D形便梁在箱涵頂進施工中的應用

楊志國

（中鐵十八局集團公司 天津）

一、引言

近年來，既有線鐵路為增大運能，提高列車運行速度，相繼進行“平改立”施工，即利用頂進法施工將平交道口改為立交箱涵。傳統的既有線箱涵頂進施工采用縱、橫向工字鋼梁架空加固線路存在弊端：一是線路穩定性不利，覆土部分容易坍塌，危及路基穩定，嚴重時須攔停列車，影響鐵路運能。二是框架箱涵頂與覆土之間的摩擦阻力使得頂進液壓系統負荷增大，頂進效率降低，延長頂進周期，且在頂進過程中中線偏移及高程控制較難，箱涵就位效果不理想。三是工字鋼與框架橋間的枕木垛支設及移動需耗費大量的勞動力，而實際頂進工作作業面較狹窄，相對工效較低，且易發生碰擠剮蹭等人身傷害甚或撞擊墜打等傷亡事故。四是不適用于大跨度箱涵。應用D形便梁可解決上述問題，尤其是目前為了滿足列車提速需要，在短期內實施平改立，D形便梁在箱涵頂進施工中的優勢越來越明顯，可大大減少慢行時間，縮短工期，降低成本。本文結合神朔鐵路與大準鐵路施工的實際經驗，對D形便梁架空加固線路進行探討。

二、實例工程概況

大準鐵路平改立工程，共有10處1～5 m頂進框架箱涵，四公司負責施工的有兩座，其中心里程分別為K104+023和K105+098處，均與線路正交，位于內蒙古涼城縣境內。涵內不計路面結構層凈高為4.7 m，每座箱涵重310 t，頂進距離12 m，采用D20型施工便梁對既有線進行加固，D梁支墩采用底圓2.5 m，上圓1.5 m，深2.5 m的鋼筋混凝土結構。箱涵兩側漿砌片石護墻、C25混凝土路面引道共計350 m。線路為無縫線路，設計要求頂進后需進行1.5 km范圍內的應力放散。K104+023處箱涵兩側引道為曲線形式，為便于施工，提議于K104+020里程處布置工作坑以取直道路，報經業主單位同意后實施。

三、D形便梁線路加固的施工方法

1.施工準備

（1）測量定位。確定框架箱涵頂進軸線與線路中心交點及D形便梁支墩（4個）位置，測量軌面標高且根據軌底標高確定箱涵基礎開挖深度。

（2）地下設施探明。聯系工務、車務、電務、通信等部門并與其簽訂安全協議，開挖探溝，探明地下既有水管、電線、光纜等，將光、電纜挑出后，用槽鋼對扣淺埋于路肩，妥善保護。

（3）嚴格交底制度。每項工序開始前務要對技術人員、施工人員進行逐級的詳細安全交底和技術交底。

2.基礎支墩施工

4個支墩對稱設置于線路兩側路基，根據垂直于線路的軌底高程確定開挖深度，采用挖孔樁施工，利用鋼護筒作為挖孔支護，隨挖隨下沉，避免塌方而影響行車安全。開挖至設計標高后，做好墊層，安放鋼筋籠，灌注混凝土。支墩強度達到一定強度后方可取出護筒，將間隙填土夯實，而后用軟土覆于支墩表面，待D形便梁架設時利用。

3.D形便梁的架設

D形便梁加固線路示意圖見圖1。

圖1 D20型施工便梁線路加固斷面示意圖

（1）D形便梁架設的施工工序：軌束梁扣軌加固線路→支墩施工→拆除軌束梁安設橫梁→D形便梁縱梁吊運到位→縱、橫梁聯結。

（2）確定D梁位置及就位尺寸。利用水平儀精確找平支墩頂面，確定支墩與D形便梁支座的高差，采用橫梁及一定高度的鋼支墩調整。用墨線彈出D形便梁主梁（縱梁）就位尺寸，紅油漆明確標識。

（3）D形便梁吊裝就位，聯結橫、縱梁。D形便梁架設需申請封鎖要點，接觸網停電并接地。按照“隔6抽1”的原則抽換軌枕為D形便梁橫梁，要求橫梁的位置與軌枕位置一致，間距適當均勻。布置好吊車位置，用平板車將縱梁拉至現場后，分兩次把D形便梁縱梁吊裝就位，安裝聯結板及牛腿，上滿高強螺栓，連接牢固，最后安裝橫梁上的走行軌組合扣件，固定鋼軌，點后恢復線路，以45 km/h限行。縱、橫梁連接時須加塞絕緣橡膠板，嚴防D便梁聯電。

4.D形便梁的拆除

（1）D形便梁拆除的施工工序：回填片石、道碴→解除D形便梁縱、橫梁連接件→移除縱梁→抽換橫梁→補碴、整道→恢復線路（應力放散）

（2）便梁拆除，恢復線路。框架箱涵頂進就位后，即進行D形便梁拆除，仍得利用“天窗”時間。首先在便梁范圍內利用人工搬運事先裝袋的石碴（有條件時可開設臨時馬道，利用小型裝載機鏟運）回填線路，拆除橫梁連接系，松動牛腿和連接板，吊車吊出一片縱梁，抽換橫梁為軌枕，調整間距，方正軌枕，移出另一片縱梁。拆除完畢后，及時恢復線路，根據既有軌道靜態幾何系數進行軌向、軌距、水平、高低等調整，搗固密實，經運營單位現場配合人員確認達到放行條件方可銷點放行，并根據鐵路工務安全規則要求，實行梯次提速直至恢復正常運營。經整修養護線路，根據軌溫量測情況確定是否進行應力放散（無縫線路），若需待完成應力放散后逐漸恢復至正常速度。

四、施工安全措施

（1）施工前辦理工務、車務、電務、通信等部門的會簽手續，提報施工段線路慢行計劃（包括施工區段、封鎖時間、限行速度等），并按規定設好標識牌。

（2）D形便梁架設期間，對既有線施工作業人員進行系統的行車知識和規章制度教育，制定和落實各崗位人員的安全責任制。現場指揮、駐站聯絡員和施工防護員等關鍵崗位人員，必須經考核合格后方準上崗任職。

（3）安排專業人員對施工區路基縱橫方向的邊坡進行監控巡查，及時排除安全隱患，保證施工人員及機具的安全。設置專職檢查員，經常檢查軌底膠墊，各部連接螺栓，發現松動移位及時緊固糾正。

五、結束語

（1）采用D形便梁加固線路，線路安全穩定性提高，列車限速由傳統加固的15 km/h提高至45 km/h。列車通過能力明顯提高，減少了因施工對鐵路運營的影響。

（2）D形便梁架空加固線路，可以進行全斷面分段（一般≤1 m）挖土，箱涵無來自線路上部荷載，頂進阻力相對較小，能克服傳統“吃土”頂進出現“扎頭”或“抬頭”現象的發生，減少頂進失誤，提高工程質量。

（3）架設D形便梁，框架箱涵預制工作坑可靠近線路預制，有效減少頂進行程，縮短頂進工期。且其較軌束梁加固線路減少了線路養護維修與防護加固的工作量，創造明顯的經濟效益。

（4）關于D形便梁加固的施工，雖然現正逐漸被應用于各既有線“平改立”工程中，但其施工方法，尚有待于具體施工中不斷總結，進一步完善、規范。尤其在既有線路基土質不好、易出現大塌方地段，更值得深入探究。

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