淺談頂橋工便梁線路加固方法

丁國(guó)盛

隨著近十年來鐵路“大提速”的高速發(fā)展,鐵路客運(yùn)列車進(jìn)入準(zhǔn)高速發(fā)展的時(shí)代,貨運(yùn)進(jìn)入專線重載的發(fā)展階段,過去既有鐵路的平交道口,嚴(yán)重地威脅著鐵路的運(yùn)營(yíng)安全。為了確保鐵路的正常運(yùn)營(yíng),鐵道部、各鐵路局都有計(jì)劃地進(jìn)行了“平改立”改造施工。橋涵頂進(jìn)作業(yè)中,線路加固是保障行車安全的核心,合理的加固方案是確保行車安全的重要保障。

下面根據(jù)我們項(xiàng)目部在保滄高速公路下穿朔黃鐵路框架橋施工中,采用工便梁線路加固方法所取得的經(jīng)驗(yàn)和體會(huì),談?wù)劰け懔壕€路加固方法的優(yōu)缺點(diǎn)。

1 工程概況

該橋設(shè)計(jì)為16.5-16.5 m兩孔鋼筋混凝土框架橋,與鐵路法線斜交角度為58°,穿越朔黃鐵路雙股道?？驑?gòu)內(nèi)凈高5.9 m,橋全高7.9 m,框構(gòu)主體長(zhǎng)19.76 m,前端設(shè)4.0 m鋼筋混凝土懸臂刃角,后端設(shè)3.5 m平衡擋墻,框架橋中、邊墻厚均為1.0 m,底板厚1.1 m,頂板厚0.9 m,框架橋預(yù)制在線路左側(cè),一次從線路左側(cè)頂進(jìn)就位。

2 方案比選

在施工組織設(shè)計(jì)方案中,線路加固方案我們按照設(shè)計(jì)院提供的3-7-3吊軌方案進(jìn)行了編制,工便梁線路加固方案作為備用方案進(jìn)行了編制。2006年4月6日在石家莊工會(huì)大廈召開了《施工組織設(shè)計(jì)方案》評(píng)審會(huì),經(jīng)過朔黃鐵路公司專家認(rèn)真評(píng)審,一致通過了線路加固方案采用《工便梁線路加固方案》。

3 簡(jiǎn)述工便梁線路加固方法

3.1 工便梁

在線路兩側(cè)路肩上采用Ⅰ115型工便梁,每組為(16+16+16+8)m=56 m,用縱向連接板連接起來組成56 m長(zhǎng)工便梁,接頭連接板采用等強(qiáng)度連接,由上下夾板兩組和一組腹板組成;兩線間縱梁采用H40 H鋼,由4根16 m長(zhǎng)H40 H鋼連接組成64 m連續(xù)梁。

3.2 橫抬梁

橫抬梁采用四組長(zhǎng)16 m 3片Ⅰ63工字鋼組,橫抬梁與工便梁采用U形扣件連接,除一組能直接架設(shè)在挖孔樁上和抗移樁上不動(dòng)以外,其他三組橫抬梁一端架設(shè)在挖孔樁上,一端擱置于框架頂端,當(dāng)框架每頂進(jìn)1 m時(shí),利用列車運(yùn)行間隙,將橫抬梁向前移動(dòng),如此反復(fù)、抽移,直到抗移樁上及箱身就位。

除四組橫抬梁外,其他部位的橫梁采用L=12 m Ⅰ50工字鋼,L=4.93 m H20鋼枕,此類橫梁在混凝土枕空間穿入,每隔1.0 m穿入一根,與鋼軌接觸面墊好絕緣板,橫梁兩端和中間用U形扣件與縱梁連接。

3.3 支撐樁及抗移樁

1)支撐樁。在線路兩側(cè)路肩上各設(shè)一排支撐樁,各排7根,作為Ⅰ115工便梁的支墩,在兩線間設(shè)一排6根支撐樁,作為中間H40 H鋼便梁的支墩。

