掛完成后每隔5 m設一警示牌以利各方施工人員注意防護。

b）施工要點期間派專人晝夜24 h監護。

4.4 工務段配合技術要求

工務段負責在現場配備監護人員，監護現場的施工安全和線路檢查工作，防止出現影響行車安全的隱患。在線路加固前，工務段對既有無縫線路進行應力放散。