淺談鄰近營業(yè)線槽型梁頂推落梁施工技術(shù)

羅偉

摘要：隨著鐵路建設(shè)的發(fā)展，新建鐵路上跨既有線、公路、河流等無法避免，線路周邊環(huán)境的變化，對跨線施工工藝要求不同，文中結(jié)合長白鐵路上跨京哈鐵路32m槽型梁頂推落梁施工，闡述上跨營業(yè)線頂推落梁施工工藝、作業(yè)方法、技術(shù)要求，供類似工程參考。

關(guān)鍵詞：營業(yè)線；槽型梁；頂推落梁

1 概述

槽型梁頂推施工是在現(xiàn)場架設(shè)臨時支墩，預(yù)壓完成后現(xiàn)場預(yù)制槽型梁，待預(yù)應(yīng)力施工及各附屬工程完成后，采用同步千斤頂拖拉至預(yù)定位置的工藝工法，槽型梁頂推施工在跨既有線修筑橋梁工程中具有不可替代的作用，其可以將風(fēng)險控制到最小，同時，槽型梁頂推施工的程序化、標(biāo)準(zhǔn)化及其操作的專業(yè)化使整個施工質(zhì)量得以保證。

2 工藝原理

槽型梁頂推施工，是在既有線一側(cè)修筑臨時支墩，架設(shè)各型滑梁及結(jié)構(gòu)預(yù)壓結(jié)束后，在滑梁上預(yù)制槽型梁，完成預(yù)應(yīng)力施工及附屬設(shè)施后，通過水平千斤頂、滑道推至預(yù)定位置，落梁完成施工。

3 使用范圍

槽型梁頂推法適用于平改立或上跨既有線的鐵路、公路市政工程的現(xiàn)澆梁施工。

4 工程概況

長春至白城鐵路擴(kuò)能改造工程為既有線改造工程CBSG-1標(biāo)右線跨京哈鐵路特大橋為單線橋梁，全長457.03m，其中2#、3#墩上跨京哈下行線，與京哈線夾角56°。既有京哈線為國鐵Ⅰ級干線電氣化鐵路，考慮凈空受京哈線接觸網(wǎng)限制及鐵路營業(yè)線安全施工的要求，跨京哈線的2#--3#墩設(shè)計為1-32m混凝土槽型粱，梁底與京哈線接觸網(wǎng)承力索高差1.131m。槽型梁計算跨度31.6m，全長32.6m。主梁梁底寬7.2m，槽型結(jié)構(gòu)內(nèi)凈寬5.87m。腹板跨中厚0.43m，梁端厚0.6m，主梁高度3.2m，采用C55砼，梁重566t。

5 總體施工方案

采用“鄰孔支架現(xiàn)澆+頂推落梁”施工。該橋上跨既有鐵路線，為了不影響京哈下行線列車通行，設(shè)計施工方案采用頂推法施工，利用3#-4#墩簡支梁的橋位，在既有線以外現(xiàn)澆槽型梁，當(dāng)梁體砼強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計強(qiáng)度并張拉預(yù)應(yīng)力砼后，將槽型梁整體順橋向頂推32m至既有線上方的3#-2#墩位置。其重點(diǎn)施工方案可分為現(xiàn)澆施工、頂推施工和落梁施工3個步驟進(jìn)行，在保證營業(yè)線運(yùn)營安全的前提下，利用線路封鎖天窗時間完成頂推施工和落梁施工（2.5m高位落梁）。

施工分三階段進(jìn)行實施，具體為：

第一階段：槽型梁現(xiàn)澆：槽型梁混凝土支架現(xiàn)澆，預(yù)應(yīng)力施工；拆除側(cè)模、底模，安裝滑梁牽引裝置、限位、主墩支撐等結(jié)構(gòu)構(gòu)造。

第二階段：頂推：安裝前后兩道橫梁及滑板→拆除底模→安裝頂推錨座、鋼絞線、千斤頂?shù)葼恳到y(tǒng)和限位裝置→頂推槽型梁至設(shè)計位置。

第三階段：落梁：安裝橫梁兩側(cè)限位擋塊→安裝臨時支墩和落梁千斤頂→拆除滑梁→落頂使槽型梁坐落于支墩上→采用單個千斤頂和臨時支墩與軌排及鋼板交替落梁至設(shè)計標(biāo)高→安裝永久支座→拆除落梁裝置及臨時墩，完成槽型梁架設(shè)。

6 頂推中的關(guān)鍵技術(shù)

6.1 頂推結(jié)構(gòu)的設(shè)置

6.1.1臨時墩

根據(jù)設(shè)計圖紙，槽型梁以3#墩和增設(shè)的臨時墩為支撐搭設(shè)現(xiàn)澆支架體系，共設(shè)置4個臨時墩，L1、L2臨時墩為φ609×16mm 鋼管立柱橫向布置4根，鋼管之間用槽鋼14剪刀撐連接，為了增強(qiáng)鋼管立柱穩(wěn)定性，將鋼管立柱分別與2#、3#墩用鋼管之間用φ300×10mm鋼管進(jìn)行縱向連接。L3、L4臨時墩分別兩個立柱，單個采用4根φ609×16mm 鋼管立柱組成格構(gòu)式立柱，鋼管支間用[14剪刀撐連接，兩立柱橫橋向用φ300×10mm鋼管連接。

