采用大型汽車吊更換營業線梁片的施工組織與工序控制

李曉明

（中國鐵路北京局集團有限公司北京工程項目管理部，北京 100005）

1 工程概述

石太線166#橋為單線三孔1～20.5 m 鋼板梁，167#為單線三孔1～20 m 鋼板梁明橋面。P60 木枕無縫線路，枕木按1886根/km 布置，枕木兩側采用15 cm×15 cm 方木進行縱向加固。P60 護軌，線路中心鋪設80 cm 寬，5 mm 厚花紋鋼板。橋梁兩側設有0.5 m 寬角鋼支架人行道，與鋼梁采用螺栓連接。設有檢查梯與墩頂連接，橋梁所在鐵路為電化鐵路。

更換為T 梁，新梁與既有梁高度基本一致。線路為新III 型橋枕有碴線路，上跨河流，梁底距地面3 m。

2 工程特點

166#、167#橋跨越河道，橋梁建筑高度低，交通較便利，具備汽車運輸T 梁到現場并采用汽車吊吊裝架梁的方式進行橋梁更換的條件。而不利于施工的條件有：該橋位于鐵路營業線上，上有接觸網，可供施工時間較短，不能長時間影響鐵路運輸；施工工序繁多、場地狹小；換梁工作與工務、電務、車站、貨運段等站段都有關聯。所以，施工前要做好充分溝通確認，確保點內、外工作順暢。

3 總體施工組織安排

鑒于橋梁結構尺寸及工程特點，確定采用兩臺500 t 汽車吊進行更換軌排及換梁工作。正式換梁前要進行不少于30 d的點外施工準備：主要進行吊車站位平臺搭設、河道處理、橋臺和橋墩包打、支撐墊石鉆孔、橋臺漿砌片石拆除和恢復、線路備料、組裝軌排、探溝開挖等；不少于6 個封鎖點的正式換梁前施工準備（主要進行線路放散、更換短軌、試頂既有T梁）；正式換梁采用“每點一孔”的方式進行，每個封鎖點6 h；全橋換梁后需要3 個封鎖點的施工（主要進行澆筑橫隔板混凝土、梁體橫向張拉注漿、恢復橋上無縫線路、恢復護軌及欄桿扶手等工作）。換梁方案及封鎖施工時間，要經過路局審批后方可實施。

166#、167#橋均為雙孔梁，采用兩臺500 t 汽車吊臺吊換梁。吊車站位于靠近167#橋側的執政公路綠化帶上，封鎖點內先更換166#橋、再更換167#橋。換梁點內汽車吊進行I 級換梁施工、線路上碴、小機搗固，換梁結束后，45 km/h 慢行7 d（橫隔板和橫向張拉完成后方可恢復常速）。

4 各道工序控制

4.1 換梁前點外施工準備

4.1.1 施工條件調查及場地布置

調查工程所處位置交通情況、水電情況、場地情況；并依據現場實際情況，本著少占地、因地制宜、方便施工、滿足項目施工水電的需要的原則，盡量集中布置，便于管理。臨時設施布置在橋下空曠地帶，用于施工機具、材料加工及看守人員臨時生活工棚。本橋施工橋臺包打等臨近營業線施工期間現場自備一臺150 kW 發電機，換梁封鎖施工期間現場自備兩臺300 kW 發電機，可以滿足項目施工的用電需求。施工用水從就地取用。

4.1.2 既有設備檢查

（1）對懸掛在橋上的光、電纜等進行調查，需路局組織相關站段單位及施工單位進行確認并在換梁前進行改移，以免影響換梁工作：①橋頭兩側挖出光電纜預留；②將既有光電纜綁扎在吊掛鋼絞線上，并綁扎牢固；③橋頭兩側將裸露光電纜編織袋裝土進行防護；④換梁施工過程中現場準備光纜、電纜、光纜熔接機、電纜接續器具和防護材料，做應急施工準備，現場設專人看守、巡視防護；⑤換梁施工完成后，將光電纜按設計要求恢復；橋頭兩側光電纜入土處加蓋防護材料，埋設光電纜警示標識。

