大型鐵路框架涵D型鋼便梁架空施工關(guān)鍵技術(shù)探討

賈耀飛

摘 要：文章以大型鐵路框架涵D型施工便梁線路架空作為研究對(duì)象，通過(guò)多座鐵路線立交框架涵的施工任務(wù)，總結(jié)出省級(jí)施工工法，成果的編制與實(shí)施對(duì)推動(dòng)礦區(qū)鐵路橋涵施工作出了有益的探索。

關(guān)鍵詞：鐵路框架涵；D型鋼便梁；架空施工

中圖分類號(hào)：U218 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：2095-2945（2018）26-0149-03

Abstract： Taking the D-type construction of large scale railway frame culverts as the research object， this paper summarizes the provincial construction methods through the construction tasks of several railway line interchange frame culverts. The compilation and implementation of the results have made a beneficial exploration to promote the construction of railway bridges and culverts in mining areas.

Keywords： railway frame culvert； D-type steel beam； overhead construction

1 概述

我國(guó)經(jīng)濟(jì)的迅猛發(fā)展，交通運(yùn)輸業(yè)一直在不斷改進(jìn)，以滿足社會(huì)需求。為適應(yīng)經(jīng)濟(jì)形式的發(fā)展，許多新建的橋梁、鐵路、公路工程經(jīng)常出現(xiàn)與即有運(yùn)輸線路發(fā)生沖突，特別是主干城市道路的規(guī)劃施工與運(yùn)煤主干線路不可避免的交叉，建設(shè)與生產(chǎn)需要二者兼顧；國(guó)家鐵道部強(qiáng)調(diào)逐步取消平交道口，要求平交改立交；要解決這一問(wèn)題，就要采用一些新技術(shù)和新工藝。

下穿鐵路線的橋涵施工可以采取頂進(jìn)施工工藝，該工藝準(zhǔn)備工作時(shí)間長(zhǎng)，占地面積大，成本費(fèi)用高，在實(shí)施過(guò)程中施工精度的控制難度大，發(fā)生問(wèn)題處理難度大；為解決大跨度橋涵施工所面臨的難題，本文設(shè)計(jì)的《大型鐵路框架橋D型鋼便梁線路架空施工技術(shù)》不僅能解決施工中即有線路的運(yùn)營(yíng)難題，而且還能保證橋涵正常施工，加快工程的施工進(jìn)度，保證施工質(zhì)量，降低工程成本投入。

2 工藝原理

單孔橋涵鐵路線路架空體系由支撐點(diǎn)（支撐樁），縱向受力體系，橫向受力體系，連接桿配件組成一個(gè)立體的空間結(jié)構(gòu)，根據(jù)四孔分體框架涵自身的特點(diǎn)及D型便梁可拼可接的特點(diǎn)，合理布置混凝土支撐樁，選擇最匹配的鋼便梁組合方式，減少便梁的施工投入成本[1]。

施工時(shí)在橋涵位既有鐵路兩側(cè)構(gòu)筑鋼便梁臨時(shí)支撐樁；臨時(shí)支撐樁為鋼筋砼人工挖孔灌注樁；待支撐樁砼達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度后安裝鋼便梁縱梁，兩片縱梁下部穿鋼橫梁并用聯(lián)接板，螺栓與縱梁連為一體，然后用鋼軌扣件將既有鐵路鋼軌與鋼橫梁連接使支墩縱橫梁、鋼軌形成一個(gè)牢固的結(jié)構(gòu)體，從而架空鐵路進(jìn)行線下橋涵的施工。待線下橋涵施工結(jié)束后，拆除鋼便梁，整修鐵路，列車恢復(fù)運(yùn)行。

3 D型鋼便梁架空施工技術(shù)要點(diǎn)

3.1 施工準(zhǔn)備

計(jì)算支撐樁縱向間距；根據(jù)施工圖紙?jiān)O(shè)計(jì)橋涵的孔徑，斜交角的角度，樁徑及施工工作面計(jì)算支撐樁縱向間距，通過(guò)D型鋼便梁參數(shù)選擇合適的便梁型號(hào)。

