上跨鐵路既有線關(guān)鍵架梁技術(shù)探析

耿永征

（中鐵十八局集團(tuán)第二工程有限公司，河北 唐山 064000 ）

某鐵路橋與既有鐵路為大角度斜交形式，建成后橋下凈空不小于7.96m。跨鐵路三跨一聯(lián)（20m-50m-20m），其中20m橋跨采用裝配式預(yù)應(yīng)力砼簡支箱梁，50m橋跨采用裝配式預(yù)應(yīng)力砼簡支T梁。下部結(jié)構(gòu)為圓形墩柱，鉆孔灌注樁基礎(chǔ)，橋面采用分離式雙幅形式，兩幅橋面間有0.5In的間隙，單幅橋面凈寬10.75m，橋面總寬24.5m。

1 作業(yè)內(nèi)容及施工重難點(diǎn)

作業(yè)內(nèi)容：路跨線橋50mT梁梁板安裝施工。

施工重難點(diǎn)：架梁上跨的鐵路為營業(yè)線，梁板架設(shè)工序銜接緊、任務(wù)重，基本沒有容錯(cuò)的可能，因此施工組織顯得尤為重要。

2 施工方案

2.1 所架設(shè)T梁自重計(jì)算

T梁理論重量根據(jù)《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》（GB50009-2012）[1]，取C50鋼筋混凝土自身容重2·6kN/m3參考設(shè)計(jì)圖紙給出的梁板理論方量及外露護(hù)欄等鋼筋重量，具體理論重量計(jì)算如下：

混凝土的理論重量=方量*單位混凝土重量

鋼筋的理論重量=單位鋼筋的重量*每根鋼筋長度*根數(shù)

護(hù)欄鋼筋按照施工圖紙，外露部分直徑為20鋼筋，按照外露長度單根2.4m計(jì)算，50mT梁共333根，折合理論重量[2]計(jì)算如下：50mT梁：2.47×2.4×333=1.97t。

主梁中橫隔梁預(yù)制部分、端橫梁預(yù)制部分以及梁體頂部兩側(cè)預(yù)留銜接鋼筋為直徑25和12的熱軋帶肋鋼筋，其中Ф25的帶肋鋼筋按照外露0.3m計(jì)算，50mT梁共計(jì)16根；Ф12按照0.5m計(jì)算，50T梁共計(jì)333根，計(jì)算公式如下：50mT梁：3.85×0.3×16+0.89×0.5×333=0.4t。

護(hù)欄鋼筋只涉及邊梁，梁板理論重量計(jì)算見表1。

表1 50mT梁理論重量

由表1可計(jì)算，50mT梁最大梁板自重為188.4t。

2.2 梁板縱橫坡度說明

該橋位于橋面縱坡0.3%的下坡縱斷面上，橋面橫坡為2%，橋機(jī)兩支腿間距6.5m、高差13cm，橋機(jī)地軌下方采用混凝土基礎(chǔ)施工方式找平。

2.3 架橋機(jī)各支腿位置、尺寸及受力檢算

架橋機(jī)組裝完畢，施工前架橋機(jī)各支腿位置、尺寸為：1#支腿的端頭和2#相距2m，2#和3#相距36m，3#和4#相距29m，4#和5#的端頭相距35m，橋機(jī)共長102m，備用動(dòng)力支腿與3#支腿相鄰（見圖1）。架橋機(jī)全部支撐點(diǎn)位均采用C30混凝土條形基礎(chǔ)設(shè)置[3]，其基礎(chǔ)尺寸分別為：

圖1 各支腿位置與尺寸斷面示意

1#支腿高度為3.42m，可調(diào)整±20cm。1#支腿混凝土底標(biāo)高為1974.64m，橫梁底砼基礎(chǔ)高23cm，主梁底標(biāo)高設(shè)為整體的基準(zhǔn)面，標(biāo)高為1978.29m。

主梁標(biāo)高=支撐面底標(biāo)高+軌道橫梁砼基礎(chǔ)高度+支撐高度=1974.64m+0.23m+3.42m=1978.29m。

2#支腿高度為2.35m，支撐條形基礎(chǔ)最小厚度40cm，軌道橫梁砼基礎(chǔ)底標(biāo)高1975.54m。

主梁標(biāo)高=軌道橫梁砼基礎(chǔ)底標(biāo)高+條形基礎(chǔ)厚度+支腿的高度=1975.54m +0.40m +2.35m =1978.29m。

3#、4#、5#支腿和備用動(dòng)力支腿自身高度為2m，可上升高度為80cm。支撐面采用C30砼條形基礎(chǔ)。此三處支腿點(diǎn)位以及備用支點(diǎn)處標(biāo)高均與前兩個(gè)支點(diǎn)的標(biāo)高保持一致。如果支腿高度不夠，準(zhǔn)備質(zhì)量好的方木墊高支腿，方木緊湊擺放，上下層橫豎交錯(cuò)[4]。

