既有線框架頂進(jìn)便梁支點(diǎn)偏位處理施工技術(shù)

嚴(yán)來章 中鐵二十四局集團(tuán)安徽工程有限公司

新建合肥市集賢路框架立交橋，下穿既有合武鐵路H6聯(lián)絡(luò)線（一股道）。該線路為客貨共線鐵路，該橋處為圓曲線段（曲線半徑 1600m），線路坡度5.5‰。

該框架橋由5孔獨(dú)立的框架組成，孔徑（正交）依次為 1孔 6.5m、4孔12.75m框架，箱身為C30鋼筋混凝土。鐵路線路與框架斜交角為 52°43′45″。

框架分5次頂進(jìn)，采用D型24m施工便梁架空線路。首先頂進(jìn)4號框架，便梁兩端采用挖孔樁作為支點(diǎn)；再頂進(jìn)3號框架，便梁一端以4號框架為支點(diǎn)，另一端以挖孔樁為支點(diǎn)；最后分別頂進(jìn)2號、1號、5號框架，同樣支點(diǎn)一端為已經(jīng)頂進(jìn)就位框架，另一端為挖孔樁。

1 便梁支點(diǎn)偏位處理方案

⑴ 4號框架頂進(jìn)就位后，由于作為便梁支點(diǎn)的挖孔樁向外側(cè)偏離40cm，造成無法架設(shè)便梁。為此，采用便梁焊接接長40cm的方案，架設(shè)便梁后將3號框架順利頂進(jìn)就位。

⑵ 3號框架頂進(jìn)就位后，由于作為便梁支點(diǎn)的挖孔樁向外側(cè)累計(jì)偏離80cm，造成上述便梁焊接40cm后仍然無法滿足要求。

因此，除上述便梁一端焊接接長40cm外，再將便梁另一端（框架端）以從框架頂部縱向懸臂挑出的工字鋼作為支點(diǎn)，架設(shè)便梁后將2號框架順利頂進(jìn)到位。

最后，再依次頂進(jìn)1號、5號框架。其中，1號框架的挖孔樁支點(diǎn)位置正常，沒有發(fā)生偏移；5號框架的挖孔樁支點(diǎn)也向外側(cè)偏離，同樣按照上述頂進(jìn)2號框架的方法處理。

由于框架結(jié)構(gòu)總高度達(dá)11.4m，5號框架附近的電氣化接觸網(wǎng)鋼柱基礎(chǔ)在影響范圍內(nèi)，因此在頂進(jìn)5號框架前，將附近的電氣化接觸網(wǎng)鋼柱基礎(chǔ)進(jìn)行了加固處理，基礎(chǔ)外側(cè)包一圈鋼箍并填充混凝土。全部框架頂進(jìn)就位后，再架設(shè)便梁施工框架橋兩側(cè)的擋土墻。

上述施工方案，實(shí)施順利，整個(gè)施工過程未影響列車的正常運(yùn)行。最后，整個(gè)工程順利結(jié)束并已竣工交驗(yàn)完畢。另外，施工過程中，列車均慢行（時(shí)速45km/h）。

2 便梁焊接接長

包括：縱梁承受的最大剪應(yīng)力和最大正壓力；縱梁的總穩(wěn)定性、變形與撓度；焊縫的強(qiáng)度等。計(jì)算結(jié)果表明，焊接后的便梁可以滿足要求。其中，便梁焊接接長及下面將要介紹的工字鋼縱向懸臂支撐的主要計(jì)算依據(jù)：

鐵路橋梁鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范（TB10002.2－2005）、鐵路橋涵鋼筋混凝土和預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范（TB10002.3－2005）以及D型施工便梁使用說明書等。

除便梁焊接按照規(guī)范要求執(zhí)行外，施工中還采取了以下措施：

⑴ 要求焊縫打磨平整，以減小應(yīng)力集中。焊接端位于挖孔樁一側(cè)。

⑵ 經(jīng)委托有資質(zhì)的單位對焊縫質(zhì)量進(jìn)行檢測，焊縫符合要求。

⑶ 在腹板處焊接2道水平鋼板，以保證腹板穩(wěn)定。

⑷ 當(dāng)框架頂至便梁下方時(shí)，如有列車通過則提前在便梁的縱梁下方增加臨時(shí)支撐點(diǎn)，以減小縱梁內(nèi)力；頂進(jìn)時(shí)則將臨時(shí)支撐點(diǎn)拆除。

D型24m便梁全長24.50m，支座縱向中心距24.12m、橫向中心距4.46m。設(shè)計(jì)圖中便梁為16Mnq（Q345c）。由于線路與框架斜交，因此只需焊接其中的1片縱梁即可。焊接（采用對焊焊接）40cm后，其中1片便梁總長24.90m，支座中心至梁體端部距離不變。由于焊接接長的長度較小，故可忽略2片梁體的不對稱性，只計(jì)算接長的1片縱梁。