6.1.2滑梁設(shè)置及施工

以頂推軸線為基準(zhǔn)線布置I型滑梁和II滑梁，均采用3拼I100焊接而成，I型滑梁下柱頂分配梁采用一層4 I56將上部荷載傳遞至L1、L2臨時墩。II型滑梁下柱頂分配梁為兩層組合：第一層分配梁4 I56直接位于滑梁下方，將滑梁荷載傳遞至下第二層縱向分配梁2I56；第二層縱向分配梁將橫向分配梁荷載傳遞至臨時墩頂。I型滑梁中心線距頂推軸線73cm、II型滑梁中心線距頂推軸線320cm。為減少頂推過程中滑梁與橫梁底面MGE板的摩擦力，在滑梁頂面滿焊一層2mm厚的不銹鋼板。

6.1.3端橫梁設(shè)置及施工

預(yù)制槽形梁時，端橫梁頂部兩塊鋼板之間與槽形梁底填充1cm細(xì)砂，細(xì)砂上鋪一層地板革，地板革頂面標(biāo)高為槽形梁底標(biāo)高；頂推滑移時，用高壓水槍清除橫梁與梁體之間的細(xì)砂，便完成了由兩端橫向線荷載向兩端集中荷載的轉(zhuǎn)化。端橫梁頂部埋設(shè)Φ32精軋螺紋鋼，與槽型梁梁體進(jìn)行錨固。在橫梁底面對應(yīng)位置安裝MGE滑板，頂推過程中，端橫梁與梁體一起在滑梁上進(jìn)行滑移。

6.1.4限位裝置

I型滑梁在3號墩大小里程處設(shè)置縱向限位牛腿，大小里程處各設(shè)置2個限位牛腿；其頂面與滑梁采用螺栓連接，側(cè)面平面卡在墩頂；II型滑梁在3號墩大小里程處設(shè)置縱向限位牛腿，大小里程處各設(shè)置2個限位牛腿；其頂面與滑梁采用螺栓連接，側(cè)面平面卡在墊石上，牛腿和墊石緊密接觸，實現(xiàn)限位功能。

槽形梁滑移過程中，梁端橫梁處設(shè)置橫向限位防止梁體發(fā)生橫向偏移；在滑梁與橫梁之間安裝橫向限位裝置，橫向限位裝置頂面與橫梁采用高強(qiáng)螺栓連接，側(cè)面的MGE板采用沉頭螺栓與橫向限位裝置連接，沉頭螺栓不少于兩個。

6.1.5頂推系統(tǒng)

（1）牽引動力系統(tǒng)

千斤頂配采用兩臺ZLD150-200連續(xù)千斤頂，配一套液壓油泵：MCZLB14-28；一套控制系統(tǒng)：MCZLDK122；保證同時牽引滑移。

（2）牽引動力索

經(jīng)計算槽形梁頂推牽引采用4根強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值為1860MPa的￠s15.2鋼絞線。

（3）反力架及牽引頂推裝置

牽引張拉端反力架和滑梁縱向限位牛腿通用，反力架頂面與滑梁采用螺栓連接。牽引裝置后錨梁用2根I25b加勁肋及鋼板做成。在距3號墩梁縫中心線3m安裝牽引反力座，鋼絞線穿過端橫梁、后錨梁，安裝鋼絞線、千斤頂和錨具。

6.1.6頂推施工步驟

跨京哈線施工，需申請A類計劃實施，沈陽鐵路局批復(fù)的計劃，每天3個小時；頂推施工分三個步驟三天內(nèi)完成施工：

第一步：頂推滑移到臨時2號墩中心，即頂推滑移7.3m，更換牽引錨固系統(tǒng)至距3號墩梁縫中心線2.79m處；

第二步：頂推滑移到臨時1號墩中心，即頂推滑移17.74m，拆除2號墩和3號墩頂滑梁錨固裝置；

第三步：頂推滑移至設(shè)計位置，即頂推滑移7.56m，拆除牽引裝置，槽形梁滑移結(jié)束。

6.2 頂推施工注意事項

（1）頂推前對前后橫梁與槽型梁結(jié)合部，前后橫梁與滑梁結(jié)合部，前后橫梁縱橫向限位裝置布置，MGE滑板布置，牽引反力架布置，牽引鋼絞線錨固端布置，滑梁限位牛腿布置，滑梁臨時墩布置進(jìn)行檢查驗收，驗收合格后方可頂推；

（2）頂推前組織人員清理梁體上的雜物，并保證滑梁頂面光滑，防止墜物砸傷供電接觸網(wǎng)、電力纜線、信號通信電纜。

（3）頂推前確定總指揮及監(jiān)測負(fù)責(zé)人、頂推指揮人，施工中用對講機(jī)和信號旗統(tǒng)一指揮，確保頂推平穩(wěn)、各部位作業(yè)同步。