架橋機(jī)自重定位230t，邊跨邊梁自重為188.4t，T梁架 設(shè)時(shí)1#和2#支撐點(diǎn)位為主承重，均承重209.21;主梁進(jìn)入橋機(jī)架設(shè)區(qū)域時(shí)3#、4#、5#支撐點(diǎn)位為主承重，此三處支點(diǎn)均承重104.6t。根據(jù)《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50010-2010）[5]得出以下公式，重量取1.1的系數(shù)。

混凝土受力公式[6]為：Fl≤ 1.35×βc×βl×fc ×Aln

式中：Fl—局部受壓面上作用壓力設(shè)計(jì)值；fc一混凝土軸心抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值；βc—混凝土強(qiáng)度影響系數(shù)，C30的混凝土取值為1；β1一混凝土局部受壓時(shí)的強(qiáng)度提高系數(shù)；AI—混凝土局部受壓面積；AIn—混凝土局部受壓凈面積；Ab—局部受壓的計(jì)算底面積。

經(jīng)計(jì)算所得混凝土基礎(chǔ)滿足梁板架設(shè)需要。

2.4 梁板架設(shè)前準(zhǔn)備工作

（1）對(duì)墊石和支座進(jìn)行檢查，其標(biāo)高、平整度等指標(biāo)要符合要求。（2）對(duì)負(fù)責(zé)梁板安裝的技術(shù)、設(shè)備操作人手進(jìn)行培訓(xùn)，提高其業(yè)務(wù)能力。（3）對(duì)架梁中所使用的簡易千斤頂、倒鏈、鋼板、支撐墊木以及架設(shè)過程中使用的其他機(jī)械設(shè)備進(jìn)行仔細(xì)檢查。（4）在正式吊梁前，對(duì)橋機(jī)進(jìn)行試吊、試運(yùn)行。

2.5 架橋機(jī)過孔步驟[7]

（1）檢查架橋機(jī)各部位設(shè)備、電路工作狀態(tài)。前天車位移至3#支腿頂部，后天車位移至后端4m-6m的位置，前后天車均處于制動(dòng)狀態(tài)， 2#、3#、4#、5#支撐點(diǎn)位受力。

（2）1#和5#支腿收起。通過2#支腿、備用支腿上的動(dòng)力裝置將主梁以1.57m/min向前移動(dòng)30m，前天車同步后移30m，前天車相對(duì)地面是靜止?fàn)顟B(tài)。2#、3#、備用動(dòng)力支撐、4#支腿受力，后天車處于制動(dòng)狀態(tài)，用時(shí)20min。

（3）后天車往前運(yùn)行24m。前、后天車距離5m，4#支腿前移19m，距離3#支腿10m。運(yùn)梁車運(yùn)梁到后天車，后天車用鋼絲繩兜住梁板，前天車處于制動(dòng)狀態(tài)，2#、3#、4#以及備用動(dòng)力支撐受力，4#支腿是機(jī)動(dòng)性支腿，用時(shí)20min。

（4）后天車提升梁板。不能將梁板吊離運(yùn)梁車，架橋機(jī)主梁繼續(xù)向前20m，運(yùn)梁車不動(dòng)，前、后天車向后同步向后運(yùn)行。1#支腿支撐，3#支腿距離5#支腿14m，1#、2#、3#、4#以及備用動(dòng)力支撐受力，4#支腿是機(jī)動(dòng)性支腿，過孔到位，用時(shí)20min。

（5）前天車前行34m。距離2#支腿2m處，后天車處于制動(dòng)狀態(tài)，前、后天車距離39m，鎖定橋機(jī)，進(jìn)人待架梁狀態(tài)。1#、2#、4#支腿受力，需要用時(shí)20min。架橋機(jī)完成全部過孔工序達(dá)到架設(shè)條件總計(jì)80min。

2.6 架橋機(jī)架梁步驟[8]

2.6.1 中梁架設(shè)步驟

（1）運(yùn)梁車將梁板運(yùn)至主梁正下方，梁板要與主梁中心線相對(duì)應(yīng)。將前天車鋼絲繩捆綁梁板，1#、2#、3#支腿受力，4#支腿起輔助作用，5#和備用動(dòng)力支撐不受力，前、后天車處于制動(dòng)狀態(tài)，用時(shí)10min。

（2）前天車將梁板提起，梁板穩(wěn)定后前天車向前運(yùn)行6m，運(yùn)梁車同步前進(jìn)6m,前、后天車相距45m。將后天車的鋼絲繩捆綁在梁板上，后天車處于制動(dòng)狀態(tài)，用時(shí)15min。此時(shí)1#、2#、3#支點(diǎn)均受力，4#支點(diǎn)在梁體前移過程中起輔助作用。

（3）后天車將梁板的后端提起，梁板穩(wěn)定后前、后天車以相同的速度前行，運(yùn)梁車退回繼續(xù)運(yùn)梁，前天車前進(jìn)至距離1#支腿3m處，前、后天車同時(shí)停止前進(jìn)，用時(shí)10min。此時(shí)1#、2#、3#支點(diǎn)均受力，4#支點(diǎn)在梁體前移過程中起輔助作用。

