既有線箱形橋架空施工技術(shù)

摘要：隨著我國鐵路發(fā)展，現(xiàn)有平交道口已很大程度上影響了提速的需要，要改變這種現(xiàn)象，必須將平交道改為立交道，但是為了不影響鐵路行車，只有采用線路架空的方式，對(duì)框架橋進(jìn)行頂進(jìn)施工。本文通過候西線某框架橋的施工，對(duì)架空方案的選擇、頂進(jìn)施工前應(yīng)注意的安全事項(xiàng)等進(jìn)行了闡述。

關(guān)鍵詞：既有線 架空 施工

1 工程概況

某框架立交中橋(8m+16m+8m)，位于車站咽喉道岔區(qū)，分頂進(jìn)和現(xiàn)澆兩部分。頂進(jìn)段為既有II道正線、牽出線和專用線，頂進(jìn)段橋?qū)?0.6m（垂直線路方向），橋長36.0m(平行線路方向，斜長）。框架橋結(jié)構(gòu)箱體頂板厚1m，底板厚1.1m，邊墻厚1.0m，中墻厚度均為0.8m，箱體凈高4.3m，箱體總高為6.4m?？蚣軜蛑行木€與既有站Ⅱ道交角為81°。既有線軌底至涵頂高度0.9m。

橋位線路現(xiàn)況：橋址處于咽喉區(qū)，橋中心距離既有10#道岔（1/12）尖軌尖端的距離為1.67m。橋位處有3股線路，從北向南依次為：專用線、牽出線、Ⅱ道正線。牽出線與Ⅱ道正線線間距為6.5m。因?qū)Ｓ镁€軌道衡砼整體道床對(duì)框架橋體頂進(jìn)影響，需對(duì)專用線采用臨時(shí)拆除、明挖空頂方案，只考慮對(duì)牽出線、II道和道岔區(qū)進(jìn)行實(shí)施。

工程特點(diǎn)：施工期間不得中斷行車，限速不低于45km/h。箱涵跨度大且斜交設(shè)計(jì)，這對(duì)工程頂進(jìn)架空施工增加了一定的難度。

2 架空方案

既有線的II道及10#道岔、牽出線，均采用I100工便梁、鋼枕和H70型橫抬梁組合的方式進(jìn)行架空，線路加固長度為56米。I100工便梁長度組合為8m+4*12m；H70型橫抬梁長度20m 5根、12m 4根；H32a工字鋼橫抬梁20根及H20型鋼枕若干（詳見架空平面示意圖）。

以II道鋼筋砼岔枕為基準(zhǔn)，調(diào)整牽出線軌枕，使?fàn)砍鼍€軌枕孔與岔枕孔位于同在一條軸線上。非道岔區(qū)段線路以既有II道正線軌枕孔為基準(zhǔn)，調(diào)整牽出線軌枕，使其方向與既有II道軌枕孔一一對(duì)應(yīng)，為挖穿鋼枕和橫向H70型鋼橫抬梁聯(lián)結(jié)緊固創(chuàng)造好條件。

3 安設(shè)縱梁、鋼枕及橫抬梁施工步驟

3.1 縱梁架設(shè)

縱梁體系由Ⅰ100工便梁4*12m+8m組成，Ⅰ100工便梁相互連接采用上下夾板兩組及腹板一組的同等強(qiáng)度連接構(gòu)件組成，均使用高強(qiáng)度螺栓進(jìn)行緊固。架空總長計(jì)56米，主架空長度39m，輔助架空長度每側(cè)8.5m。

架設(shè)縱梁順序：由侯馬向西安方向延伸，先牽出線后Ⅱ道及道岔，縱梁要求連接緊固、支撐穩(wěn)固。安裝縱梁前技術(shù)負(fù)責(zé)人用水平儀測(cè)量支撐樁，按要求控制好樁頂標(biāo)高。

一片縱梁就位前，作業(yè)人員先在縱梁線路段枕木孔中每隔3米安設(shè)鋼枕1根，每組計(jì)4根（規(guī)格長4.96m、高305mm）用以臨時(shí)連接固定縱梁。Ⅰ100工便梁吊運(yùn)安裝時(shí)，設(shè)專人進(jìn)行防護(hù)。利用“天窗點(diǎn)”分四次封鎖線路，每次90分鐘。具體如下：

①、架設(shè)牽出線（侯馬端）兩側(cè)各3片12m便梁：需同時(shí)封鎖Ⅱ道和牽出線兩股道，點(diǎn)前100T吊車及施工人員提前就位備足工器具，接到封鎖命令、設(shè)置防護(hù)后，吊車將便梁吊裝跨越Ⅱ道至牽出線縱梁架設(shè)位置，吊裝時(shí)在道岔轉(zhuǎn)轍部分鋪墊防護(hù)木枕，由作業(yè)班施工人員配合吊車將縱梁縱橫向滑移運(yùn)到就位安裝地點(diǎn)后，將縱梁與鋼枕聯(lián)接固定復(fù)緊，完成3組縱梁安裝任務(wù)后，施工負(fù)責(zé)人同設(shè)備管理人員共同檢查縱梁限界及線路安全無患后，通知車站駐站防護(hù)員登記消點(diǎn)開通線路。