（4）頂推前由技術(shù)負(fù)責(zé)人組織對梁體、臨時支墩、千斤頂、滑板、鋼絞線等設(shè)備狀態(tài)再次檢查，對梁體與墩臺間位置關(guān)系進(jìn)行再一次測量核對，做好可靠標(biāo)記，確保施工中數(shù)據(jù)、位置吻合。

（5）進(jìn)行試頂，在試頂前進(jìn)行模擬指揮演練。試頂結(jié)束后，立即對設(shè)備狀態(tài)、頂推速度等進(jìn)行核對，查找問題，消除隱患。

（6）頂推過程中，設(shè)置觀測點(diǎn)，安排專人對槽形梁、臨時支墩和滑梁進(jìn)行監(jiān)測。發(fā)現(xiàn)有異常時，應(yīng)立即停止頂推施工，查找原因，不得盲目頂推。

7 落梁施工中的關(guān)鍵技術(shù)

7.1 落梁施工步驟

（1）在2#墩、3號墩處安裝支墩和軌排，在軌排上方安裝自鎖式千斤頂；

（2）同步將2#墩、3號墩上方橫梁頂起約80mm，鎖定自鎖式千斤頂；

（3）安裝臨時支墩，回落千斤頂使槽形梁落在臨時支墩上。

（4）拆除I型滑梁，采用托拉法；然后采用汽車吊拆除II型滑梁；

（5）拆除MGE板及滑梁下方支墩；

（6）千斤頂同步頂起2～3cm，鎖定千斤頂，拆除軌排，同步回落千斤頂至臨時支墩，千斤頂托空，完成一個循環(huán)。每次落梁高度9cm，利用橫梁錨固措施的精軋螺紋鋼將橫梁落至墩頂，拆除橫梁，拆除過程中嚴(yán)禁碰撞臨時支墩；

7.2 落梁施工注意事項

（1）隨著落梁施工的進(jìn)行，臨時支墩面板上面用鋪設(shè)鋼墊塊或軌排的方式來調(diào)節(jié)高度。

（2）落梁前應(yīng)提前確定好支座預(yù)埋點(diǎn)中心線以及邊線，以便落梁時進(jìn)行調(diào)整。并且提前將支座安裝好。

（3）端橫梁的拆除應(yīng)防止與臨時支墩產(chǎn)生碰撞以及防止對梁體造成傷害。

（4）落梁時必須保證支點(diǎn)的標(biāo)高一致，兩端高差不得大于2cm，梁體一端左右高差不大于2mm。落梁施工梁體兩端交替進(jìn)行，防止槽型梁因高差不勻產(chǎn)生裂縫。每次落梁高度不超過9cm。

（5）當(dāng)落梁接近支座高度時，需要將梁底支座預(yù)埋孔與墊石預(yù)埋孔位置調(diào)成一致。具體操作方式為：在墩頂與梁底預(yù)埋鋼板各焊接一座反力架，微調(diào)時用千斤頂置于兩反力座中間，通過千斤頂來調(diào)整梁體位置，對準(zhǔn)預(yù)埋孔。

8 社會效益

頂推落梁工藝在上跨營業(yè)線施工中的應(yīng)用，成功渡過了安全風(fēng)險點(diǎn)，安全順利的完成節(jié)點(diǎn)工期目標(biāo)，得到了業(yè)主、設(shè)備管理單位和監(jiān)理單位的一致好評。此工程的頂推落梁工藝，進(jìn)一步豐富我國上跨營業(yè)線施工技術(shù)的內(nèi)容和領(lǐng)域，對以后同類型的工程施工具有極大借鑒意義和參考價值，同時，又對頂推落梁施工工藝的發(fā)展起到了積極的推動作用。

9 工程結(jié)果評價

長白鐵路32m槽型梁頂推施工，上跨繁忙干線京哈線，是項目的二級風(fēng)險源，周圍環(huán)境較為復(fù)雜，工期緊張。在施工中，我們運(yùn)用科學(xué)手段，精心組織，合理安排，槽型梁的應(yīng)力、變形均符合設(shè)計及相關(guān)規(guī)范要求，未出現(xiàn)裂縫。在既有鐵路繁忙干線上采用防護(hù)網(wǎng)外支架整體現(xiàn)澆，頂推、高位落梁的預(yù)應(yīng)力砼槽型梁施工技術(shù)，大大減少了對既有線行車干擾，降低了施工安全風(fēng)險，同時也克服了鄰近營業(yè)線施工機(jī)械和人員施工效率低下的缺點(diǎn)。最終在預(yù)定工期內(nèi)保質(zhì)保量地完成整個施工任務(wù)，贏得鐵路局的一致好評。

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[6]長白鐵路32m槽型梁設(shè)計施工圖

（作者單位：中鐵一局集團(tuán)第二工程有限公司）