按照規(guī)范要求，需要考慮鋼軌自重、軌枕及配件自重、便梁自重、列車荷載、沖擊系數(shù)、超高及偏心影響等。計(jì)算內(nèi)容

3 工字鋼縱向懸臂支撐

3.1 工字鋼承受的荷載

由于焊接40cm后，頂進(jìn)2號框架時(shí)仍然不能滿足要求，因此在焊接縱梁的另一端采用組合工字鋼縱向懸臂支撐縱梁（組合工字鋼縱向中心線與縱梁中心線重合）。此時(shí)，組合工字鋼相當(dāng)于杠桿，主要承受3處荷載：

⑴ 由便梁支座（位于組合工字鋼一端的上方）傳來的荷載；

⑵ 由框架上方邊緣處的支點(diǎn)傳來的荷載（需要考慮局部受壓）；

⑶ 組合工字鋼的另一端傳來的平衡荷載（經(jīng)計(jì)算，采用6Φ32的U型螺栓）。

組合工字鋼是由4片I56c工字鋼組成的（橫向?qū)挾?8cm，高度56cm），工字鋼長度6m；各工字鋼之間填入硬木，不留空隙；沿工字鋼截面高度方向穿入上下2排Φ22螺栓（全部采用雙螺帽），以增強(qiáng)其整體性。

除上述縱梁需要計(jì)算外，主要是關(guān)于組合工字鋼的計(jì)算。計(jì)算內(nèi)容包括：組合工字鋼承受的內(nèi)力；平衡荷載（經(jīng)計(jì)算，并充分考慮到安全性，采用6Φ32的U型螺栓可滿足要求）；中間支點(diǎn)處的混凝土局部受壓；變形與撓度等。

3.2 施工中需要采取的措施

⑴ 便梁支座處、工字鋼與框架連接處均應(yīng)設(shè)置限位措施，防止工字鋼及便梁橫移，以承受列車橫向搖擺力、風(fēng)荷載等橫向作用。實(shí)際施工中，便梁支座處采用焊接鋼板作為限位措施；工字鋼與框架連接處采用貫入框架頂部的光圓鋼筋作為限位措施。

⑵ 便梁支座下方，組合工字鋼頂部焊接20mm厚鋼板；工字鋼承受平衡荷載的另一端（U型螺栓端），也采用20mm厚鋼板在工字鋼頂部焊接，以增強(qiáng)整體性和受力均勻性。

⑶ 由開口向下的U型螺栓6Φ32扣在組合工字鋼上，U型螺栓貫穿框架的頂板且錨固，以保證受力的可靠性。

⑷ 此外，頂進(jìn)過程中必須隨挖隨頂、吃土頂進(jìn)，禁止超挖（頂程應(yīng)小于1m）或放坡大開挖；頂進(jìn)過程出土要盡可能快，頂進(jìn)盡可能快，以較小風(fēng)險(xiǎn)。

此外，由于框架長度較?。ù怪本€路方向長10m），在頂進(jìn)5號框架過程中，靠近接觸網(wǎng)鋼柱基礎(chǔ)的一側(cè)土體有坍塌現(xiàn)象。為保證接觸網(wǎng)安全，暫停頂進(jìn)，該處立即采取回填措施，并且加強(qiáng)觀測。

實(shí)際上，由于基礎(chǔ)位于土體破裂面之上，所以加固措施并未能改變這一狀況。該處的接觸網(wǎng)在施工前應(yīng)該遷移，并且應(yīng)按照原計(jì)劃的采用鋼板樁方案作為施工防護(hù)，可以消除此類隱患，保證接觸網(wǎng)鋼柱基礎(chǔ)的安全性。

4 結(jié)論與建議

⑴ 在便梁支點(diǎn)偏位導(dǎo)致便梁無法架設(shè)時(shí)，可采用便梁焊接接長或工字鋼縱向懸臂支撐的辦法進(jìn)行處理。但應(yīng)進(jìn)行計(jì)算、復(fù)核、論證，嚴(yán)格按照規(guī)定的程序辦理，迅速處理。

⑵ 需要詳細(xì)、可靠的構(gòu)造措施，以滿足計(jì)算假定和安全要求。計(jì)算和采取的構(gòu)造措施同等重要；同時(shí)，應(yīng)采取便梁中部增加臨時(shí)支點(diǎn)、加強(qiáng)監(jiān)測等措施。

⑶ 便梁支點(diǎn)施工前，應(yīng)該嚴(yán)格按照程序復(fù)測、復(fù)核。這種失誤完全可以避免。

上述既有線框架頂進(jìn)便梁支點(diǎn)偏位處理施工技術(shù)已順利實(shí)施完畢。作為一種補(bǔ)救措施，保證了行車安全、工程進(jìn)度和安全，也為處理便梁支點(diǎn)偏位問題積累了寶貴實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。