跨繁忙干線鐵路置換簡支梁施工技術

吳大勇 （中鐵二十四局集團安徽工程有限公司，安徽 合肥 230011）

跨繁忙干線鐵路置換簡支梁施工技術

吳大勇 （中鐵二十四局集團安徽工程有限公司，安徽 合肥 230011）

在既有鐵路電氣化改造中為了提高鐵跨鐵橋下凈空，往往采用置換梁的方式來滿足凈空要求。本例采用將既有低高度簡支梁更換為下承式正交異性橋面鋼板梁，討論了在復雜環(huán)境下采用全液壓汽車起重機換梁作業(yè)的施工組織、重點工序、工藝和施工安全要點，最大程度降低了換梁施工對上跨、下穿鐵路運輸的影響，確保了鐵路運輸安全。

既有鐵路；汽車起重機；簡支梁；置換

1 工程概況

京九鐵路電氣化改造工程阜陽北環(huán)到線上的郭莊特大橋在第二孔處跨越既有京九右線，跨越處既有橋梁為1孔16m低高度預應力混凝土梁，交叉法線角7.88°。為滿足電氣化改造和通行雙層集裝箱的凈空要求，需將16m預應力混凝土梁置換為1孔16m正交異性橋面鋼板梁，既有板式橡膠支座更換為1500KN雙曲面鋼支座，同時對2個橋墩進行擴大加強(圖1)。

圖1 施工現場平面布置圖

新鋼梁長16.5m，主梁高度1.94m，寬度6.13m，梁重45.76t，分5段由山海關橋梁廠制造，分別為3.5m+3.5m+2.5m+3.5m+3.5m節(jié)段，運輸至工地后栓焊拼裝。

2 施工流程

施工準備→拆除橋上線路→千斤頂頂活舊梁→鋼絲繩捆綁混凝土梁體→吊出舊梁→支座安裝→吊裝鋼梁→恢復京九右線→恢復環(huán)到線。

3 施工方案

3.1 總體步驟

阜陽北環(huán)到線是連接阜陽北站出發(fā)場和到達場的唯一通道，京九線又屬繁忙干線，本次換梁施工，將同時封鎖京九右線和阜陽北環(huán)到線，對運輸影響重大，不得有絲毫紕漏。為盡可能減小對鐵路運輸的影響，確保既有線行車安全和換梁施工的萬無一失，確定了在封鎖環(huán)到線8h，同時封鎖京九右線4h的時間里完成換梁施工任務。

本橋換梁地處特殊位置，同時受到進場道路和復雜的鐵路線路限制，經多方調查、論證及優(yōu)化，最終選定采用一臺全液壓QAY350t汽車式起重機進行置換梁作業(yè)。

3.1.1 鋼梁拼裝

在環(huán)到線1號墩旁租地605m2(27.5m×22m)，清除表層松土，整平、壓實，然后搭設枕木垛臨時支墩5個，每個支墩尺寸為6.5m×2.4m×0.8m。確保場地內排水暢通，防止因排水不暢，造成支墩下沉，影響鋼梁拼裝質量。鋼板梁在工廠按縱向分5個節(jié)段加工成型，汽車運輸至現場，采用一臺16t汽車吊配合進行鋼板梁的栓焊拼裝。

3.1.2 既有混凝土梁拆除

混凝土梁體采用一臺350t汽車吊在距環(huán)到線1號墩（大里程側）6m處且基本垂直京九上行線方向（線路中心距吊機轉臺尾4.5m）就位。根據現場調查尺寸，吊機轉臺中心到環(huán)到線線路中心距離為15m（幅度），既有地面與環(huán)到線梁頂面（拆除道碴后）高差為8.5m。結合QAY350全地面起重機主臂起重性能表分析。

在拆除第一片混凝土梁時，吊機幅度為14m，梁頂面與轉臺高差8m，吊機臂長為30.8m時，吊鉤到地面高差為21.5m，吊梁時2根斜拉鋼絲繩為12.5m/根，吊機全支腿狀態(tài)下最大起吊重量為58.7t，梁重45.1t，鋼絲繩拉力為26.1t，由此鋼絲繩采用70mm直徑,公稱抗拉強度須大于1700MPa。因此，在上述情況下拆除第一片混凝土梁體時，吊機具備1.3倍的安全系數，屬安全作業(yè)。吊機逆時針旋轉將梁體吊下至地面指定位置。

在拆除第二片混凝土梁時，吊機幅度為16m，梁頂面與轉臺高差8m，吊機臂長為30.8m時，吊鉤到地面高差為21.5m，吊梁時2根斜拉鋼絲繩為12.5m/根，吊機最大起重量為52t,砼梁體重45.1t。因此，在上述情況下拆除第二片混凝土梁體時，吊機具備1.2倍的安全系數，屬安全作業(yè)。吊機逆時針徐徐旋轉將梁體吊下只至地面指定位置。