所有支撐樁直徑為 1.0 m,除 1號(hào)、7號(hào)、8號(hào)、13號(hào)、14號(hào)、20號(hào)樁深度為3 m外,其他支撐樁挖深為11 m(要求樁底部埋深超出框架橋底部大于2 m)。

1號(hào)、7號(hào)、8號(hào)、13號(hào)、14號(hào)、20號(hào)樁采用C20片石混凝土澆筑,其他樁采用鋼筋混凝土澆筑。

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2)抗移樁。在預(yù)制框架橋?qū)γ娴穆坊吰律显O(shè)一排3根抗移樁,抗移樁要設(shè)在框架橋就位后離前端刃角邊1.0 m的位置上,不得妨礙框架橋就位?？挂茦吨睆綖?.0 m,采用C20鋼筋混凝土澆筑,頂端要做成臺(tái)階樁,一半為支撐面,一半為頂面。

抗移樁的作用:a.支撐3片Ⅰ63工字鋼組橫抬梁;b.當(dāng)框架橋頂進(jìn)過程中,框架橋進(jìn)入線路后,線路與橋面的摩擦力加大,線路易于框架橋頂進(jìn)方向變形,抗移樁就起到了抵抗線路變形的作用。

便梁檢算、工字鋼橫抬梁檢算、影響線計(jì)算及支撐樁布置通過計(jì)算符合規(guī)范要求,在此處不再羅列。

3.4 線路控制

1)軌距控制:因混凝土枕按原位不動(dòng)、不抽換,其軌距靠混凝土枕來控制,確保軌距符合要求。

2)線路的橫向控制:利用10 cm×10 cm方木支撐,一端頂在縱梁上,一端頂在軌腰部,每1.0 m設(shè)置一組,左中右對(duì)稱布置。

3)縱梁橫向控制:在縱梁中部框架橋頂進(jìn)部位設(shè)置6個(gè)10 t導(dǎo)鏈,一端固定在縱梁上,另一端固定在箱頂預(yù)埋地錨上,箱身頂進(jìn)時(shí),導(dǎo)鏈同時(shí)拉緊,以觀察縱梁及線路不變形為宜。當(dāng)框架橋進(jìn)入線路,導(dǎo)鏈難以抵消摩擦力時(shí),應(yīng)急時(shí)將橫抬梁傳到抗移樁上,以確?？v梁和線路橫向不變形,確保行車安全。

3.5 施工過程

保滄高速公路下穿朔黃鐵路立交橋,于2006年4月6日在石家莊工會(huì)大廈通過了《施工組織設(shè)計(jì)方案》評(píng)審,之后開工預(yù)制了框架橋,并進(jìn)行了支撐樁,抗移樁的挖孔、灌注等一系列工作。頂進(jìn)作業(yè)是從2006年11月10日8:00開始至2006年11月30日18:00結(jié)束,并恢復(fù)了列車的正常運(yùn)行。具體施工時(shí)間安排如下:

1)施工準(zhǔn)備。辦理施工要點(diǎn)手續(xù),申請(qǐng)列車慢行限速為45 km/h。慢行限速給點(diǎn)前,已將框架橋空頂至路肩邊,但不破壞路基邊坡。

2)線路加固作業(yè)。10日8:00開始給點(diǎn)慢行,先進(jìn)行了Ⅰ63工字鋼組橫抬梁,Ⅰ50工字鋼和 H20 H鋼枕的穿入施工,于15日晚完成以上作業(yè),作業(yè)時(shí)間為 6 d,平均每天穿入 17根。16日8:00～12:00利用接觸網(wǎng)天窗點(diǎn)(朔黃線每星期二、四、六上午8:00～12:00為天窗維修點(diǎn))進(jìn)行了封閉作業(yè),跨線吊裝了兩側(cè)Ⅰ115工便梁和兩線間H40 H鋼便梁,實(shí)際用時(shí)為2.5 h,早8:00開始,10:30結(jié)束。為確保安全,選用兩臺(tái)50 t吊車進(jìn)行吊裝作業(yè),吊裝結(jié)束后,進(jìn)行了縱橫梁的連接,連接作業(yè)當(dāng)天完工。所以線路加固共計(jì)施工用時(shí)7 d。