（2）對既有梁長、梁縫、既有支座的尺寸及既有支座之間距離進行調查，進而確保更換新梁時各個結構尺寸正確，為順利完成新梁架設提供精準的技術參數。

（3）對既有橋梁支撐墊石、地腳螺栓等利舊部位進行檢查，確認橋墩、墊石強度及幾何尺寸，要與設計方及工務部門溝通，確定加固方案，以免換梁后達不到加固要求。

4.1.3 技術準備

提前在橋墩墊梁石、鋼板及支座下鋼板上彈出十字線和標高控制點，準備支座拆除工具、新螺栓、扳手、自流平砂漿材料、干硬性砂漿材料等工料機。

檢查新梁質量，復核梁長、支座位置和支座類型，確定吊車占位，提供梁片出廠合格證明并報驗。

4.1.4 機械準備

本次施工吊車位于線路靠公路一側，分別對應太原及石家莊兩橋臺占位。根據作業半徑計算以及新、舊梁重情況分析，最不利工況為166#外側新T 梁吊裝，其作業半徑21 m，臂長47.8 m，吊裝總重85 t（圖1）。

根據以上數據查吊車性能表，確定選用2 臺500 t 吊車進行拆舊梁及吊新梁施工。按最不利工況考慮，允許最大吊重為121.6 t，新梁重72 t，附屬角鋼重4.2 t，20 cm 底砟重8.9 t，吊裝新梁總重85.1 t，67×2/85.1=1.58。

4.1.5 線路相關工程準備

在施工現場空余場地提前準備鋼軌、III 型枕及其他配件，按照每公里（千米）1667 根進行組裝，軌排組裝長度與既有梁縫間長度一致，組裝完成后進行驗收。

4.2 更換T 梁前的“要點”準備施工

4.2.1 放散既有無縫線路并更換短軌

所述兩座橋上皆是無縫線路，在換梁前需拆除橋上護軌：將拆除的護軌運出施工橋梁位置；進行放散并更換短軌。應力放散和拆除護輪軌在III 級封鎖點內進行，先進行應力放散并將橋上長軌切成短軌，短軌用鋼軌連接線進行封連，保持軌道電路良好。護輪軌采用人工配合吊軌小車拆除，從石家莊方側向太原方側逐對拆除。給點后采用松扣器將護輪軌扣件松脫，人工使用撬棍將護輪軌撥至正線鋼軌外側枕木頭一定位置，每根護輪軌在中間及兩端3 個點處安裝吊軌小車，以正線鋼軌為導向軌將護輪軌運至橋臺兩側路肩指定位置，堆碼整齊。

按照此方法逐對拆除。

4.2.2 橋梁既有附屬設施施工準備

（1）捆綁吊繩。為方便在換梁時候吊出既有梁，需提前在每孔梁距梁端2.1 m 位置在不影響行車的前提下將吊梁鋼絲繩提前穿入，以減少點內穿鋼絲繩時間。

（2）拆除既有橋梁欄桿（含步行板）。在換梁施工點前，將既有欄桿人工割斷拆除，則換梁點內不必占用大量時間拆除欄桿。為確保安全，可以考慮將既有欄桿按照一定間距割斷，以減少換梁點內拆除欄桿所用時間。

圖1 施工現場

4.2.3 既有T 梁試頂

（1）鑿除梁間混凝土。經路局同意，在換梁點前，在保證行車安全前提下，將梁間混凝土全部鑿除。

（2）松動地腳螺栓。在正式吊梁施工前，對既有地腳螺栓涂油松動、既有鋼梁試頂并復緊螺栓，以保障既有梁體可以順利吊出。

在試頂時候需將橋上短軌的接頭解開，在換梁前封鎖點內采用100 t 千斤頂進行試頂梁，每孔梁放置4 臺千斤頂。千斤頂需同步，試頂高度不超過10 mm 且須保證螺桿不露出支座下座板螺栓孔。

5 點內施工方法及工藝流程

5.1 點內施工流程

點內施工流程：接觸網停電、現場防護→撥移接觸網→汽車吊對鋼梁軌排吊除→掛鋼絲繩、清理橋面→鑿除墊石、安裝鋼墊塊→吊裝166#橋第一片新梁→吊裝166#橋第二片新梁→吊裝166#橋新軌排→吊裝167#橋第一片新梁→吊裝167#橋第二片新梁→吊裝167#橋新軌排→恢復線路。

