淺析既有鋼桁梁明橋面線路鋪設(shè)線性控制技術(shù)

張帆

（中鐵二十四局新余公司）

鐵路建設(shè)飛速發(fā)展，各種結(jié)構(gòu)形式的橋梁也不斷涌現(xiàn)，隨著預(yù)應(yīng)力混凝土技術(shù)的迅速發(fā)展，我國(guó)鐵路橋梁在跨越大江大河時(shí)，目前大多采用大跨連續(xù)梁、斜拉等預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)，但早期橋梁有許多采用鋼桁梁結(jié)構(gòu)。由于鋼桁梁為無(wú)砟結(jié)構(gòu)，線路直接鋪設(shè)在鋼結(jié)構(gòu)上，如何在鋼桁梁上鋪設(shè)好線路，控制好線路線形，使線路滿(mǎn)足列車(chē)運(yùn)營(yíng)技術(shù)條件，成為軌道工程的一個(gè)難題。本文就以實(shí)例探討鋼桁梁明橋面軌道鋪設(shè)。

1 工程概況

該橋?yàn)殡p線橋梁，航道上主跨采用4～120m下承式鋼桁梁，每跨10個(gè)節(jié)段，間距12m，左線為已開(kāi)通線路，已經(jīng)按照明橋面軌道標(biāo)準(zhǔn)鋪設(shè)木枕，木枕規(guī)格為220×240×3000mm，無(wú)縫線路布置，鋼桁梁兩端相鄰跨簡(jiǎn)支梁上各布置一組單向伸縮調(diào)節(jié)器，該段線路運(yùn)行速度為100km/h。右線為預(yù)留線路，未鋪軌，本次施工完成鋪設(shè)。

2 預(yù)拱度的擬定

在正常條件下，鋼桁梁線路的鋪設(shè)是根據(jù)橋梁設(shè)計(jì)預(yù)拱度，對(duì)木枕進(jìn)行刻槽，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)軌面標(biāo)高的控制。但本橋既有側(cè)線路已鋪設(shè)并投入使用，預(yù)留線路未鋪設(shè)，而原設(shè)計(jì)提供的預(yù)拱度是根據(jù)雙線同時(shí)開(kāi)通運(yùn)營(yíng)的工況進(jìn)行檢算得出的，按原設(shè)計(jì)資料進(jìn)行鋪軌無(wú)法滿(mǎn)足要求。為了對(duì)正式線路鋪設(shè)拱度提供試驗(yàn)數(shù)據(jù)，確保正式線路拱度設(shè)置一步到位，避免后期因拱度調(diào)整造成木橋枕失效，同時(shí)為了確保預(yù)留線路正式軌道鋪設(shè)后新增荷載引起的鋼桁梁拱度變化不會(huì)對(duì)既有線安全產(chǎn)生影響，擬在正式線路鋪設(shè)前，采用舊木橋枕在鋼桁梁上鋪設(shè)試驗(yàn)性線路，以進(jìn)行預(yù)拱度觀測(cè)試驗(yàn)，從而確定新木橋枕鋪設(shè)的軌頂預(yù)拱度值。隨后按觀測(cè)試驗(yàn)確定的預(yù)拱度值對(duì)新木橋枕進(jìn)行精準(zhǔn)刻槽并鉆眼，換鋪新木橋枕，并將軌頂預(yù)拱度精確調(diào)整到位。

鋼桁梁全長(zhǎng)482m（含兩端梁縫），共計(jì)木枕1366根。每節(jié)間距12m，共計(jì)40節(jié)，為了便于觀測(cè)和計(jì)算，將鋼桁梁節(jié)段進(jìn)行編號(hào)，依次為1E0、1E1、1E2、…、1E10；2E1、2E2、…、2E10；3E1、3E2、…3E10；4E1、4E2、…4E10，見(jiàn)圖 1。