3)頂進(jìn)作業(yè)。16日晚開始挖路基土方,開始進(jìn)入線路頂進(jìn)過程。在整個(gè)頂進(jìn)過程中,框架橋銳角側(cè)塌方3.5 m寬,鈍角側(cè)塌方2.5 m寬,但兩側(cè)都未擴(kuò)展,土體基本穩(wěn)定。除兩側(cè)塌方外,頂進(jìn)作業(yè)比較順利。于24日下午17:00頂進(jìn)就位,頂進(jìn)作業(yè)歷時(shí)8 d完成。此橋頂程37.6 m(包括空頂頂程)。就位后,前端軸線偏左8 cm,后端軸線偏右 4 cm,前端標(biāo)高偏高13 cm,后端標(biāo)高偏低5 cm。

4)線路恢復(fù)作業(yè)。25日上午8:00～12:00利用天窗點(diǎn)進(jìn)行了拆除縱梁吊裝作業(yè),實(shí)際作業(yè)3 h,于11:00結(jié)束。在拆梁作業(yè)之前,先將線路用枕木墩支起線路,用木楔打緊枕木墩,每隔一孔設(shè)置一個(gè),兩股鋼軌下對(duì)稱布置,以確保線路的平順。

拆除縱梁后,開始抽橫梁,并從一頭開始,抽一根橫梁換上一根橋枕,回填一孔石渣,并搗固密實(shí),再抽下一根橫梁,依次進(jìn)行。29日晚橫梁全部抽換完,30日上午8:00～12:00利用天窗點(diǎn)對(duì)線路進(jìn)行徹底整修,并用“一操四”液壓搗固機(jī)對(duì)線路進(jìn)行搗固。開通后列車第一列限速45 km/h慢行,第二列起限速60 km/h慢行,30日18:00恢復(fù)列車正常速度。線路恢復(fù)作業(yè)時(shí)間共計(jì)6 d。

4 簡(jiǎn)述工便梁加固法的優(yōu)點(diǎn)

1)需要線路加固的材料少;2)所用人力較少;3)工序簡(jiǎn)單,易施工作業(yè);4)安全性高;5)可節(jié)省施工費(fèi)用;6)應(yīng)用較為廣泛。

5 工便梁線路加固法的局限性及缺點(diǎn)

1)因工便梁是Ⅰ115工字鋼大型梁,體積大、重量重,所以安裝拆卸時(shí),必須用大型吊車進(jìn)行作業(yè)。這樣就要求作業(yè)面必須較為平坦,并有條件進(jìn)入大型吊車,同時(shí)要求路基高度應(yīng)低于5.0 m。否則,就很難采用工便梁方法進(jìn)行線路加固。2)因工便梁是大件設(shè)備,不能利用行車間隔進(jìn)行安拆,安拆時(shí),必須進(jìn)行線路封閉。如果是電氣化鐵路,還必須接觸網(wǎng)停電才能進(jìn)行安拆作業(yè),根據(jù)此次施工經(jīng)驗(yàn),每次作業(yè),必須封閉線路和停電3 h～4 h。3)頂進(jìn)出土?xí)r,因有時(shí)還必須進(jìn)行鑿樁作業(yè),支撐樁是鋼筋混凝土灌注,鑿除難度較大、時(shí)間較長(zhǎng),嚴(yán)重阻礙了頂進(jìn)速度。所以,在選擇挖掘機(jī)時(shí),最好選擇大功率且?guī)в衅扑殄N的挖掘機(jī),以解決此項(xiàng)難題,加快頂進(jìn)速度。

綜上所述,雖然工便梁加固法有一定的局限性和施工難度,但是在有條件的情況下,此方法還是優(yōu)越于吊軌加固法的。隨著施工過程中不斷應(yīng)用和改進(jìn),會(huì)形成一套成熟的、具有安全性、可靠性、經(jīng)濟(jì)性、易操作性的工便梁加固方案。

[1] 吳天敬.橋梁(隧、涵)工程安全鑒定與除險(xiǎn)加固新技術(shù)實(shí)用手冊(cè)[Z].