鋪架工程線鋼便橋設計施工技術

摘 要：鋪架工程線鄰近鐵路營業線，線間距較小，且兩者高差較大，為避免填方路基影響營業線，采用鋼便橋臨時過渡，通過設計和施工，以期為同類施工提供借鑒。

關鍵詞：鋪架；打入樁；鋼橋；六四式軍用梁

1 工程概況

新建連云港至鹽城鐵路在引入鹽城北站時右線占用既有新長鐵路線位，由于現階段正在運營的新長鐵路還未能過渡出去，使得連鹽鐵路部分橋梁無法施工，引起正常鋪架無法從橋尾開始。為盡快開始鋪架，修筑鋼便橋臨時連接通榆河橋墩，實現運梁和軌排的有軌運輸。

2 橋梁的布置與結構形式

根據梁場與鋪軌基地的平面位置關系；梁場、鋪軌基地與通榆河特大橋181#墩的高差；填筑路基不影響既有線的運營安全和通榆河剩余橋墩施工等因素，本著經濟合理、簡單適用、周期短等原則，鋼便橋采用6孔24m六四式軍用梁連接通榆河特大橋181#墩。

鋼便橋全長148.2m，橋面寬度4.7m，由7片軍用梁組成。鋼便橋設置有8‰的坡度且部分位于半徑為400m的曲線上。

橋梁基礎采用邊長40cm的預制方樁；墩身采用直徑為630mm壁厚13mm的鋼管加工而成，鋼管墩身之間采用直接為430mm壁厚8mm的鋼管進行聯結；鋼管柱頂端分配梁采用45b工字鋼焊接而成，分配梁采用H型鋼，墊梁與分配梁之間采用螺栓聯結；梁面采用24跨度六四式軍用梁。

3 鋼便橋結構強度檢算

本橋梁設計參照《鐵路橋涵鋼結構設計規范》進行設計計算。按容許應力法設計原則進行，Q235鋼材容許應力[σ]=135MPa，剪應力[τ]=80MPa。

鋼便橋采用六四式軍用梁，為市場定型產品，各方面性能均有保障，此處不在驗算。

3.1 荷載計算

（1）線路荷載。主軌和護軌軌道采用P50鋼軌，鋼軌質量為G1=51.514kg/m，單孔跨度為24m，則均布荷載q1=4*G1=2.06KN/m。

（2）六四式軍用梁荷載。六四式軍用梁一孔7片總重量40t，跨度為24m，則其荷載q2=16.67KN/m。

（3）列車荷載。鋼便橋上列車豎向靜荷載采取“中-活載”。根據鐵路橋涵設計基本規范將列車靜活載換算成均布荷載q3=104.0KN/m。

（4）荷載組合。動力系數按照《鐵路橋涵設計基本規范》公式4.3.5-1計算為1.4328；靜力荷載系數取1.2，則單孔六四梁承受的荷載為q4=1.2*（q1+q2）+1.4328*q3=171.49KN/m。

3.2 鋼構件檢算

利用midas軟件進行計算，結構均為梁單元，柱底固結荷載，梁體承受的總荷載Q=q4*24=4115.76KN

（1）反力計算。力組合下鋼管柱最大豎向反力90t，最大水平力5t，最大彎矩10t.m。

（2）位移。主力組合下最大柱頂橫向位移4mm，4/8000=1/2000<1/150，滿足要求；工45墊梁豎向位移4mm，4/2000=1/500<1/400，滿足要求；H型鋼位移5mm，5/2000=1/400，因是臨時結構，可滿足要求。

（3）應力。鋼管柱自由長度按最不利情況考慮取8m，一端固結一端鉸接，i=220，λ=8000*0.8/220=29<150，查規范得Ф=0.964。其最大應力110MPa<0.964*135=130 MPa，滿足要求。

工45墊梁最大應力64MPa，H型鋼最大應力52MPa，均小于容許應力[σ]=135MPa，滿足要求。

3.3 地基承載力驗算

樁在圖層中的位置如表1。

根據《建筑樁基技術規范》（JGJ 94-94式5.3.3-1計算

當psk1？燮psk2時

當psk1>psk2時

psk=psk2

設計樁長L=22m，樁端阻力修正系數 ？琢=0.75+（22-15）×0.15/15=0.82

通過上述計算公式計算：Qsk=1064KN Qpk=28KN；

所以該類預制打入樁單樁豎向極限承載力為Quk=1092KN。鋼管柱最大反力F=90*10=900KN，小于1092KN，其承載力滿足要求。

4 鋼便橋的施工

4.1 樁基礎

（1）由于打入樁施工與既有線間距小于30m，屬于臨近營業線施工，為避免打入方樁時對既有線路基產生影響，施工前應在樁基礎與既有線路基之間設置一排應力釋放孔，釋放孔用碎石回填。

