上跨鐵路橋梁邊梁+防撞墻一體化制架工法探討

摘? 要：本文通過對阜陽潤河路上跨京九鐵路立交工程一孔跨度35m的市政橋梁預制箱梁邊梁+防撞墻一體化制架工法進行探討，分析了預制箱梁邊梁+防撞墻一體化制架工法中存在的梁體偏心、龍門吊和架橋機吊梁、梁體運輸、梁體架設等存在的問題，并且通過分析，制訂了解決問題的措施，通過實例，驗證了該措施的有效性。為實施上跨鐵路橋梁邊梁+防撞墻一體化制架工法的制訂提供了保貴的經驗。

關鍵詞：防撞墻;一體化;制架;工法

中圖分類號：U445 文獻標識碼：A? ? 文章編號：2096-6903（2021）01-0000-00

0引言

京九線為電氣化鐵路，雙線，P60鋼軌，混凝土軌枕，無縫線路，其線路最大行車速度為160Km/h。阜陽潤河路上跨京九鐵路立交工程鐵路主跨有8片梁，鐵路線間距為4.2m，主跨跨度為40m，架梁時需要申請2個Ⅱ級和7個重點Ⅲ級封鎖天窗，另外申請若干個Ⅲ級封鎖點進行濕接縫和防撞墻施工。其中外邊梁防撞墻在鐵路正上方部分的模板安裝、混凝土灌注及模板拆除需要6個垂停封鎖，因此需對鐵路接觸網進行停電，按照集團公司有關文件要求，需要相關站段把關和設備管理單位配合配工，把關人員和配合單位較多。為了降低鐵路行車安全風險，減少封鎖天窗次數及配合單位的工作量，故進行上跨鐵路橋梁邊梁與防撞墻一體化制架工法研究。工法實施后，將減少封鎖次數，減少施工對鐵路運輸影響，降低安全風險系數，提高經濟效益。由于在鐵路主跨帶防撞墻架梁沒有相關的數據和經驗，故選擇鐵路橋跨以外具有代表性的與鐵路主跨相近的跨度35m箱梁進行數據收集和分析，按邊梁+防撞墻一體化制架工法進行施工[1]。

1邊梁技術參數

跨度40m邊梁技術參數：梁高2.2m，梁頂部寬2.85m，底部寬1m，防撞墻高度1.2m，梁重162T，防撞墻每米重量1.13T，梁體斜交65度。

跨度35m邊梁技術參數：梁高1.75m，梁頂部寬2.85m，底部寬1m，防撞墻高度0.94m，梁重124T，防撞墻每米重量0.832T，梁體正交，如圖1所示。

2實施邊梁與防撞墻一體化制架工法存在的問題

防撞墻與邊梁一體化預制，增加了梁體重量，改變了結構的重心位置，使結構偏心，在實施時存在以下問題[2]：

（1）在預制邊梁和防撞墻時增加了梁體的傾覆風險。

（2）采用龍門吊、架橋機等起重設備起吊時給尋找重心增加了難度。

（3）運梁炮車運梁時，有梁體側翻的安全風險，給梁體的穩(wěn)固增加了困難。

（4）梁體架設增加了橫向走行的長度，使架橋機過于靠邊，增加了架橋機傾覆的安全隱患，走行到位落梁后，增加了梁體的傾覆風險。

3邊梁與防撞墻一體化制架工法存在的問題分析

3.1增加防撞墻后存在的偏心分析

模擬鐵路主跨在鐵路上方防撞墻超出接觸網回流線范圍，通過實測，上下行兩回流線凈距離約為12m，考慮了兩側回流線外各預留2m安全距離后為16m，橋跨與鐵路斜交65度，預制防撞墻長度為17.58m，選擇預制防撞墻長度為18m。通過計算：

40m梁跨增加防撞墻重量為18x1.13=20.34T，重心向防撞墻側偏22cm，邊梁+防撞墻總重量為182.34T。

35m梁跨增加防撞墻重量為18x0.832=14.98T，重心向防撞墻側偏23cm，邊梁+防撞墻總重量為138.98T。

兩種跨度相近，重心偏心也相近，采用35m梁研究40m梁帶防撞墻制架工法具有代表性，同時可見，在防撞墻長度相同的情況下，跨度越大，偏心增加的越少，安全性越高。

3.2預制帶防撞墻邊梁梁體抗傾覆分析

邊梁底寬為1m，預制時，整個底部均放置在臺座上，轉點為a點，若按照圖2在橋墩蓋梁放置臨時砂箱時，砂箱分別靠梁體底部邊緣設置，則轉點作用點簡化為砂箱中心線上，即在b點處，理論上a點離防撞墻較近，比b點更為安全，因此，檢算b點抗傾覆穩(wěn)定安全系數若滿足要求，則a點亦滿足要求。通過檢算，35m梁b點安全系數1.35，40m梁b點帶防撞墻在5級大風的情況下安全系數為1.5，因此，在正常情況下預制邊梁+18米防撞墻、梁體落到臨時砂箱上以及在炮車運梁時，梁體不會發(fā)生傾覆，但是為了預防外力作用等風險事件的發(fā)生，須采取有效的措施，確保梁體穩(wěn)定，如表1所示。

