雙線墩架設(shè)增二線梁在鐵路擴(kuò)能改造中的應(yīng)用

董 宏

(太原鐵路局， 太原 030013)

雙線墩架設(shè)增二線梁在鐵路擴(kuò)能改造中的應(yīng)用

董 宏

(太原鐵路局， 太原 030013)

在鐵路新增二線擴(kuò)能改造中，經(jīng)常會(huì)遇到臨近既有線架梁施工。若在新建增二線單線墩進(jìn)行架梁，由于離既有線有一定安全距離則比較簡(jiǎn)單。但若在既有雙線墩上已經(jīng)有一線開通運(yùn)營(yíng)的情況下，利用既有墩架設(shè)增二線梁，由于線間距太近則比較困難。本文以遷曹鐵路曹妃甸特大橋雙線墩架設(shè)增二線梁為例，通過合理的施工組織，采取架橋機(jī)改造、接觸網(wǎng)改造以及線路偏心和撥移回?fù)艿劝踩胧瑢?shí)現(xiàn)了施工安全、貨運(yùn)量、施工進(jìn)度三大目標(biāo)，能夠?qū)﹁F路建設(shè)和擴(kuò)能改造的類似工程提供參考。

雙線墩； 二線梁； 重載鐵路

在鐵路新增二線擴(kuò)能改造中，經(jīng)常會(huì)遇到鄰近既有線架梁施工。若在新建增二線單線墩上進(jìn)行架梁，由于離既有線有一定安全距離則比較簡(jiǎn)單。但若在既有雙線墩上已有一線開通運(yùn)營(yíng)的情況下，由于離既有線太近架設(shè)增二線梁則比較困難。由于鐵路梁自重較大且橋下難有適合的道路和場(chǎng)地，使用汽車吊、履帶吊架梁不太現(xiàn)實(shí)，所以一般使用架橋機(jī)架梁。

2009年建設(shè)遷曹鐵路曹西單線時(shí)，考慮到曹妃甸特大橋(跨海大橋)施工的難度和搭設(shè)棧橋的投資以及將來(lái)的發(fā)展，在當(dāng)時(shí)搭設(shè)了施工棧橋的情況下，按照雙線墩只架單線梁進(jìn)行了施工預(yù)留，施工完畢后按照海域通航的要求拆除了棧橋。隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展，運(yùn)量增加，以及環(huán)渤海經(jīng)濟(jì)圈、京津冀協(xié)同發(fā)展等國(guó)家戰(zhàn)略的提出，從2014年起開始實(shí)施曹妃甸港區(qū)鐵路擴(kuò)能改造工程，需要在既有雙線墩上架設(shè)增二線梁。通過大量的現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研和安全限界測(cè)量，確定了施工方案，按照鄰近營(yíng)業(yè)線B類進(jìn)行架梁施工。

1 既有橋概況

1．1 既有曹妃甸特大橋區(qū)域位置

曹妃甸港區(qū)鐵路位于河北省東北部唐山市的曹妃甸區(qū)境內(nèi)，北距唐山市80 km，西距天津120 km，西距北京220 km，東距秦皇島170 km。既有曹妃甸特大橋位于曹妃甸北站與曹妃甸西站之間，將大陸與曹妃甸島連為一體。

1．2 既有曹妃甸特大橋設(shè)備概況

既有橋?yàn)殡姎饣F路橋梁，采用“專線(01)2051”圖號(hào)的簡(jiǎn)支T梁，預(yù)留二線墩臺(tái)線間距4.0 m，橋面兩側(cè)均設(shè)有護(hù)欄和步行板以及擋砟板，靠近新線一側(cè)有電務(wù)電纜。

2 新增曹妃甸特大橋架梁總體思路

2．1 主要工程數(shù)量

曹妃甸特大橋全長(zhǎng)7 478.65 m，共計(jì)242孔。其中有4處共15孔現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)已按雙線施工，剩余227孔為預(yù)制T型梁，包括32 m T梁191孔、24 m T梁33孔、20 m T梁3孔。

2．2 細(xì)化措施，確保安全

由于受線間距4.0 m限制，架橋機(jī)與接觸網(wǎng)之間安全距離不足，架梁施工前首先必須拆除既有橋上靠近新線一側(cè)的護(hù)欄和步行板，對(duì)電務(wù)電纜進(jìn)行遷改，并對(duì)橋上接觸網(wǎng)完成改造。

