既有雙線橋梁更換單線病害梁體施工技術(shù)研究

■ 王哲軍 龍志剛

1 病害概況

柘溪橋位于滬昆線橫陽(yáng)山—團(tuán)結(jié)山區(qū)段，中心里程K1357+068，為直線地段，線路坡度0.3%，1孔，梁長(zhǎng)16.46 m。下行橋?yàn)槠胀ㄤ摻罨炷力靶瘟?，始建?960年，梁高1.9 m、重160 t（含道砟與軌枕）；上行橋?yàn)轭A(yù)應(yīng)力T形梁，1996年湘黔復(fù)線改造時(shí)修建，上下行線間距5.1 m，梁體擋砟墻間距1.2 m。下行橋梁體已使用52年，由于施工質(zhì)量、自然環(huán)境等多方面因素影響，梁體腹板、底板處主筋嚴(yán)重銹蝕，主筋體積膨脹后擠裂保護(hù)層混凝土，導(dǎo)致多處混凝土剝落。針對(duì)梁體病害采用傳統(tǒng)的貼附鋼板或纖維布加固，不能徹底根除，后期的檢查、維修、保養(yǎng)成本支出較高。通過(guò)分析研究，決定更換為低高度預(yù)應(yīng)力混凝土提速梁。

2 方案比選

柘溪橋上、下行橋梁間隔1.2 m，因受施工場(chǎng)地及天窗時(shí)間限制，換梁施工成為難題。舊梁及新梁必須在同側(cè)進(jìn)出，以往更換病害梁體均為新舊梁整體平推，舊梁從一側(cè)出，新梁從另一側(cè)進(jìn)。結(jié)合施工現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，提出3種換梁施工方案。

方案一：舊梁橫移出橋位，利用架橋機(jī)或龍門(mén)吊吊起，新梁從吊起的舊梁底部穿過(guò)橫移就位。

方案三：舊梁橫移至制梁平臺(tái)（橫移距離12 m），新梁自存梁平臺(tái)縱移至橫移位置后，拆除立體交叉龍口處桿件，連接橫移滑軌，橫移就位。

3種換梁施工方案相關(guān)指標(biāo)對(duì)比見(jiàn)表1。

綜合分析比選3種換梁施工方案，確定采用方案三。

3 施工方案

根據(jù)施工現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，將新梁存梁平臺(tái)設(shè)置為新梁制梁平臺(tái)，新梁制好后直接放置移梁小車上，減少新梁從現(xiàn)制梁平臺(tái)橫移至移梁小車后縱移至存梁平臺(tái)的施工環(huán)節(jié)。由于制梁平臺(tái)寬度超過(guò)5 m，且立柱較多，對(duì)路基邊坡影響較大，并直接影響路肩接觸網(wǎng)立柱的安全。因此，直接設(shè)置為存梁平臺(tái)，減少對(duì)路基的影響。

3.1 施工工藝

施工工序流程：塔架基礎(chǔ)施工→搭設(shè)塔架→鋪設(shè)制梁、縱移梁平臺(tái)→預(yù)制新梁→新梁并置后橫移→拆除立體交叉龍口處桿件與滑軌→縱移移梁小車就位→新梁橫移移梁小車上→新梁縱移至存梁平臺(tái)→恢復(fù)立體交叉龍口處桿件與滑軌→松開(kāi)扣件，抬升鋼軌→橫移舊梁至制梁平臺(tái)最外側(cè)→拆除立體交叉龍口處桿件與滑軌→新梁縱移到位→連接橫移滑道→新梁橫移就位→落鋼軌、安裝扣件螺栓→線路保養(yǎng)→開(kāi)通線路。流程中“松開(kāi)扣件，抬升鋼軌”之前的各項(xiàng)工序?yàn)樘齑皶r(shí)間前的準(zhǔn)備工作，之后的各項(xiàng)工序?yàn)樘齑皶r(shí)間換梁施工。

