小半徑曲線上D型施工便梁架設(shè)施工技術(shù)

崔慶宏/CUI Qing-hong

(中國鐵路昆明局集團(tuán)有限公司，云南 昆明 650200)

1 工程概況

成昆線K839水害復(fù)舊工程作為2016年“9·17元謀特大山洪泥石流”災(zāi)后復(fù)舊工程，其主體工程為新建1-16m下穿既有線框架橋，箱身軸線與鐵路中垂線成15°夾角，橋長為16m，橫向橋長19.05m，橋內(nèi)凈高為5.0m，凈寬為16m，頂板厚1.2m，底板厚1.4m，邊墻厚1.24m，施工過程中需要架設(shè)D型便梁對既有線路進(jìn)行架空加固，D便梁支撐樁采用直徑1.8m鉆孔樁，樁長35m。

2 施工方案

新建框架橋1-16m，位于既有成昆線下，根據(jù)施工現(xiàn)場等情況，框架橋采用7.225m+24.5m+17.275m三孔D型便梁（一組D24組裝式縱梁7.225+17.275m及一組D24整裝縱梁），架空既有鐵路后開挖框架基坑土方，框架橋施工首先施工6根?1.8m的D便梁支撐樁及一個橋臺，施工前需要設(shè)置3組軌束梁加固線路，其中#0墩-#1墩間軌束梁需一次性抽換18.5m的混凝土枕，施工#0、#1墩橫抬梁時需對軌束梁進(jìn)行移位，待支撐樁及橋臺施工完成后安裝橫抬梁，D便梁架設(shè)后再開挖框架基坑施工框架主體。主體施工完成后及時進(jìn)行過渡段回填、線下回填道砟、拆除D便梁及橫抬梁。

3 D型施工便梁架設(shè)計算

3.1 縱梁選型分析

架空線路便橋采用D24組裝式1組及D24整體式縱梁一組。根據(jù)線路曲線半徑，線路布置及線路間距對照D24型低高度施工便梁設(shè)置表分析。架設(shè)條件參考表1，便梁結(jié)構(gòu)如圖1。

圖1 便梁結(jié)構(gòu)示意圖

3.2 D型施工便梁架設(shè)的參數(shù)

1）橫向限界值的確定梁頂至軌面距離H=323mm，根據(jù)鐵路建筑限界，查得相應(yīng)橫向限界值為1 725mm。

2）外軌超高值現(xiàn)場實測超高值h=100mm。

3）中矢距D24型施工便梁在曲線上采用平分中矢布置，計算正矢值E=149mm，實測得此處正矢值為140mm。

4）曲線兩側(cè)加寬值W內(nèi)=102mm，W外=88mm。

5）側(cè)便梁定位線至縱梁中線距W內(nèi)2 137mm；外側(cè)便梁定位線至縱梁中線距W外2 123mm；確保架設(shè)D型便粱不侵入鐵路限界，確保行車安全，則W內(nèi)+W外= 4 260mm，因此選用長為4 460mm鋼枕。

表1 D24型低高度施工便梁設(shè)置表（軌型60kg/m）

3.3 橫抬梁尺寸

橫抬梁結(jié)構(gòu)尺寸為1組12m×1.20m×0.65m及2組12m×1.05m×0.65m。

4 方案實施

4.1 線路加固

0#墩～1#墩位置布置一組軌束梁、2#墩位置布置一組軌束梁、3#臺位置布置一組軌束梁，分三段對線路進(jìn)行加固。將P43鋼軌、木枕及扣軌配件運(yùn)至施工地段，人工卸至3m以外的鐵路路肩處。抽換木枕前，將木枕按有關(guān)要求整齊地堆碼在路肩上，并用油漆將抽換枕的位置標(biāo)識在鋼軌外側(cè)的軌腰上。按照批準(zhǔn)的封鎖時間，將施工區(qū)域內(nèi)的混凝土枕抽換為木枕，木枕采用再用枕，長度為2.6m。并將抽換出混凝土枕人工搬運(yùn)至線路3m外的路基上整齊擺放。在線路封鎖后，將鋼軌從路肩上搬運(yùn)到已抽換好的木枕上，按3-5-5-3型拼裝成軌束梁。軌束梁成型后，人工調(diào)整好其位置，用U型螺栓及扣軌夾板把軌束梁和木枕牢固地連接成整體，以達(dá)到加固線路的目的。

4.2 便橋支撐樁施工

主要工藝流程為：場地清理—測量放線—現(xiàn)場核對—鉆機(jī)就位—鎖扣護(hù)壁施工—泥漿配制—灌入護(hù)壁泥漿—鉆孔—按循環(huán)周期加入泥漿—測定泥漿指標(biāo)—成孔—檢測簽證—清孔—吊放鋼筋籠—澆筑水下混凝土—成樁養(yǎng)護(hù)。

4.3 線路架空

采用橫抬梁與17.225m、7.225m、24.5m便梁結(jié)合體系架空線路施工，架設(shè)時兩片縱梁中心橫向間距為4.46m。線路架空施工期間，列車慢行45km/h通過施工地段。

4.3.1 施工準(zhǔn)備

1）橫抬梁結(jié)構(gòu)尺寸為12m×1.20m×0.65m、12m×1.05m×0.65m（2組）。

2）24mD型便梁的縱梁（每片重16t）及橫抬梁，采用50t平板拖車一次運(yùn)至施工現(xiàn)場，清理補(bǔ)足扣配件數(shù)量。

3）鉆孔樁成樁后用作支墩，要求頂面平整，樁頂坡度滿足既有線路超高要求，養(yǎng)護(hù)達(dá)到設(shè)計強(qiáng)度后，以垂直線路方向兩棵樁為1組，按設(shè)3組橫抬梁。