（2）起吊堆放。方樁強度達到設計強度的70%后才能起吊，吊點位置應根據計算確定，吊運過程應平穩，避免損壞樁身。預制樁應根據不同長度進行分類堆放且堆碼整齊，堆放高度不超過四層。

（3）打樁。本工程采用一臺DD63柴油打樁進行方樁施打，打樁前應進行地質資料的復核，確?，F場與設計地質情況一致。

施工前進行場地平整，清除地表雜物，填埋坑穴，確保地基承載力，避免打樁過程中出現地基不穩，產生樁機的傾斜。

方樁定位：首先應根據鋼便橋的設計位置建立獨立坐標系，計算出每根樁的設計坐標，直接放樣施打。

方樁施打：由樁機自帶的掛鉤與方樁上的預留孔相連，自行喂入樁帽，進行樁的對位。

當樁尖插入樁位后，先利用樁自身重量及樁錘重量靜壓樁身，靜壓完畢后，再次調整樁機以及樁的軸線，確認無誤后先采取低垂密集的方式施打，當方樁入土達到一定深度后在進行正常錘擊。當前一截樁離地面0.5-1m進行接樁，焊接完畢后再次檢查樁機的對位，然后進行第二截的施工。施工過程中以控制樁頂標高為主，貫入度為輔。

4.2 鋼管柱

為保證鋼管柱的焊接質量，采用廠內焊接。鋼管柱的加工應嚴格按照設計圖紙進行加工和焊接，并作除銹和防銹工作。

根據測量放樣的點位，利用兩臺25T吊車同時進行吊裝，吊裝過程中嚴格控制鋼管柱的平面位置和標高。

4.3 柱頂結構

柱頂結構為墊梁和分配梁兩個結構，由于墊梁和分配梁之間用螺栓進行聯結，墊梁與鋼管柱上的鋼板焊接，可在地面上先進行兩者的聯結，然后再整體進行吊裝，吊裝之前可在鋼管柱頂根據軸線位置焊接幾塊定位角鋼，吊裝過程中直接將墊梁落至定位角鋼內即可，這樣既保證吊裝的精度又增加施工過程中的安全性。

4.4 六四式軍用梁

六四式軍用梁由主桁（標準三角、端構架、標準弦桿、端弦桿）、聯結系（鋼銷、套管螺栓、聯結系槽鋼、二號U型螺栓、三號U型螺栓）、鋼枕橋面（鋼枕、一號U型螺栓、壓軌板、壓軌螺栓）、支座（墊枕、定位角鋼）組成。

六四梁的拼裝應選擇在平整、穩固的場地上進行，根據六四梁的結構依次進行拼接，端構件與標準三角之間采用端弦桿和鋼銷進行聯結；標準三角與標準三角之間采用標準弦桿和鋼銷進行聯結。

六四式軍用梁利用一臺25T吊車進行單片架設，架設順序為向中間一片，然后進行對稱架設，直至完成一孔。每片梁之間采用套管螺栓進行聯結，待整孔架設完畢后安裝聯結系槽鋼，使得7片之間連成一個整體。

鋼枕為廠制直線梁標準件，扣軌槽已固定。由于本橋部分位于曲線上，為使鋪設的軌道順直，不產生折角，施工中采用調整鋼枕橫橋向的長度，使得鋼枕中心與線路中心重合，從而滿足線路的平順。也可采用鋼枕之間添加木枕，鋼枕在橋面上正常布置，鋼軌釘固在木枕上來達到線路平順圓滑的目的。鋼枕與六四式軍用梁采用1號U型螺栓進行聯結。

4.5 軌道施工

鋼枕安裝完畢后進行橋梁軌道施工，鋼軌與鋼枕之間采用壓軌板螺栓進行聯結。施工中需進行軌道的精調，精調采用1-3mm的軌下鐵墊片進行高低和水平的調整，以保證軌道的幾何尺寸，保證運輸安全。

5 結束語

六四式軍用梁具有載重等級高、桿件種類少便于拆裝互換、結構輕便、構造簡單、可用人工或小型機具拼組、架設迅速、運輸方便、周轉使用性高（可作為架橋機和大型現澆梁支架）等特點。本橋梁設計施工可做為同類施工的一種方案，為同類施工提供一定的借鑒。

參考文獻

[1]中國鐵道建筑總公司.六四式鐵路軍用梁手冊[M].北京：中國鐵道建筑總公司，1998.

[2]中國人民解放軍鐵道兵司令部.鐵路橋梁搶修[M].北京：中國人民解放軍戰士出版社，1973.

[3]中華人民共和國住房和城鄉建設部.JGJ94-2008.建筑樁基技術規范[S].北京：中國建筑工業出版社，2008.

[4]中華人民共和國鐵道部.TB10002.1-2005.鐵路橋涵設計基本規范[S].北京：中國鐵道出版社，2005.

作者簡介：何方瑞（1989-），助理工程師，2011畢業于西南交通大學測繪工程專業。