支撐樁縱向間距：L=L橋涵長(zhǎng)度+（L最小工作面+L橋涵斜寬×COS橋涵交角余角）×2

計(jì)算支撐樁橫向間距S=2.5m+5×L道肩寬度+D挖孔樁直徑

由于施工條件使得便梁的布置型式可能不滿足線間距和“建限”要求時(shí)可采用加長(zhǎng)型橫梁。

3.2 臨時(shí)支撐樁施工

臨時(shí)支墩必須具有一定的強(qiáng)度和穩(wěn)定性，一般視橋涵的跨度和高度及具體土質(zhì)等情況?？刹捎脴蚰径?，片石砌筑，混凝土灌注樁等形式。本工法施工時(shí)均采用人工挖孔混凝土灌注樁，采用直徑1.5m、C25鋼筋砼，孔徑、孔深及砼強(qiáng)度等級(jí)、鋼筋的種類及孔深按具體土質(zhì)情況和框架橋基底深度由設(shè)計(jì)驗(yàn)算確定[2]。

3.3 D型鋼便梁安裝

3.3.1 D型便梁安裝工藝流程

橫抬梁就位→縱梁就位→聯(lián)結(jié)縱橫梁→逐段扒除道碴→安裝斜桿和聯(lián)系結(jié)構(gòu)→安裝軌道扣件→火車限速行駛→線下橋涵施工

3.3.2 D型鋼便梁的安裝程序

D型鋼便梁安裝程序：先橫抬梁就位，后安放縱梁。

（1）抽出枕木，塞入橫梁

橫隔梁吊裝的位置應(yīng)與事先設(shè)置枕木位置相協(xié)調(diào)，所以首先調(diào)整枕木的間距。然后抽出枕木，插入橫隔梁。橫隔梁應(yīng)按施工工法要求“隔六抽一”，由縱梁兩端向中心次序抽換。

（2）按施工規(guī)劃位置，預(yù)先安放一片縱梁，另一片縱梁墊出適當(dāng)高度，一般高出線路枕木頂面0.2m左右，以便更換枕木，待縱梁安裝完成后設(shè)置橫梁。

（3）一旦橫隔梁安裝到位，將墊高的縱梁徐徐降落到設(shè)定位置，并與縱梁螺栓連接。

（4）分層清除道碴，并安裝斜桿和所有連接系統(tǒng)，連接板及牛腿的孔均應(yīng)上滿螺栓，彈簧墊圈，不得漏裝。見(jiàn)圖1。

3.3.3 D型鋼便梁布置的要點(diǎn)

（1）線路為單線直線地段。此種情況D型梁安裝采用高位布置，此時(shí)軌底到梁底的距離為375mm，鐵路中線與橫梁中線重合。見(jiàn)圖2。

（2）線路為單線曲線地段。此種情況D型梁安裝采用高位布置，此時(shí)軌底到梁底的距離為375mm；根據(jù)曲線段的半徑及規(guī)定的行車速度計(jì)算軌道超高值，利用支墩和道床設(shè)置橫向坡度，以滿足超高值。見(jiàn)圖3。

（3）采用分節(jié)組合式D

型便梁。D型分節(jié)式組合式鋼便梁與普通D型鋼梁的類型及適用條件相同，在現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)輸、儲(chǔ)存及起重能力不足的情況下選用分節(jié)式鋼便梁（縱梁分節(jié)制造與安裝），可以根據(jù)施工建筑物跨度拼接需要的長(zhǎng)度，減少購(gòu)備種類，充分利用；D16、D24型跨度縱梁分節(jié)長(zhǎng)度如下：

在采用分節(jié)式縱梁時(shí)，整孔便梁的安裝工藝除縱梁組裝及使用特殊工藝要求外，其余零件的組裝就位與普通D型鋼梁的安裝方法相同[3]。

（4）采用加長(zhǎng)型橫梁。D型鋼便梁的橫梁一般為4460mm，但施工條件使得便梁的布置型式均不滿足線間距和“建限”要求時(shí)可采用加長(zhǎng)型橫梁，加長(zhǎng)型橫梁為4960mm。

