探討D便梁加固線路在鐵路框架橋施工中的應(yīng)用

莫德均

（廣西寧鐵工程有限責(zé)任公司　廣西玉林市　537500）

1　工程簡介

貴港市同濟(jì)大道下穿既有線鐵路框架橋橋長120.68m，采用9+15+15+9m四孔鋼筋混凝土獨(dú)立并置框架橋下穿黎湛左右線等5股道，整個線路垂直長度大約為57.70m，垂直高度為10.5m。這個框架橋大約處于半徑為大于800m的圓形弧線上（中間還有內(nèi)外環(huán)線），橋與地面相交處的夾角67.3°，整個橋的框架結(jié)構(gòu)與線路的夾角為4°。在整個施工的過程中必須保持有兩股道路保持正常運(yùn)行，所以加強(qiáng)線路的穩(wěn)定建設(shè)，要架構(gòu)空的線路以便用來對框架進(jìn)行施工。

2　整個線路加工穩(wěn)固方案的對比

如果采用平常的縱橫梁法來對線路進(jìn)行加牢穩(wěn)固，這將需要吊裝的大部件數(shù)量是非常多的，并且線路加工所需要的時間很長，這將大大影響到整個工程的建造總時間，如果我們從經(jīng)濟(jì)利益等方面考慮分析，這施工所需要的費(fèi)用也將大大超出了所需要的預(yù)期成本。所以我們要在保證鐵路正常運(yùn)營和施工建造過程的安全的條件下，設(shè)計出方便施工并且要求封鎖地點(diǎn)條數(shù)較少的路線加固施工的方案。以上的方案將會滿足施工時間并且減少施工的費(fèi)用。通過該項目的技術(shù)部專家和員工進(jìn)行多次的探討和該方案的對比、優(yōu)化，合同再次考慮到施工安全、經(jīng)濟(jì)效益時間等各多方面因素，最后決定采用D型便梁進(jìn)行線路穩(wěn)定加工，那么完整的一套方案如下。

通過對立交橋建造結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)、橫跨維度和現(xiàn)場施工的方式觀察，我們決定將D型便梁孔跨按D24m+D24m+12m+8m工字鋼扣軌附跨進(jìn)行安排建造，一共所需線路長度68m。由于已經(jīng)有鐵路線路總長度為60kg/m鋼軌，曲線半徑900m，整個框架橋的位置處于曲線地方，線路間的距離為為5.4m，所以D24型便梁一定要選用R≥800的曲線雙線丙式低位。通過對承載力的計算，同時把人力進(jìn)行施工建造等要求考慮在內(nèi)，位于線路兩邊的D型便梁墩采用2×2.5m方形孔樁，線路中間的橋墩采用用2.5×2.9m方形孔樁，每根孔樁的長度為23m，它能夠插入框架橋底部以下的9.5m處。整個線路建造加工結(jié)構(gòu)見圖1～2所示。

圖1　同濟(jì)大道施工方案步驟橫斷面示意圖（第一步）（本圖為黎湛線橫斷面為例）

3　線路加工的受力計算

通過對線路的加工穩(wěn)固以及主要構(gòu)建結(jié)構(gòu)的受力進(jìn)行計算，用來確保對行車以及施工建造過程中人員的安全。

3.1　荷載取值

本項目主要對D便梁加固線路的加工穩(wěn)固以及主要構(gòu)建結(jié)構(gòu)的受力進(jìn)行計算。整個列車的滿荷載按中-活載計算，如圖3所示。由于在整個施工的過程中列車的速度限制為55km/h，并且也不允許列車在剛修建線路加固的地方進(jìn)行緊急剎車制動，因此列車在載物取值時不必要考慮橫向搖擺力、離心力、和緊急制動力對線路的影響。

圖2　同濟(jì)大道黎湛線D24型施工便梁橫向示意圖

圖3　中-活截圖

整個鐵路的軌道、軌枕及與它相連的原件荷載按照線路橫向為5.5kN/m計算。D24型便梁重達(dá)48.9t。因此為了安全因素考慮起見，以上荷載取1.5作為安全系數(shù)。

3.2　對D型便梁受力計算

對D型便梁受力計算，在整個原鐵道樣式的搶險設(shè)備為D型系列便梁，這些狀況一定要在線路安全的條件下使用，必須要滿足D型便梁的載重要求，因此不必再進(jìn)行線路結(jié)構(gòu)的受力計算。

3.3　D型便梁的線路兩側(cè)孔樁支墩受力計算

（1）下面給出線路兩邊孔樁支墩所能夠城守橫向壓力的計算。

當(dāng)一列火車行駛至圖4所示的位置時，在此時列車荷載的總重量作用于兩邊的挖孔樁墩，該樁墩所能承受的最大橫向壓力為1616.5kN。在這個時候中間樁支墩所承受的垂直壓力為：M=（1517.5+48.9×9.8+16×5.5）×1.2/3=833.8kN

圖4　挖孔樁支墩受力圖

（2）兩側(cè)挖孔樁容許承載力計算。

人工挖孔方樁樁長23m，伸入框架基底土層長度為8m，對挖孔樁容許承載力進(jìn)行計算，并通過計算得出結(jié)論，鐵路兩側(cè)支墩容許承載力滿足要求。

3.4　在線路之間孔樁支墩的受力計算

（1）在線路之間孔樁支墩的受力計算，在同一時間兩列列車同向行駛時的狀況，當(dāng)這個時候列車的行駛處于如圖4所處示的情況時，通過支墩所能支持的最大的列車荷載量，再加上論文上述計算原理可以得到：P=2294.32kN，由計算原理P≥12267.1kN可以得到支墩所能承受的最大壓力滿足要求，因此該橋梁的建設(shè)通常使用5D型施工便梁技術(shù)進(jìn)行鐵路的加工。