采取的措施：一是對(duì)既有橋上接觸網(wǎng)進(jìn)行改造，使帶電部分向靠近既有線側(cè)調(diào)整；二是對(duì)架橋機(jī)進(jìn)行選型、改造與防護(hù)，外形尺寸向遠(yuǎn)離既有線側(cè)調(diào)整0.2 m，對(duì)架橋機(jī)下方的運(yùn)梁車走行線路進(jìn)行偏心鋪設(shè)，向遠(yuǎn)離既有線側(cè)偏移0.2 m。達(dá)到規(guī)范規(guī)定的安全距離。

2．3 優(yōu)化施組，確保進(jìn)度

根據(jù)制梁場(chǎng)臺(tái)位的數(shù)量和24 m、20 m特殊 T梁的具體孔位，有針對(duì)性地安排不同跨度的梁體制作，使制梁順序與架梁順序保持一致，避免發(fā)生無(wú)梁可架的現(xiàn)象。同時(shí)搭設(shè)蒸汽養(yǎng)生棚保證冬期制梁，搭設(shè)防護(hù)棚保證雨季制梁不間斷進(jìn)行。

3 施工準(zhǔn)備工作

3．1 接觸網(wǎng)改造

取消接觸網(wǎng)在架梁一側(cè)的受電線偏移，僅保留既有線一側(cè)的受電線偏移，Z字值為0.2～0.35 m，受電線向既有線一側(cè)適當(dāng)偏移后拉出值并不超標(biāo)。同時(shí)更換腕臂并將直型定位管更換為彎型反定位管，使帶電部分向接觸網(wǎng)支柱方向靠近。將過長(zhǎng)的平腕臂、斜腕臂、反定位進(jìn)行切割或更換，最后進(jìn)行接觸網(wǎng)調(diào)整。接觸網(wǎng)改造工作完成后，正定位拉出值由0.2 m變?yōu)?.35 m，反定位拉出值由-0.2 m變?yōu)?0.2 m，架橋機(jī)與接觸網(wǎng)帶電部分距離達(dá)到1.5 m。當(dāng)架梁工作完成后，再將改造過的既有接觸網(wǎng)改造回原來(lái)狀態(tài)。

3．2 架橋機(jī)改造

3．2．1 架橋機(jī)外型改造

對(duì)比DJK166型和DJ180型兩種架橋機(jī)的支點(diǎn)反力和外形尺寸，(1)DJK166型架橋機(jī)自重256 T，架橋機(jī)支點(diǎn)反力超出橋梁的承載能力，DJ180型架橋機(jī)自重123.7 T，架橋機(jī)支點(diǎn)反力小于橋梁的承載能力。(2)DJK166型架橋機(jī)最外廓寬4.33 m，DJ180型架橋機(jī)最外廓寬4.2 m。經(jīng)過綜合比選，采用DJ180型單臂步履式架橋機(jī)進(jìn)行改造。

改造前的DJ180架橋機(jī)3號(hào)柱外廓寬4.2 m，單側(cè)支柱距接觸網(wǎng)帶電部分0.8 m，1號(hào)、2號(hào)柱外廓寬4.0 m，單側(cè)支柱距接觸網(wǎng)帶電部分0.9 m。改造時(shí)將架橋機(jī)1號(hào)、2號(hào)柱向內(nèi)側(cè)收回0.4 m，能夠滿足架橋機(jī)支撐穩(wěn)定，同時(shí)將3號(hào)柱向內(nèi)側(cè)收回0.77 m，保證3號(hào)柱柱腳能夠支撐在橋梁的擋砟槽與軌枕頭之間，使軌排車能夠順利通過。

改造后DJ180架橋機(jī)3號(hào)柱外廓寬3.43 m，單側(cè)支柱距接觸網(wǎng)帶電部分為1.185 m。1號(hào)、2號(hào)柱外廓寬3.6 m，單側(cè)支柱距接觸網(wǎng)帶電部分為1.1 m，但仍不能達(dá)到接觸網(wǎng)安全距離。

架橋機(jī)采用分體汽運(yùn)，在預(yù)制梁場(chǎng)內(nèi)線路上采用汽車吊組裝。

3．2．2 安裝絕緣板防護(hù)

架橋機(jī)靠近接觸網(wǎng)一側(cè)在接觸網(wǎng)帶電桿件5.0 m范圍內(nèi)，滿布牢固粘貼絕緣板。

3．2．3 設(shè)置接地線防護(hù)