4.3.2 橫抬梁安裝

橫抬梁安裝前，根據(jù)橫抬梁安裝高度及安裝位置在線路左、右側(cè)平整場地，夯填碎石找平，然后用枕木和鋼軌鋪設(shè)軌道，場地限制地方搭設(shè)枕木垛，保證橫抬梁安裝位置、高度準(zhǔn)確。利用線路在軌束梁（3-5-5-3）扣軌及慢行限速45km/h時容許最大跨度4.1m的施工條件，在安裝橫抬梁的線路投影位置，分3次掏空線路，先后澆筑左、右側(cè)C25混凝土擋碴墻，兩擋碴墻間凈距按橫抬梁寬度加20cm確定，然后測定橫抬梁安裝高度，掏空槽內(nèi)道碴和底部土體，澆筑C25底板混凝土（厚20cm），作為穿入橫抬梁的導(dǎo)向槽道。

橫抬梁安裝時，利用封鎖點進(jìn)行橫抬梁安裝。用2臺挖掘機(jī)推拉進(jìn)行橫抬梁安裝，穿過線路部分槽道時，在橫抬梁底部墊入1m長?45mm的短鋼管作為滾桿，以便橫抬梁移動。橫抬梁安裝就位后，分別在預(yù)先埋入樁頂?shù)臋M抬梁兩側(cè)鋼板上焊接縱、橫向角鋼（L50×50×5mm），高30cm，防止橫抬梁縱、橫位移。

4.3.3 抽換橫梁

短橫梁采用4.46m的小橫梁。安裝橫梁的位置應(yīng)與枕木位置一致，利用點外作業(yè)計劃對架空段及前后20m線路安設(shè)軌距拉桿進(jìn)行加固。利用批準(zhǔn)的封鎖時間，將木枕抽換成短橫梁。抽換時短橫梁必須按標(biāo)識好位置準(zhǔn)確就位，用專用扣件將橫梁與鋼軌扣連在一起。而后詳細(xì)檢查線路軌距、水平、高低、軌向，對超標(biāo)處及時進(jìn)行調(diào)整。抽換短橫梁前，先在鋼軌外側(cè)的軌腰上用白油漆標(biāo)注好短橫梁的位置，將短橫梁擺放在對應(yīng)位置的路肩上，抽換短橫梁是用自制定位角鋼作為導(dǎo)向架，從一端向另一端逐一抽換短橫梁。

4.3.4 D型便梁縱梁吊裝

D便梁布置形式按D24型（軌型50kg/m）單線曲線（中位）設(shè)置。吊裝架設(shè)在白天進(jìn)行，用兩臺50t汽車起重機(jī)吊裝D便梁縱梁。在吊裝前清空D便梁的安放位置，靠線路一側(cè)道床采用袋裝道碴圍護(hù)支擋。每榀縱梁就位后，兩端立即用5分板、短枕木頭、方木對縱梁進(jìn)行臨時加固，防止縱梁傾覆，2榀縱梁就位加固后，在兩端各連接1根小橫梁，使D便梁形成不易傾覆的整體，然后從縱梁兩端向中心將縱、橫梁用牛腿、連接螺栓等附件全部裝設(shè)牢固。

縱梁就位后，在橫抬梁上距離縱梁外側(cè)25cm位置，分別焊接2根長50cm的30b槽鋼，并在縱梁與槽鋼間塞入短枕木和木楔，防止縱梁橫向移動。

4.3.5 拆除架空便梁恢復(fù)線路正常運(yùn)營

橋身施工完混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計要求后，按照“先裝后拆，后裝先拆”的原則進(jìn)行拆除。拆除橫梁時，必須將預(yù)先備好的道砟回填至枕盒，加強(qiáng)換枕地段搗固養(yǎng)護(hù)，直至線路慢行結(jié)束。

拆除便梁時，先將架設(shè)在D便梁上的各種電線、電纜、接觸網(wǎng)等進(jìn)行改遷，然后依次拆除D便梁上的防護(hù)欄角鋼、扣配件、牛腿、連接桿件，使縱梁與橫梁分離，但D便梁兩端各保留一根橫梁不拆除。

將縱梁支撐加固，拆除最后兩根小橫梁，使用兩臺50t汽車起重機(jī)，設(shè)置在框架橋東西兩頭，拆除D便梁縱梁。縱梁拆除后拆除橫抬梁回填道砟。拆除橫梁時用抽換枕木的方法換入混凝土枕，扣緊螺栓恢復(fù)線路。

5 架空方案實施效果

方案實施后，對便梁的撓度、支座的沉降以及位移進(jìn)行了持續(xù)觀測，觀察列車通過時動力荷載作用下便梁產(chǎn)生的撓度，發(fā)現(xiàn)最高值為22.1mm＜l/800=30.6mm，滿足安全要求。

得益于精確良好的樁基礎(chǔ)施作、縱梁布置、縱橫向限位措施，支座位置處設(shè)置的位移及沉降觀測樁在整個架空過程中最大位移為14mm，最大沉降量為7mm，均滿足安全要求。

6 結(jié) 語

線路參數(shù)的準(zhǔn)確掌握以及精密的計算，合理使用已有材料構(gòu)件，選用最合適的線路架空形式是施工方案確定的基礎(chǔ)。在實際施工中嚴(yán)格控制架空設(shè)備安裝質(zhì)量和支撐樁施工質(zhì)量，加強(qiáng)各連接處的日常檢查，確保架空體系各部位的有效性是成功施工的關(guān)鍵。在整個方案實施中，由于外軌超高的存在，導(dǎo)致外軌側(cè)絕緣軌距塊損耗較快，給軌道電路及線路安全造成一定的風(fēng)險，提醒在今后的工程實踐中選用抗沖擊強(qiáng)度更高的絕緣軌距塊。