圖1 大橋鋼桁梁立面圖

首先，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)得的鋼桁梁右幅橋面上蓋板的數(shù)據(jù)，經(jīng)整理分析目前橋梁上預(yù)拱度，并根據(jù)該預(yù)拱度值對(duì)每個(gè)節(jié)間距進(jìn)行等距平分，并結(jié)合線路標(biāo)高對(duì)枕木刻槽，使鋼桁梁右線軌道線路平順。

臨時(shí)線路鋪設(shè)完成后，再次對(duì)鋼桁梁上拱度進(jìn)行測(cè)量，得到預(yù)拱度數(shù)據(jù)如圖2。

圖2 大橋鋼桁梁明橋面右幅預(yù)拱度

圖3 大橋預(yù)拱度計(jì)算坐標(biāo)系建立示意圖

為使線路平順，滿(mǎn)足運(yùn)營(yíng)要求，需采用二次拋物線對(duì)預(yù)拱度進(jìn)行調(diào)整，以1E0為坐標(biāo)原點(diǎn)，沿著大里程方向?yàn)閄軸正向，向上為Y軸正向，建立直角坐標(biāo)系。分別以（1E4，55）、（1E10，0）、（2E5，44）、（2E10，0）、（3E5，44）、（3E10，0）、（4E6，55）為坐標(biāo)原點(diǎn)，建立輔助坐標(biāo)系。

采用二次拋物線方程為X2=±2PY（P＞0）分別計(jì)算出其余各點(diǎn)預(yù)拱度值，最終根據(jù)線路縱坡、軌頂原設(shè)計(jì)標(biāo)高、軌頂預(yù)拱度，計(jì)算出每根木枕的軌頂標(biāo)高，再由軌頂標(biāo)高、鐵墊板高度、鋼軌高度、防磨墊板厚度、上翼緣寬度及鉚釘位置來(lái)計(jì)算刻槽深度、寬度、類(lèi)型。各節(jié)間預(yù)拱度圖及設(shè)置預(yù)拱度的軌頂標(biāo)高計(jì)算結(jié)果如圖4～5。

圖4 各節(jié)間設(shè)計(jì)及調(diào)整后預(yù)拱度圖

圖5 預(yù)拱度調(diào)整后的軌道標(biāo)高圖

3 木橋枕的鋪設(shè)

完成以上技術(shù)準(zhǔn)備工作后，進(jìn)行正式線路鋪設(shè)，作業(yè)流程如下：

（1）枕木分類(lèi)：根據(jù)鋼梁節(jié)間長(zhǎng)度、活動(dòng)縱梁所在位置及橫梁位置、橋枕寬度布置，確定橋枕凈距。根據(jù)刻槽類(lèi)型，將木枕進(jìn)行分類(lèi)和編號(hào)。

（2）刻槽：根據(jù)鋼桁梁上翼緣頂面各點(diǎn)高程、軌面高程（設(shè)計(jì)軌面高程加上采用二次拋物線調(diào)整后的軌頂預(yù)拱度）、防磨墊板厚度（允許在4～12mm范圍內(nèi)）、鋼軌高度、軌下鐵墊板高度，來(lái)確定刻槽后橋枕需要的凈高度。根據(jù)鋼桁梁上翼緣頂寬來(lái)確定木枕槽口寬度。挖槽寬度不應(yīng)比上翼緣寬度大于4mm。由于橋枕不容許壓在鋼梁聯(lián)結(jié)系桿件、節(jié)點(diǎn)板或螺栓上，在行車(chē)情況下應(yīng)留有3mm間隙。因而當(dāng)木枕布置在以上位置時(shí)需再一次刻槽，以避開(kāi)此類(lèi)物件。

（3）鉆眼：刻槽完畢后在平臺(tái)上按照要求間距鋪設(shè)排列好，并鋪好護(hù)木。根據(jù)螺桿直徑對(duì)木枕進(jìn)行鉆眼，誤差需控制在允許范圍內(nèi)。