在新架梁梁頂左側(cè)邊緣布設(shè)10×5鍍鋅扁鋼接地線帶，布設(shè)進(jìn)度隨架梁進(jìn)度。每隔6個(gè)橋墩將接地線沿橋墩引至橋下，連接接地極，使架橋機(jī)可靠接地，消除靜電。滿足TG/01-2014《鐵路技術(shù)管理規(guī)程》第203條“接觸網(wǎng)帶電部分5 000 mm范圍內(nèi)的金屬結(jié)構(gòu)物須接地”的要求。

3．3 走行線路偏心鋪設(shè)

在進(jìn)行接觸網(wǎng)偏移改造后，新線在正常架梁工況下，架橋機(jī)架體及運(yùn)梁軌道中心線與兩片T梁的中心線重合，架橋機(jī)上部結(jié)構(gòu)與接觸網(wǎng)腕臂帶電部分有1.5 m的水平安全距離。在架橋機(jī)架體尺寸單側(cè)瘦身微調(diào)0.2 m后，變?yōu)?.7 m的水平安全距離。如果將架橋機(jī)架體及運(yùn)梁軌道中心線一起向兩片T梁的中心線外方再偏移0.2 m，即新線與既有線線間距由4.0 m臨時(shí)變?yōu)?.2 m，可以達(dá)到1.9 m的水平安全距離，其斜向安全距離(真實(shí)的安全距離)就能夠達(dá)到2.0 m以上。

經(jīng)過對(duì)架體偏移和墩身承載綜合檢算，偏移0.2 m不影響整體重心穩(wěn)定和墩身承載。待架橋機(jī)通過后再逐步撥回4.0 m線間距位置。

試架梁時(shí)按照偏心鋪設(shè)后4.2 m的臨時(shí)線間距進(jìn)行了實(shí)際測(cè)量：

(1)建筑限界安全方面

架橋機(jī)1號(hào)柱距離既有線中心2.52 m，2號(hào)柱距離既有線中心2.23 m，3號(hào)柱距離既有線中心2.47 m，1號(hào)柱和3號(hào)柱滿足TG/01-2014《鐵路技術(shù)管理規(guī)程》中距離既有線中心2.44 m的要求，但2號(hào)柱不能滿足，因此架梁期間，允許既有線普通列車通過，但禁止既有線超限貨物列車通過。

(2)人身安全方面

①架橋機(jī)最寬部位距離接觸網(wǎng)線2.3 m，滿足GB/01-2014《鐵路技術(shù)管理規(guī)程》第203條中“接觸網(wǎng)帶電部分至機(jī)車車輛或裝載貨物的距離不小于350 mm”的要求，也滿足TG/01-2014《鐵路技術(shù)管理規(guī)程》第205條中“其他人員(包括所攜帶的物件)與牽引供電設(shè)備帶電部分的距離不得小于2 000 mm”的要求。②架橋機(jī)最寬部位距接觸網(wǎng)腕臂最外端水平距離為1.9 m，但由于腕臂位于接觸網(wǎng)上方，根據(jù)勾股定理，其斜向距離(真實(shí)的安全距離)已大于2.0 m，且可以通過在架橋機(jī)上設(shè)置絕緣板和警戒隔離繩等補(bǔ)強(qiáng)措施來(lái)防止架橋機(jī)上的人員靠近接觸網(wǎng)帶電部分。

(3)梁車運(yùn)行安全方面

線路偏移情況需考慮到已就位梁體的偏載，經(jīng)檢算200 mm的偏移在容許范圍內(nèi)。其關(guān)鍵點(diǎn)是：①卡控運(yùn)梁車上梁體的偏載，避免不利因素的疊加。②卡控運(yùn)梁車的走行速度，因速度加快，車輛的蛇形擺動(dòng)造成的橫向偏移量也隨之加大，影響重心穩(wěn)定。③橋梁全長(zhǎng)7 478.65 m，長(zhǎng)距離的線路偏移不利于梁車運(yùn)行安全，因此在架設(shè)5孔梁(150 m左右)之后就開始逐步撥回到4.0 m線間距位置，也有利于橋面線路鋪設(shè)能及早按正式工程施工(如圖1所示)。

圖1 運(yùn)梁車軌道向外偏鋪200 mm (mm)

4 施工過程

4．1 施工順序

架梁作業(yè)盡可能利用列車間隙時(shí)間進(jìn)行。順序?yàn)橄炔捎萌斯ひ屏悍绞郊軆?nèi)邊梁，后通過架橋機(jī)整機(jī)外移50 mm、機(jī)臂外移750 mm架外邊梁，一次落梁到位。架梁時(shí)間控制為200 min，即：架橋機(jī)過孔60 min，架內(nèi)邊梁60 min，架外邊梁60 min，鋪架軌排20 min，這4個(gè)環(huán)節(jié)順序要嚴(yán)格不變，才能確保安全。