采用兩臺500 t 汽車吊，利用一個360 min 封鎖點按166#→167#橋順序逐孔進行換梁施工。舊梁拆除采取軌排和鋼梁整體吊除。新梁分片吊裝，每片吊裝前鋪設底碴、安裝人行道支架及支座一次吊裝就位。點內需撥移接觸網配合，點閉前恢復。

5.2 換梁施工步驟

每孔換梁施工共分為12 步驟進行，用時360 min。

第一步，接觸網停電、現場防護（作業時間10 min）。工作內容：接觸網掛地線，現場設置兩橫一縱回流線，設置作業標及防護員。

第二步，撥移接觸網（作業時間20 min）。工作內容：接觸網撥移長度200 m，撥距1.5 m，同時拆除軌道夾板，切割支座，預頂梁。

第三步，鋼梁軌排吊除（作業時間20 min）。工作內容：點內固定吊裝裝鋼絲繩，點內掛鉤，4 臺100 t 千斤配合頂梁。整體吊出166#。

第四步，掛鋼絲繩、清理橋面（作業時間30 min）。工作內容：點前固定吊裝鋼絲繩，點內掛鉤，4 臺100 t 千斤配合頂梁。清理橋面附屬影響部分。鑿墊石頂面、鋪砂漿、鋪鋼板支座灌漿，與此同時4 臺100 t 千斤配合頂梁，吊出167#鋼梁軌排。

第五步，鑿除墊石、安裝鋼墊塊（作業時間60 min）。工作內容：人工采用風鎬鑿除墊石，水鉆施工錨栓孔16個，鋪設干硬砂漿，安裝鋼墊塊，錨固螺栓。主要線路占用時間60 min。

第六步，吊裝166#橋第一片新梁（作業時間30 min）。工作內容：先吊裝遠離吊車166#的新T 梁，新T 梁就位后用斜支撐加固，同時焊接支座與墊石鋼墊塊。

第七步，吊裝166#橋第二片新梁（作業時間30 min）。工作內容：新T 梁就位后用斜支撐加固，同時焊接支座與墊石鋼墊塊。汽車吊吊裝靠近吊車的新T 梁，吊裝就位后斜支撐加固，同時解除鋼絲繩，焊接橫向連接鋼板。

第八步，吊裝166#橋新軌排（作業時間20 min）。工作內容：人工配合汽車吊吊裝166#橋新軌排。作業時間20 min。同步焊接橫隔板鋼板。

第九步，吊裝167#橋第一片新梁（作業時間30 min）。工作內容：先吊裝遠離吊車167#的新T 梁，新T 梁就位后用斜支撐加固，同時焊接支座與墊石鋼墊塊。

第十步，吊裝167#橋第二片新梁（作業時間30 min）。工作內容：新T 梁就位后用斜支撐加固，同時焊接支座與墊石鋼墊塊。汽車吊吊裝靠近吊車的新T 梁，吊裝就位后斜支撐加固，同時解除鋼絲繩，焊接橫向連接鋼板。作業時間從166#橋完成后開始計算為140 min。

第十一步，吊裝167#橋新軌排（作業時間20 min）。工作內容：人工配合汽車吊吊裝167#橋新軌排。作業時間20 min。同步焊接橫隔板鋼板。

第十二步，恢復線路（作業時間60 min）。將軌排在幾個點抬高并用道碴墊實，人工補足面砟，沿線路均勻散布，拍實道床。檢查接頭螺栓及扣件是否緊固，檢查線路方向、水平、前后高低、軌距等。作業時間60 min。

6 換梁點后施工

6.1 安裝人行道步行板、L（形）擋碴塊

換梁結束后，利用臨近既有線監督計劃完成人行道步行板、L 擋碴塊等安裝，提前將材料機具倒運至橋頭兩側，利用人工安裝就位。

6.2 新梁橫向連接施工

T 梁更換完成后，利用鄰近營業線監督計劃進行橫隔板的鋼筋綁扎、混凝土澆筑，達到設計強度后，進行張拉壓漿，壓漿強度滿足設計要求后進行提速恢復。換梁結束后45 km/h 慢行7 d恢復常速。設計要求橫隔板混凝土強度、彈性模量達到要求且不少于5 d 才可進行橫向張拉，同時考慮到9 月份氣候轉涼，張拉后富裕2 d 進行壓漿、封錨、防水等作業。