3.2 施工重點(diǎn)與難點(diǎn)

（1）塔架平臺(tái)配置復(fù)雜。塔架平臺(tái)搭設(shè)需要解決橋下公路交通及河道軟基問(wèn)題，縱橫移滑道存在立體交叉，存梁平臺(tái)需切除路基邊坡且跨越橋臺(tái)護(hù)錐。

（2）梁體縱橫移距離較長(zhǎng)，移梁的精度控制要求較高，施工難度大。舊梁橫移距離12.3 m；新梁縱移距離18.5 m，橫移距離7.0 m。新梁縱移時(shí)的位置不能出現(xiàn)偏差，保證新梁下的滑軌與既有橫移滑軌（舊梁壓實(shí)，不能移動(dòng)）采用魚(yú)尾板可正常聯(lián)結(jié)；新梁橫移至橋臺(tái)位置，梁體縱向位移不能大于1 cm，保證梁端與橋臺(tái)胸墻5 cm的施工梁縫（預(yù)設(shè)梁縫6 cm）。

（3）受營(yíng)業(yè)線天窗時(shí)間限制。滬昆鐵路圖定施工天窗時(shí)間210 min，換梁施工工序較多，為流水作業(yè)，無(wú)法采用平行作業(yè)。施工作業(yè)必須在天窗時(shí)間內(nèi)完成，否則影響鐵路運(yùn)輸。

師：它卻又在孕育著新生命，誕生了希望，看到了明天。充滿了力量。你們真會(huì)找，這樣好的文字，讓我們?cè)賮?lái)美美讀讀這一段，將美麗廣玉蘭花映入我們心中。爭(zhēng)取能把這句背下來(lái)。

（4）既有線首次換梁，施工安全風(fēng)險(xiǎn)較大，無(wú)類似施工經(jīng)驗(yàn)，且換梁施工后必須滿足45 km/h的行車條件。

4 施工關(guān)鍵技術(shù)

4.1 塔架與平臺(tái)工程

（1）塔架基礎(chǔ)。河道中塔架基礎(chǔ)采用拋填片石后施作混凝土條形墻，基礎(chǔ)承載力不得低于2 kg/cm2。橋臺(tái)護(hù)錐處采用破孔挖樁后制作支承墩，墩身0.8 m×0.8 m。

表1 3種換梁施工方案相關(guān)指標(biāo)對(duì)比

（2）塔架。制梁塔架為C式塔架，塔架立柱由C1、C2及C3組成，立柱上橫向布置3片P30工字鋼，縱向每片梁底采用4片P30工字鋼，間距22 cm，與外側(cè)2片（每側(cè)1片，工作平臺(tái)支撐用）P30工字鋼組成制梁平臺(tái)，面積20 m×5.5 m； 縱拖塔架為C式塔架，塔架立柱由C1、C2及C3組成，立柱上橫向布置3片P30工字鋼，縱向設(shè)置12片P30工字鋼，分兩組集中在兩個(gè)走行輪下，縱拖平臺(tái)面積38 m×3 m。縱向工字鋼上鋪設(shè)D型梁橫梁，間距0.8 m，其上設(shè)置2根縱向走行軌，軌距1.8 m。

（3）存梁平臺(tái)。存梁平臺(tái)位于線路路基邊坡，邊坡最大切除深度2 m，為保證路基及接觸網(wǎng)立桿安全，接觸網(wǎng)立柱外側(cè)采用1 m×1 m×5 m的挖孔樁防護(hù)。存梁平臺(tái)采用6根1 m×2 m×4 m的挖孔樁，靠近路基方向設(shè)置鋼筋混凝土連續(xù)擋墻，連續(xù)擋墻比平臺(tái)挖孔樁低1 m，鋼筋與挖孔樁鋼筋連接。