4．2 施工卡控措施

成立裝載加固驗(yàn)收小組，每一片梁的裝載加固必須有錄像備查，運(yùn)行必須有速度記錄儀備查。運(yùn)梁車在距架橋機(jī)100 m時(shí)要一度停車。架橋機(jī)的檢修須利用天窗點(diǎn)進(jìn)行。架梁期間，禁止既有線超限貨物通過。對(duì)人員和設(shè)備采取防感應(yīng)電、屏蔽接地等措施。

5 效果

2016年7月13日，曹妃甸特大橋最后一片梁順利合龍，達(dá)到預(yù)期效果。需要指出的是，隨著架橋機(jī)推進(jìn)，運(yùn)梁車的走行距離也在加大，架橋機(jī)利用率必然會(huì)隨之降低。2016年6月，本方案在總公司組織的全路施工交流匯報(bào)會(huì)上進(jìn)行了經(jīng)驗(yàn)推廣。

6 結(jié)束語(yǔ)

從我國(guó)鐵路建設(shè)現(xiàn)狀來(lái)看，新建單線橋時(shí)預(yù)留增二線雙線墩是比較普遍的，建1個(gè)雙線墩相比建2個(gè)單線墩(一舊一新)來(lái)說(shuō)，在項(xiàng)目投資、土地預(yù)審、征地拆遷、環(huán)評(píng)、水土保持、消防送審、防洪評(píng)價(jià)等方面都能節(jié)省投資或簡(jiǎn)化審批手續(xù)，有很大優(yōu)勢(shì)。曹妃甸特大橋在既有雙線墩上已有一條單線開通運(yùn)營(yíng)并開行2萬(wàn)噸重載列車的情況下架設(shè)增二線梁，通過合理組織施工并采取安全措施實(shí)現(xiàn)了這一目的，是鐵路鄰近既有線大型施工和擴(kuò)能改造的成功案例。

[1] TG/01-2014 鐵路技術(shù)管理規(guī)程[S]. TG/01-2014 Railway Technical Management[S].

[2] 鐵建設(shè)[2008]189號(hào)，鐵路大型臨時(shí)工程和過渡工程設(shè)計(jì)暫行規(guī)定[S]. TIE Jian She [2008] 189,Interim Provisions for the Design of Large Temporary Works and Transitional Project of Railway[S].

[3] TB10303-2009 鐵路橋涵工程施工安全技術(shù)規(guī)程[S]. TB10303-2009 Safety Constructional Regulations forRailway Bridge and Culvert Engineering[S].

[4] 鐵運(yùn)[2012]280號(hào),鐵路營(yíng)業(yè)線施工安全管理辦法[S]. TIE Yun [2012]280,Railway Line Construction safety management approach[S].

[5] GB50090-2006 鐵路線路設(shè)計(jì)規(guī)范[S]. GB50090-2006 Code for Design of Railway Line[S].

[6] 戴樹和.工程風(fēng)險(xiǎn)分析技術(shù)[M].北京：化工工業(yè)出版社，2007. DAI Shuhe. Project Risk Analysis[M].Beijing: Chemical Industry Press,2007.

[7] GB50009-2012 建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范[S]. GB50009-2012 Code for Building Structure Load[S].

[8] 鐵運(yùn)[2007]69號(hào),接觸網(wǎng)運(yùn)行檢修規(guī)程[S]. TIE Yun [2007]69，Maintenance Regulation for Operation of Overhead Contact System[S].

Application of Double-Track Pier Erecting Second Line Beam in Railway Expansion and Reconstruction

DONG Hong

(Taiyuan Railway Bureau,Taiyuan 030013,China)

In the expansion and reconstruction of new-added double-line of railway, the construction of new line near to the existed line is often happens. If the beams are erected on the single-line pier of new line, it is relatively simple for there exists some certain safety distance from the old one. But when one of the existed second line beams is already at work, it is difficult to erect the beam of second line due to the shorter distance between centers of tracks. This paper takes the erection of beams on the double-line pier of Caofeidian super major bridge on Qiancao Railway as an example. the three goals of construction safety, freight volume and construction progress have been achieved by many safety measures such as taking reasonable construction organization, improving bridging machines and contact nets, adopting line eccentricity and shifting methods, etc. The experience provides references to the similar projects of railway construction and its capacity expansion.

double-line Pier; beams of Zenger-Line; heavy-loaded railway

2016-06-20

董宏(1970-)，男，高級(jí)工程師。

1674—8247(2016)05—0091—04

U44

A