（4）主梁移至待架點(diǎn)位，同時(shí)將3#、4#支腿收起。3#、4#、5#和備用動(dòng)力支腿不受力，1#、2#支腿受力，前、后天車處于制動(dòng)狀態(tài)，再次檢查各支腿和天車的狀態(tài)，以及確保橫移軌道上無障礙物，用時(shí)15min。

（5）前、后天車同時(shí)降落梁板，距離墊石5cm時(shí)停止降落，梁板穩(wěn)定后，架橋機(jī)的橫移調(diào)整梁板的左右位置，進(jìn)行梁板安裝，梁板安裝到位同時(shí)進(jìn)行梁板加固，1#、2#支腿受力，3#、4#、5#和備用動(dòng)力支腿不受力，安裝完成，用時(shí)30min。架設(shè)中跨、邊跨中梁用時(shí)80min。

2.6.2 邊梁架設(shè)步驟[8]（如圖2所示）

圖2 邊梁架設(shè)步驟

步驟（1）、（2）同中梁架設(shè)。

（3）梁體穩(wěn)定后架橋機(jī)攜梁橫移2.4m，平均速度為1.57m/min。前、后天車左右橫移處于制動(dòng)狀態(tài)不動(dòng)，前、后天車可向前或向后移動(dòng)調(diào)整梁板位置。梁板橫移至臨近邊梁的墊石上降低，距離墊石5cm時(shí)停止降落，準(zhǔn)備橫移橋機(jī)，需時(shí)20min。

（4）架橋機(jī)以1.57m/min橫向移動(dòng)，橫移到主梁距離鋼絲繩穿掛點(diǎn)10cm處，停止移動(dòng)。前、后天車均進(jìn)行制動(dòng)。此時(shí)1#與2#支撐點(diǎn)位受力，3#、4#、5#、備用動(dòng)力支點(diǎn)不受力，用時(shí)20min。

（5）架橋機(jī)攜梁以1.57m/min橫移2.4m，到達(dá)指定落梁位置。前、后天車在橋機(jī)攜梁橫移過程左右橫移處于制動(dòng)狀態(tài)，前、后天車可向前或向后移動(dòng)來調(diào)整落梁的前后位置，需時(shí)30min。安裝邊梁完成用時(shí)95min。

3 安全控制要點(diǎn)

跨鐵路架梁需在鐵路局給定的天窗時(shí)間（一般為110min）內(nèi)完成，這就要求人員組織、安全防護(hù)、工序銜接等準(zhǔn)確高效，不能出現(xiàn)意外。

（1）在架梁前，要對(duì)所有施工和技術(shù)人員開展崗前安全質(zhì)量教育培訓(xùn)，設(shè)備操作人員必須持證上崗，具備特種設(shè)備操作證書，另外要強(qiáng)化施工和技術(shù)人員的各項(xiàng)培訓(xùn)以及績效考評(píng)。（2）配備專職的安全人對(duì)跨鐵路架梁施工全過程進(jìn)行認(rèn)真細(xì)致的監(jiān)控。（3）跨鐵路架梁在運(yùn)輸梁體前，要百分百保證保橋機(jī)的防滑移系統(tǒng)、吊裝結(jié)構(gòu)等設(shè)備的安全性能，確保萬無一失。（4）在進(jìn)行跨鐵路架梁吊裝作業(yè)時(shí)，在起吊及移動(dòng)范圍不讓人員進(jìn)入，務(wù)必保證吊具的安全、可靠。（5）非施工作業(yè)人員不得進(jìn)入跨鐵路架梁施工作業(yè)現(xiàn)場。（6）施工作業(yè)和技術(shù)人員要嚴(yán)格執(zhí)行佩戴安全帶和安全帽、穿防滑鞋等必要的防護(hù)措施。（7）在惡劣的施工環(huán)境，如暴風(fēng)、下雪、冰雹、雷陣雨等天氣，以及夜間情況，不許進(jìn)行架梁、運(yùn)梁、吊梁等相關(guān)施工。（8）對(duì)架橋機(jī)的主支腿以及支承墊石間支承進(jìn)行強(qiáng)化，不許在未進(jìn)行支承密實(shí)、穩(wěn)固的前提下匆忙施工。施工時(shí)切實(shí)強(qiáng)化監(jiān)控主支腿，嚴(yán)禁進(jìn)行無監(jiān)控和野蠻施工。

4 結(jié)語

通過分析某鐵路橋段上跨既有線架梁施工工藝，可知該類施工可使用時(shí)間非常有限，如何在有限的時(shí)間內(nèi)安全完成施工任務(wù)成為最重要的問題。整個(gè)施工過程既在與時(shí)間賽跑，工序銜接又不能出現(xiàn)任何差錯(cuò)。這些都需要精心組織，需要機(jī)械設(shè)備的良性維護(hù)和全體人員的通力合作。