②、架設(shè)牽出線（西安端）兩側(cè)各1片12m、8m縱梁：需同時(shí)封鎖Ⅱ道和牽出線兩股道。作業(yè)方式同前。

③、架設(shè)Ⅱ道（侯馬端）兩側(cè)各3片12m便梁：需同時(shí)封鎖Ⅱ道和牽出線兩股道。作業(yè)方式同前。

④、架設(shè)Ⅱ道兩側(cè)（西安端）各1片12m、8m縱梁：需同時(shí)封鎖Ⅱ道和牽出線兩股道。作業(yè)方式同前。

3.2 安裝H20鋼枕

扒枕孔道碴穿安裝H20鋼枕。工便梁縱梁之間，采用H20鋼枕連接，L=4.96m，數(shù)量44根。安裝H20鋼枕利用慢行點(diǎn)內(nèi)行車間隙，首先設(shè)好施工防護(hù)，先牽出線再Ⅱ道，按砼枕間距，每孔砼枕穿一根鋼枕，穿鋼枕時(shí)要按工務(wù)“隔六穿一”的原則，從兩邊向中間穿，開挖一孔穿一根，穿一根加固一根，與鋼軌接觸面墊好絕緣板，連接兩端采用高強(qiáng)螺栓與縱梁緊固，其扭距必須達(dá)到80-140N·m。如縱梁間大于4.96米，則采用H32a工字鋼聯(lián)結(jié)兩側(cè)縱梁。直至Ⅱ道及牽出線鋼枕全部安裝完成。組裝中嚴(yán)格控制水平、方向及加強(qiáng)對(duì)軌道電路的防護(hù)，在進(jìn)行Ⅱ道及道岔橫梁連接時(shí)，當(dāng)車站排路給定后，所有人員下道，停止一切施工作業(yè)，確保行車安全。

3.3 安裝H70型橫抬梁

加固線路架空部位橫抬梁采用5組等強(qiáng)度連接長20米的H70型鋼，計(jì)8根，間距6.5m，每組1根。箱體兩側(cè)各采用2組長12mH70型鋼間距8.5m，橫梁挖好一根，穿一根，連接加固一根，并與支撐樁上的縱梁用U形螺栓雙帽聯(lián)在一起。為防止線路橫移，橫梁延伸于抗移樁上。穿H70型鋼時(shí)為防止連電，在型鋼與基本軌之間墊2m×200mm×10mm的竹膠板，竹膠板與基本軌之間放置400×200mm的絕緣膠墊，防止連電。因?yàn)闋砍鼍€軌面標(biāo)高比Ⅱ道軌面標(biāo)高低約10cm，因此橫抬梁的安裝以牽出線的標(biāo)高進(jìn)行控制，Ⅱ道下橫抬梁與軌底之間加墊雜木板進(jìn)行調(diào)整。H70型鋼橫梁的方向以道岔軌枕間的方向作為穿裝控制方向，要平、直、順，并且橫梁要避開拉桿。橫梁接頭處用腹板和上下夾板等強(qiáng)度螺栓聯(lián)結(jié)。

3.4 道岔加強(qiáng)架空加固

為了保證道岔尖軌轉(zhuǎn)換落槽密切、搬動(dòng)自如，對(duì)道岔尖軌尖端至轍岔跟端18根有滑床板岔枕進(jìn)行特殊加固，采取措施如下：首先保證既有道岔尖軌區(qū)段鋼筋混凝土岔枕結(jié)構(gòu)原狀不動(dòng)，控制軌距及幾何尺寸強(qiáng)度不減；其次采取在既有滑床板軌枕下安裝相同數(shù)量鋼枕18根作為岔枕橫抬梁，（H32鋼枕長6m、高305mm寬210mm）、軌枕與鋼枕間夾放一塊與軌枕長寬相同的竹膠板作絕緣緩沖墊，軌枕與鋼枕用￠22U形螺栓和12mm扣板聯(lián)接， 鋼枕與縱梁間隙用枕木墊緊，鋼枕與縱梁用￠22高強(qiáng)U形螺栓雙帽聯(lián)接。以上施工需在“天窗點(diǎn)”內(nèi)進(jìn)行。

在既有軌枕下挖槽穿H32a鋼枕橫抬梁，并且鋼枕與縱梁的連接是道岔施工安全的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，采取的措施：一是配合工務(wù)工區(qū)整修該10號(hào)道岔幾何尺寸方向水平高低全部達(dá)標(biāo)；二是挑選組建安裝鋼枕專項(xiàng)作業(yè)班24人，集中培訓(xùn)現(xiàn)場(chǎng)演練；三是細(xì)化施工方案，從開挖到穿枕直至鋼枕與縱梁連接緊固道岔水平方向驗(yàn)收，做出詳細(xì)的施工組織及技術(shù)交底；四是挖穿鋼枕與縱梁連接順序，從道岔尖軌跟端向尖端有序挖槽安裝鋼枕，每次開挖兩孔混凝土枕，成形一根，與縱梁安裝緊固一根；五是設(shè)線路技能高手，專人檢查驗(yàn)收把關(guān)，每裝一根進(jìn)行驗(yàn)收連接部件是否緊固、線路幾何尺寸及道岔方向、水平、高低是否良好后，再挖裝下一根橫抬鋼枕。