4.2 縱橫移軌道與立體交叉龍口

（1）橫移滑軌。橫移滑軌采用2根P50鋼軌。鋼軌下部支撐采用3片P30工字鋼?；揽傞L(zhǎng)14 m，由橋臺(tái)、交叉龍口置換和制梁平臺(tái)組成?；篱g連接采用魚(yú)尾板接頭?；壾壯此接晚旐敵堂?0 cm進(jìn)行鉆孔，插銷為φ32 mm圓鋼，將水平油頂?shù)鬃潭ㄔ诨壣?，使梁體在滑軌上滑行。滑道接口處軌面設(shè)置10%楔形坡口，保證新舊梁橫移時(shí)平穩(wěn)順利通過(guò)接頭。

（2）縱移軌道。縱移軌道采用D型梁橫梁支承P60鋼軌，軌距嚴(yán)格控制在1.8 m，移梁小車輪對(duì)踏面與鋼軌踏面之間的間隙小于5 mm，確保梁體縱移到位后橫移滑道的精準(zhǔn)對(duì)接。

（3）立體交叉龍口。東西兩側(cè)縱移軌道上方設(shè)置2根50 cm鋼支墩，支墩上布置3片長(zhǎng)3.3 m的Ⅰ30橫向滑道支承梁。支承梁設(shè)2根P50鋼軌橫向滑道，滑道長(zhǎng)度與移梁小車的滑道等長(zhǎng)（3.2 m）。縱橫移梁交替時(shí)，龍口拆除與橫移滑道對(duì)接時(shí)間控制在15 min內(nèi)。

4.3 橫移油頂設(shè)備的選定

（1）油泵流量參數(shù)調(diào)整。新舊梁的橫移距離較長(zhǎng)，保障橫移速度是施工關(guān)鍵。原有配套QYS60-1000型油頂及BZ50-15B型油泵的流量為6 L/min。經(jīng)試驗(yàn)一個(gè)頂程（80 cm）需用7 min，因受天窗時(shí)間限制，采用CY14-1B型油泵替代原有配套油泵，其流量10 L/min。在實(shí)際操作中，一個(gè)頂程控制在4 min內(nèi)。舊梁橫移頂程12.3 m，新梁橫移頂程7.0 m，近20 m頂程橫移循環(huán)25次，橫移用時(shí)控制在100 min內(nèi)。

（2）橫移梁體同步控制。新舊梁的橫移距離較長(zhǎng)，新梁梁端與橋臺(tái)胸墻的梁縫為6 cm，梁體橫移時(shí)兩端必須同步，縱向偏移量不得大于1 cm。為確保安裝精度，對(duì)橫移油頂配套油泵流量進(jìn)行精確檢校，通過(guò)加載試驗(yàn)和調(diào)整，兩側(cè)油泵流量偏差應(yīng)在5%以內(nèi)；控制橫移滑道的安裝精度，兩側(cè)橫移滑道插銷孔眼與線路中心距離保持一致，且兩側(cè)滑道保持平行。

4.4 縱移梁小車

新梁及橋面道砟、軌枕總質(zhì)量150 t。為保證縱移梁的安全及控制移梁小車速度，特定制了2臺(tái)由同步電機(jī)控制的移梁小車，其設(shè)計(jì)承重80 t，運(yùn)行速度4 m/min。施工前對(duì)新梁移至移梁小車進(jìn)行演練，移梁小車走行平穩(wěn)，并能準(zhǔn)確對(duì)位，從存梁平臺(tái)運(yùn)行至新梁橫移位置（運(yùn)行距離18.5 m）用時(shí)不到5 min。

存梁平臺(tái)

安裝在縱移軌道上的移梁小車

4.5 油頂通過(guò)接頭處理

橫移滑道分3節(jié)，有2處接頭。當(dāng)水平油頂?shù)鬃浦粱澜宇^處時(shí)，在接頭處的魚(yú)尾板位置無(wú)法鉆固定油頂?shù)鬃牟邃N孔。因此，在油頂前端加設(shè)傳力頂鐵（1.0 m），使新舊梁繼續(xù)前移，直至通過(guò)接頭位置后，使用插銷固定油頂?shù)鬃鶄髁斃^續(xù)推移梁體。