3.4 框架涵架軌施工

為確保正常行車和施工不受影響，采用分別施工1#邊孔、3#中孔和2#邊孔、4#中孔跳倉(cāng)式施工方法。兩階段施工均采用基坑大開(kāi)挖和現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)施工。

第一階段線路加固及施工完畢后調(diào)整鐵路架空方案，進(jìn)行D型鋼便梁的轉(zhuǎn)換及安裝后再第二階段施工。待框架橋施工完，砼達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度后，回填石碴，拆除架空梁，整修和恢復(fù)鐵路正常運(yùn)行。施工階段見(jiàn)圖4，圖5。

3.5 D型便梁的拆除

框架橋施工完成后及時(shí)將橋涵兩側(cè)空隙用片石或碴石回填，砌筑兩端翼墻和兩側(cè)擋碴墻，填筑D型鋼便梁下路基和碎石道床，在預(yù)先澆筑的砼支墩頂部將便梁縱梁用鋼板支墊穩(wěn)固[4]。

先拆下一片縱梁，拆除鋼橫梁一端聯(lián)結(jié)件，養(yǎng)護(hù)路線，保證行車安全。待行車24小時(shí)線路基本穩(wěn)定后，再拆下另一片縱梁，拆除鋼橫梁另一端聯(lián)結(jié)件，再次進(jìn)行線路整修，火車仍限速慢行，利用火車行車間隙，按“隔六抽一”的方式，抽換鋼橫梁為鋼筋砼軌枕，注意一邊抽換軌枕，一邊進(jìn)行線路整修并安裝橋面護(hù)軌、護(hù)欄等其他附屬工程。

4 結(jié)束語(yǔ)

本文以“大型鐵路框架涵D型施工便梁線路架空關(guān)鍵技術(shù)研究與實(shí)施”作為研究對(duì)象，已經(jīng)完成了多座鐵路線立交框架涵的施工任務(wù)，取得了良好的效果。其施工工法通過(guò)了河南省省級(jí)工法的評(píng)審，其成果的編制與實(shí)施對(duì)推動(dòng)礦區(qū)鐵路橋涵施工作出了有益的探索，主要取得如下結(jié)論。

（1）采用的施工技術(shù)是傳統(tǒng)的單孔架空技術(shù)的拓展改進(jìn)，結(jié)合施工材料特征，巧妙的布置混凝土支撐樁將大跨度多孔橋涵架軌轉(zhuǎn)變成傳統(tǒng)的單孔橋涵架空技術(shù)，大大的降低了施工難度。

（2）充分利用框架涵自身優(yōu)點(diǎn)，將混凝土跳倉(cāng)施工法原理運(yùn)用至橋涵的施工中，將4孔橋涵轉(zhuǎn)變成2孔橋涵分兩次施工即可完成施工任務(wù)。

（3）使用碗式扣件代替?zhèn)鹘y(tǒng)扣件作為涵體頂板支撐體系材料，單體橋涵支撐體系搭設(shè)時(shí)間由七天縮短為兩天，大大縮短了工期。

參考文獻(xiàn)：

[1]劉波.D型施工便梁在多跨框架橋涵頂進(jìn)中的應(yīng)用[J].鐵道標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)，2008（3）：85-87.

[2]劉湘萍.D型便梁架空技術(shù)在長(zhǎng)沙市漁業(yè)路下穿京廣鐵路工程中的應(yīng)用[J].價(jià)值工程，2015（18）：113-114.

[3]胡國(guó)平.框架涵下穿鐵路安全監(jiān)控與施工風(fēng)險(xiǎn)分析[D].華東交通大學(xué)，2016（7）：71-72.

[4]王心順.基于有限元分析的D型施工便梁改造與應(yīng)用研究[J].國(guó)防交通工程與技術(shù)，2015，13（2）：36-39.