道岔水平、高低調(diào)整采用鋼枕與縱梁間隙抽換墊板方法處理。軌枕不抽換軌距無變化，鋼枕與軌枕縱梁已聯(lián)成整體，方向得到控制。

在穿鋼枕和H32a工字鋼時(shí)，如果列車通過，則提前用枕木將軌枕底打緊支實(shí)。如此反復(fù)逐次施工，嚴(yán)格控制水平和方向，確保行車安全。

4 橋體頂進(jìn)施工

根據(jù)箱橋自重為7230t，則涵頂力設(shè)計(jì)值最大值：P＝10840.32t，根據(jù)設(shè)計(jì)頂力，配備500T油壓頂鎬30臺(tái)，備用4臺(tái)，頂進(jìn)時(shí)用增減頂鎬調(diào)整頂進(jìn)方向；頂柱長度要相應(yīng)配套；頂鎬的安放保持與橋體軸線順直一致，頂進(jìn)過程中隨頂程更換不同的頂柱，夠最長頂柱時(shí)加一道橫梁，與縱向頂柱垂直。

箱橋頂進(jìn)施工根據(jù)鐵辦【2008】190號(hào)《鐵路營業(yè)線施工安全管理辦法》規(guī)定屬于Ш級(jí)施工。按照規(guī)定向路局主管部門報(bào)施工日計(jì)劃及進(jìn)行施工登記、消記。

開頂前必須對(duì)線路加固的質(zhì)量進(jìn)行檢查。如：加固是否符合設(shè)計(jì)或已批準(zhǔn)的施工方案的要求；加固部件有無侵入限界的情況；加固扣件是否有松動(dòng)脫落等現(xiàn)象；工字鋼、鋼枕與既有線鋼軌接觸處的絕緣是否良好等。高壓油泵、千斤頂和頂柱等頂進(jìn)設(shè)備在安裝前應(yīng)加以整修并做壓力試驗(yàn)，油壓管路安裝完畢后，要進(jìn)行試運(yùn)轉(zhuǎn)，檢查壓力能否達(dá)到規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)，油管是否漏油，頂柱的長度規(guī)格及數(shù)量配置是否符合施工要求。

為了準(zhǔn)確掌握橋身頂進(jìn)的方向和高程，應(yīng)在頂進(jìn)的后方設(shè)置觀測(cè)站，在橋身頂板的四個(gè)角上，固定水平標(biāo)尺及豎向標(biāo)尺一根，便于頂進(jìn)中的高程測(cè)量和方向偏差的觀側(cè)。在后背一側(cè)設(shè)置一個(gè)橫向觀測(cè)站，后背梁兩端設(shè)立標(biāo)尺，用于后背變形的觀測(cè)。

頂進(jìn)前檢查下列各項(xiàng)工作合格后，方可頂進(jìn)施工。

①主體結(jié)構(gòu)混凝土必須達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度100%。

②線路加固及后背穩(wěn)定，頂進(jìn)設(shè)備良好。

③現(xiàn)場(chǎng)照明、液壓系統(tǒng)安裝及試驗(yàn)情況完好。

④防護(hù)人員的組織和儀器裝置通訊工具落實(shí)到位。

⑤觀測(cè)平臺(tái)負(fù)責(zé)測(cè)量的技術(shù)人員到位，并做好記錄。

5 總結(jié)

該框架立交橋架空主要涉及三條線路，結(jié)合具體情況靈活運(yùn)用架空方法，順利地完成了線路架空和箱涵頂進(jìn)施工，這給以后的架空施工尤其是大跨度箱涵架空設(shè)計(jì)及施工積累了豐富經(jīng)驗(yàn)，并具有一定的技術(shù)價(jià)值。

通過此次架空，大跨度架空施工中應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：

①架空方案初步選定后，要對(duì)各支撐基底處應(yīng)力進(jìn)行檢算；

②采用橫梁與鋼枕結(jié)合的方式，以保證線路的安全；

③架空后，對(duì)各支撐下沉進(jìn)行連續(xù)觀測(cè)。

參考文獻(xiàn)：

[1]《鐵路營業(yè)線施工安全管理辦法》鐵運(yùn)[2008]190號(hào).

[2]《客貨共線鐵路橋涵工程施工技術(shù)指南》TZ 203-2008.

[3]科學(xué)技術(shù)文獻(xiàn)出版社《高速與客運(yùn)專線鐵路施工工藝手冊(cè)》（2006）.