4.6 提前解除支座，穿設(shè)滑軌

改變以往在天窗時(shí)間穿設(shè)舊梁滑軌模式，在天窗時(shí)間前，申請(qǐng)一個(gè)小天窗時(shí)間（90 min），梁體豎向頂升10 cm后，解除舊梁搖軸支座，穿設(shè)舊梁滑軌（舊梁支座高18 cm、P50滑軌15 cm，滑軌下墊3 cm硬木板），將滑軌與平臺(tái)上橫移滑道聯(lián)結(jié)成整體，滑道上涂黃油，落舊梁于滑道上。橋臺(tái)兩端梁縫采用楔形硬木頂死，防止梁體縱向位移；利用安裝在胸墻上的鋼支架約束舊梁橫向位移。支座解除后，24 h限速45 km/h。施工提前完成，為換梁施工節(jié)約天窗時(shí)間30 min。

4.7 新梁預(yù)鋪道砟與軌枕

為保證換梁后盡快恢復(fù)線路，新梁梁面道砟與軌枕在換梁施工天窗時(shí)間之前預(yù)鋪完成。軌枕按1 760根/km布置，位置與既有橋枕保持一致；預(yù)鋪道砟厚度按低于設(shè)計(jì)標(biāo)高3 cm控制，減少新梁就位后補(bǔ)充道砟的工作量。

5 換梁施工

（1）換梁工序。架梁前準(zhǔn)備工作→申請(qǐng)?zhí)齑皶r(shí)間慢行施工計(jì)劃→利用第一次小天窗時(shí)間進(jìn)行舊梁試頂（調(diào)整梁縫）、穿設(shè)舊梁橫移滑軌→利用天窗時(shí)間進(jìn)行換梁施工→利用換梁后的第二次小天窗時(shí)間進(jìn)行支座墊砂漿→安裝2線之間蓋板、人行道支架→線路整修→恢復(fù)常速。

（2）天窗時(shí)間工序計(jì)劃與實(shí)際作業(yè)時(shí)間對(duì)比（見(jiàn)表2）。

（3）換梁注意事項(xiàng)。頂落梁時(shí)油頂擺放位置置于梁體重心處，應(yīng)平穩(wěn)牢固，頂梁時(shí)必須隨頂隨抄，設(shè)好保險(xiǎn)；油頂頂面與鋼質(zhì)或其他較滑物件接觸時(shí)，應(yīng)使用木板防止滑動(dòng)；落梁時(shí)應(yīng)緩慢均勻下落；起落梁時(shí)應(yīng)統(tǒng)一指揮、統(tǒng)一行動(dòng)，兩端必須交錯(cuò)起落，嚴(yán)禁同時(shí)起落。為防止新、舊梁在橫移時(shí)產(chǎn)生縱向移動(dòng)，防止新、舊梁端與橋臺(tái)胸墻出現(xiàn)縱移造成相互“頂死”現(xiàn)象，根據(jù)設(shè)計(jì)的梁縫值安放導(dǎo)向軌或鋼管，并派專人觀察，發(fā)現(xiàn)縱向滑移及時(shí)糾偏，兩端的防偏設(shè)施在換梁施工完成后拆除?？v移梁時(shí)檢查移梁小車運(yùn)行及走行軌情況，2臺(tái)移梁小車4人，站在前行方向，檢查移梁小車通過(guò)接頭情況，以及是否有爬軌現(xiàn)象。

表2 工序計(jì)劃與實(shí)際作業(yè)時(shí)間對(duì)比

[1] 鐵運(yùn)［2012］280號(hào) 鐵路營(yíng)業(yè)線施工安全管理辦法[S].

[2] 鐵運(yùn)［2006］177號(hào) 鐵路工務(wù)安全規(guī)則[S].