（2）挖孔方樁施工建設(shè)的過程。

在挖孔方樁動工以前需要辦理列車行駛速度為45km/h等手續(xù)，而且在整個挖孔工程之間，通常要在現(xiàn)場安排保護(hù)人員進(jìn)行安全的保證，例如在車站以外安排駐站通信員等。在進(jìn)行支墩混泥土澆筑的過程中，需要嚴(yán)格檢查樁頂?shù)臉?biāo)準(zhǔn)，用來保證每孔梁的安裝的標(biāo)準(zhǔn)明確。在最外面的橫向方樁設(shè)置成L型樁檻，以此用來限制便梁的縱向位移。該方樁的頂層橫向按照最高值去設(shè)置橫向坡度，與此同時在便梁的縱梁兩邊預(yù)置鋼板板子，通過這大大減少了便梁橫向滑行移動。

（3）接下來D型便梁進(jìn)入工程之中。

這個時候要使用汽車來將D型便梁構(gòu)件運(yùn)送到鐵路的兩邊，然后再用50t的吊車吊運(yùn)并且安裝。因為既有鐵路干線是國家級鐵路，它為電氣化焊接無縫鐵軌鐵路，在該鐵路的上方設(shè)置有27.5kV的高壓線，為了保證吊、卸梁時機(jī)器和施工人員的安全，為了防止造成觸電或列車行駛的安全事故，吊梁放入標(biāo)準(zhǔn)位置時必須按照《技規(guī)》的要求檢查、保護(hù)，用來確保有足夠的吊與卸的時間。鐵路加工之前要做好無縫線路力求放散。在整個放散之后，在停止吊橋供電時間之前，必須實現(xiàn)在既有線路之間開挖D型便梁至縱向底標(biāo)高，用來方便安放便梁的縱梁位置，這時要采用漸漸開挖泥土，在開挖到合適的位置位后立刻去支模，澆注C30的混凝土到墻的適當(dāng)位置，鐵路的墻頂一定要低于枕木之下，用來方便以后來換掉枕木。鋼筋混凝土澆注到適當(dāng)?shù)奈恢猛瓿赏旰?，一定要保證鐵路的穩(wěn)定，不能夠干擾有線列車的安全行駛。由于鐵路的周圍場地位置受到限制，再按照實際要求的施工平臺和施工工程等工作下，一定要多次封鎖對D便梁縱梁進(jìn)行施工，事先先安排好線路之間的一個方向，然后在安排好橫梁后再架設(shè)外面的地方。

（4）緊接著再對便梁的橫梁進(jìn)行安裝。

在既有線縱梁之間的構(gòu)件安裝到合適的位置之后，這個時候要采用不封鎖鐵路但是限速行駛為45km/h的方式來安裝橫梁。第一步先按670mm間隔大小對既有枕木的間距合適的調(diào)整，拿出多余的不需要的枕木。抽出木頭要按照要求“六抽一”的辦法。從縱梁的兩側(cè)向縱梁的中心部位抽換，再起中間加入橫梁，在這個時候如果橫梁位置長度不夠，可以將周圍的舊枕松挪開不用，然后再做出合適的整換，只需要抽掉6～7根舊的枕木，緊接著再調(diào)整舊枕之間的距離，在這個時候方可以將所有的枕木安裝到位。

（5）最后再講一下對線路的維護(hù)和檢查。

在架空線路的施工過程中，需要限制列車行駛慢至至45km/h。列車減速到45km/h開之后，這個時候要專門防護(hù)人員現(xiàn)場24h進(jìn)行接車，每隔2h的時長進(jìn)行線路檢查，不僅如此在還要在列車每通過線路都要檢查線路一次。在當(dāng)時建設(shè)施工的時候要安排駐站聯(lián)絡(luò)員，在沒有駐站聯(lián)絡(luò)員的地方禁止進(jìn)行建設(shè)。對線路的檢查項目除了以上的幾種之外還還應(yīng)該檢查D型施工便梁的支座有沒有什么危險的地方，各個不見之間的來凝結(jié)有沒有松動的地方，哥哥部件的連接縲栓是不是還是完好的。每月的觀察不少于于30次，如果發(fā)現(xiàn)線路有下沉或者錯位，要及時匯報相關(guān)工作人員進(jìn)行處理，并且在以后加強(qiáng)隊這段鐵路的觀測頻次，記錄好相關(guān)的信息。除此之外，還有經(jīng)常對鐵路進(jìn)行保養(yǎng)來增加線路的使用時間等。

5　結(jié)束語

在整個施工的時期內(nèi)，有專門的人員不斷地對現(xiàn)在已經(jīng)有的路線和對D型施工便橋梁進(jìn)行視察，為了進(jìn)行監(jiān)控探測還專門設(shè)定了升高和降低的觀測點(diǎn)，如果沒有出現(xiàn)任何危害交通安全的事故，這表明了利用D型施工便梁進(jìn)行本項目線路加工效果十分好，這樣也能夠保證列車交通的運(yùn)營安全及建筑的施工安全。

[1]《鐵路橋涵地基和基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范》（100035-99）[S].中國鐵道出版社，2011.

[2]中鐵天元實業(yè)發(fā)展有限公司.D型施工便梁使用說明書[M].2013，07.

[3]《普速鐵路工務(wù)安全規(guī)則》鐵總運(yùn)[2014]272號.中國鐵道出版社，2014.