新T 梁橫隔板用鋼筋、鋼絞線等按照設計圖紙及技術交底要求進行加工、切割，鋼筋提前綁扎成整體，放入橫隔板位置后與梁體預留鋼筋進行焊接；橫隔板模板料橫向必須大于橫隔板混凝土澆筑面20 cm，保證每邊搭接10 cm。模板安裝前必須打磨干凈并涂抹涂膜劑，以保證新澆筑混凝土面的光澤。橫隔板底模安裝，采用對拉筋對拉。

混凝土在澆筑前，先用水濕潤，若接縫有殘渣，則用水沖洗干凈，采用插入式振搗棒做好振搗，混凝土面凝結后，用土工布覆蓋灑水，養護時間不少于7 d。

達到設計強度后，進行張拉壓漿，壓漿強度滿足設計要求，恢復常速。張拉、壓漿具體施工要求如下：①張拉順序，先張拉跨中橫隔板預應力鋼絞線，然后由中間向兩端對稱張拉其它各處橫隔板預應力鋼絞線。各處預應力鋼絞線也由中間向兩端對稱張拉，全部張拉完畢后對先張拉的預應力筋進行檢查，如張拉力下降，則須補拉；②切割外露預應力鋼絞線，灌注梁腹板外側封錨混凝土，封錨前應對錨具進行防水處理。

橫向預應力采用單端張拉，張拉端可位于同一側，單線梁張拉端采用低回縮式錨具，固定端采用普通錨具，錨墊板采用配套錨墊板，張拉千斤頂采用配套千斤頂，橫向預應力張拉完成后及時進行封錨。

6.3 漿砌片石恢復

利用臨近營業線監督計劃進行恢復，漿砌片石恢復施工前，應將坡面雜質、浮土、松動石塊及表層風化破碎巖體等清除干凈。防護工程的各種防護都必須加強基礎處理和圬工質量，防止水流沖刷和淘空，保證路基穩定。砌體宜用15 cm 以上的片石，砌體應分層、分段砌筑，漿砌片石采用擠漿法砌筑，應坐漿飽滿，鋪砌時自下而上進行，砌塊不得大面平鋪，各砌塊的砌縫應相互錯開。錯縫一般為7～8 cm，不得有通縫和空縫，表面平順整齊，與邊坡嵌接牢固密貼，不得松動，嚴禁浮塞。砂漿在砌體內必須飽滿、密實，不得有懸漿。勾縫前，應先將松動和變形處修整完好，漿砌片石應進行灑水養生。砂漿凝固后，墻面全部刷干凈，使外貌整潔美觀。

6.4 橋頭抽換枕木

既有橋頭每側有33 根木枕，兩座橋共計132 根木枕。為滿足要求，在166#、167#橋換梁結束后，利用封鎖點將132 根木枕全部人工抽換為III 型枕，布置方式為1667 根/km。

7 結束語

目前在較多的既有線上橋梁都需要進行加固或更換施工，在鐵路營業線上更換鋼梁或T 梁，在橋梁建筑高度較小、接觸網線路、不具備架橋機換梁的條件時，可以采用汽車吊的方式更換鋼梁或T 梁。在施工工藝和對既有線影響方面，與架橋機換梁相比，汽車吊換梁功效更高，成本更低，安全系數更高。所以，只要條件具備，在鐵路營業線上更換梁片首選方式為汽車吊方式。為確保施工安全，必須做到以下3 點：①充分進行現場調查，與鐵路主管部門充分溝通，充分預想、反復論證并形成穩定的施工方案；②成立專門組織機構，形成統一指揮，將方案細化為一道道工序，針對這些工序成立工序準備及卡控小組，嚴格將方案要求的各項準備工作全部落實到位；③在充分調查及檢算的前提下進行機械選型，機械站位、地基處理、機械有效作業空間均是換梁成功的關鍵要素。做到以上3 點后，方可以采用汽車吊進行更換梁體施工。