3.1.3 鋼梁安裝

鋼梁在起吊時，幅度為14m,臂長30.8m時，吊機在全支腿狀態(tài)下最大起重量58.7t（吊機配重為98.2t時的吊重），鋼板梁重45.8t，用4根直徑70mm鋼絲繩，4個40t卡環(huán)固定于鋼板梁的4個角進行吊裝。在上述情況下吊裝鋼梁時，吊機具備1.3倍的安全系數，屬安全作業(yè)。

3.2 封鎖作業(yè)時間及節(jié)點

封鎖時間：阜陽北環(huán)到線封鎖8h；自阜陽北環(huán)到線封鎖開始2h后京九右線開始封鎖4h。換梁作業(yè)時間節(jié)點表(見表1)，實際京九線封鎖作業(yè)時間為210min。

換梁作業(yè)時間節(jié)點表 表1

3.3 施工方法

3.3.1 線路拆除

換梁前一天，拆除橋面系，封鎖點前2h內，拆除橋上護輪軌，拆除的護輪軌放置在環(huán)到線的2號～3號墩一側的道心上，扣件用筐子裝好放置在人行道步行板上。拆除環(huán)到線線路時為保證京九上行線行車安全，在環(huán)到線1號～2號墩梁底安裝防拋網。環(huán)到線封鎖點前2h限速25km/h，軌枕內道碴可扒至枕底以上10～20mm，并將道碴裝入筐內放置在兩端人行道上，同時卸下線路接頭二五螺栓和混凝土枕扣件隔二松一。

待環(huán)到線封鎖命令下達后，立即進行線路軌道結構的拆除，拆除的軌道結構及道碴裝筐放在兩側線路上。待京九線封鎖命令下達后，將梁上剩余道碴全部清理至梁下，在10min內滿足吊梁條件。

3.3.2 既有混凝土梁拆除

在混凝土梁體內側上部（垂直梁體方向）距梁端2m左右處，鑿凹槽兩道（一端一道），拆除墩臺處梁體支座螺栓及支擋物，用千斤頂頂活舊梁。分別用2根（備用4根）40mm鋼絲繩雙股在距砼梁體兩端2m處將梁體捆綁，捆綁后一端插入1個40t卡環(huán)，再用2根（備用4根）d=70mm長分別為12.5m鋼絲繩一端掛入吊鉤，另一端分別掛入卡環(huán)。在吊梁前必須進行試吊，當梁體吊起離開支承墊石后，同時檢查吊機支腿有無下沉或傾斜現象，如吊機支腿發(fā)生異常，立即落下，同時，將另一片梁支立牢固后，再次吊起離開環(huán)到線落梁至指定位置。

3.3.3 吊裝鋼梁

用4根直徑70mm鋼絲繩一端分別用40t卡環(huán)卡入鋼板梁四角，另一端掛在吊鉤上，待各個程序準備檢查完畢后，由專業(yè)吊裝人員指揮徐徐吊起，當鋼梁起吊離開支墩頂面時，對吊機支腿進行全面檢查，查看是否發(fā)生下沉或其它異常情況，檢查確認安全后，鋼梁吊起后順時針方向旋轉至環(huán)到線1號、2號墩支承墊石處，徐徐下落就位，先粗略對位，然后再按照測量放樣精確對位。

3.3.4 線路恢復

鋼板梁吊裝就位后，在梁體對位細調滿足要求后，首先恢復京九右線，消點開通；然后立即組織梁上線路鋪軌上碴作業(yè)，正道達標后，消點開通。

4 經濟效益

采用本方案比采用架橋機、拖拉法置換梁減少設備投入，實現經濟效益50萬元。由于我項目部優(yōu)質、安全、正點完成了置換梁任務，得到了業(yè)主及上海路局嘉獎，也為企業(yè)贏得了榮譽。

5 總結

通過合理的施工組織，采用大型全液壓汽車起重機置換梁具有成本低、設備進出場方便、安全隱患較少、作業(yè)效率高、安全性能穩(wěn)定可靠，最大限度減小行車影響范圍等優(yōu)點，可以為類似工程提供借鑒。

[1]王維新.鐵路既有線橋梁拆、換梁施工技術[J].河北企業(yè)，2008（1）：55-56.

[2]陶帥，徐彬.鐵路行車線換梁設計與施工[J].鐵道建筑，2015（4）：12-14.

[3]中國鐵路總公司.鐵路技術管理規(guī)程（普速鐵路部分）[S].北京：中國鐵道出版社，2014.

[4]中國鐵路總公司.普速鐵路工務安全規(guī)則[S].北京：中國鐵道出版社，2014.

[5]鐵道部第三工程局.鐵路工程施工技術手冊（橋涵）[M].北京.中國鐵道出版社，1994.

[6]JGJ276-2012，建筑施工起重吊裝工程安全技術規(guī)程[S].

U445.4

B

1007-7359（2016）06-0119-02

10.16330/j.cnki.1007-7359.2016.06.045

吳大勇（1982-），男，安徽合肥人，畢業(yè)于北京交通大學，工程師，國家注冊一級建造師。