（4）缺陷軌枕處理：木枕如有局部裂縫時(shí)，需用鐵線對(duì)木枕進(jìn)行加固處理，捆扎需符合要求。

（5）散枕：人工配合小推車(chē)將枕木按劃線大致散開(kāi)，方整位置后落于鋼桁梁縱梁上。橋枕凈距應(yīng)控制在100～180mm（橫梁處除外），且橋枕不能鋪設(shè)在橫梁上，與橫梁翼緣邊應(yīng)留出15mm及以上縫隙。當(dāng)橫梁兩側(cè)橋枕凈距在300mm以上且橋枕頂面高處橫梁頂面50mm以上時(shí)，應(yīng)在橫梁上墊短枕承托，短枕與護(hù)軌應(yīng)聯(lián)結(jié)牢固，與基本軌底應(yīng)留出5～10mm空隙。

（6）勻枕：將軌枕按設(shè)計(jì)間距勻開(kāi)對(duì)齊，避開(kāi)橫梁，清除鋼桁梁縱梁上枕木刻槽底部雜物，隨即枕木槽底與鋼桁梁縱梁落實(shí)就位。

（7）安裝鉤螺栓：每根木橋枕需用鉤螺栓與鋼梁鉤緊。螺栓安裝需符合相關(guān)規(guī)定，并且不得與軌道電路接觸。

（8）安裝護(hù)木：護(hù)木與木橋枕聯(lián)結(jié)處應(yīng)將護(hù)木刻槽，緊扣在木橋枕上，并采用螺栓連接。護(hù)木接頭及護(hù)木和橋枕接口應(yīng)嚴(yán)密，間隙不大于1mm。

（9）鋼軌布設(shè)：將配好的鋼軌按照規(guī)范要求鋪設(shè)到位。

（10）上扣件：用專(zhuān)用工具安裝扣件，并確保扣件安裝沒(méi)有遺漏。

（11）軌頂標(biāo)高調(diào)整：采用電子水準(zhǔn)儀測(cè)量軌頂高程，并采用防磨墊板進(jìn)行調(diào)整，使軌面形成光滑的二次拋物線形，以符合設(shè)計(jì)和規(guī)范要求。

（12）線路其他設(shè)備安裝。

（13）質(zhì)量檢查：鋪設(shè)完后由質(zhì)檢員詳細(xì)檢查扣件是否齊全，安裝位置是否正確。軌距、水平、方向是否符合要求。

4 鋪設(shè)效果

經(jīng)過(guò)列車(chē)動(dòng)檢試驗(yàn)，鋼桁梁上線路幾何尺寸及各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)均達(dá)到驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)，完全滿(mǎn)足開(kāi)行動(dòng)車(chē)要求。

5 注意事項(xiàng)

在實(shí)施過(guò)程中，需監(jiān)測(cè)對(duì)既有線的影響，在鋼桁梁右幅施工前，首先需測(cè)量既有線的軌頂標(biāo)高、枕木頂標(biāo)高及枕木底標(biāo)高，作為原始數(shù)據(jù)。待右幅施工完成后，再一次測(cè)量既有線數(shù)據(jù)，并于原始數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比，若有變化，需對(duì)既有線的軌道結(jié)構(gòu)進(jìn)行調(diào)整以滿(mǎn)足運(yùn)行要求。

6 結(jié)束語(yǔ)

鋼桁梁線路鋪設(shè)是個(gè)精細(xì)復(fù)雜的過(guò)程，特別是鋪設(shè)既有鋼桁梁，在正式線路鋪設(shè)前，做好線路鋪設(shè)試驗(yàn)，對(duì)預(yù)拱度進(jìn)行合理調(diào)整，有助于保證正式線路鋪設(shè)質(zhì)量，使列車(chē)運(yùn)行平穩(wěn)。

[1]《鐵路鋼橋明橋面技術(shù)條件》（TB/T2627-1995）.