3.3龍門吊、架橋機起重吊裝分析

邊梁頂板寬度2.85m，內邊緣距離梁底中心線1.2m，外邊緣距梁底中心線1.65m，結構形狀偏斜（1.65-1.2）/2=0.225m。按常規(guī)兜底捆梁的方式吊梁，根據重心的特點，重心線兩側重量相等，未增加防撞墻時，重心不偏，按圖3方式在架橋機橫擔梁上左右對稱掛鋼絲繩，兩側鋼絲繩角度不同，左側角度大，因此傳遞的豎向力也大，右側角度小，因此傳遞的豎向力較小，左邊產生的力矩較大，造成橫擔梁傾斜，直至找到新的平衡點，但兩側力矩相差不大，梁體傾斜不大，可以忽略。增加防撞墻后，重心偏23cm，與梁體頂板尺寸中心線編心22.5cm基本重合，因此在架橋機橫擔梁上左右對稱掛鋼絲繩時，兩側鋼絲繩角度基本相同，豎向力相近，橫擔梁及梁體正好保持平衡位置，不會發(fā)生傾斜（見圖4）。

本工程箱梁結構尺寸與增加防撞墻后，重心偏心基本一致，利用此特點，龍門吊和架橋機可按常規(guī)兜底捆梁的方式吊梁，橫擔梁和梁體均能保持平衡。

3.4結構偏心導致架橋機橫向走行距離增加

由于結構偏心23cm，因此，架橋機架設邊梁時，需要向橋墩外側多走行23cm，使架橋機過于靠近蓋梁邊，增大了架橋機傾覆的安全風險，嚴重的可能使架橋機不能橫移到指定的位置[3]。

4邊梁與防撞墻一體化制架工法存在問題的解決措施

通過以上分析，邊梁與防撞墻一體化預制、運梁和梁體在臨時砂筒上就位，抗傾覆穩(wěn)定性安全系數均能滿足要求，不會發(fā)生傾覆，龍門吊、架橋機起重吊裝時，采用橫擔梁兩側對稱掛鋼絲繩方式吊裝即可滿足平衡，但是為了提高安全系數，確保安全可靠，制訂了以下安全措施[4]：

4.1預制邊梁和防撞墻時梁體的抗傾覆措施

在邊梁預好后進行防撞墻預制，預制防撞墻前，在外側翼緣板下采用φ16cm的圓木支撐，間距1.5m，防止防撞墻澆筑混凝土時，梁體側翻。

4.2龍門吊、架橋機起重吊裝梁體防傾斜安全措施

在梁體上將重心線標出，掛上垂球，按照在橫擔梁兩側對稱掛鋼絲繩的方式進行試吊，驗證梁體和橫擔梁的傾斜情況，并在梁體上預留吊裝孔，萬一梁體傾斜，可采用倒練葫蘆調整，或通過改變掛鋼絲繩位置的方法重新尋找平衡點。如圖5所示。

4.3運梁時，防梁體側翻的安全措施

采用炮車運梁時，在梁體翼緣板下采用鋼管支撐，確保運梁安全（見圖6）。

4.4防架橋機橫向走行距離增加的安全措施

請設計單位將鐵路兩側橋墩蓋梁增長1m，滿足架橋機橫向走行跑道延長鋪設的條件，確保架橋機橫向走行到位。

4.5落梁的防傾覆安全措施

由于梁體外側增加了防撞墻重量，因此，在外側采用雙砂箱，內側依然采用單砂箱。砂箱位置在梁體底板邊緣布置，必須符合檢算時采用的位置。在梁體的內側翼緣板上每端鉆2個φ50mm預留孔，對應的橋墩蓋梁位置預埋兩根φ25mm圓鋼地錨，梁體落到位后，用2根φ25mm精扎螺紋鋼通過雙鉤螺栓將梁體和地錨連接緊固，拉住梁體，同時在縱向做好梁體與已架設好的鄰跨梁體頂底板主筋連接，最后解除架橋機鋼絲繩，確保梁體穩(wěn)定，見圖7。

5結論

通過對阜陽潤河路上跨京九鐵路立交工程鐵路范圍以外跨度35m箱梁外邊梁帶防撞墻一體化制架的實驗總結得出，對存在問題的分析符合現場實際情況，采取的措施安全可靠，確保了架梁施工安全，論證了預制箱梁邊梁+防撞墻一體化制架工法的可行性。但是使用邊梁+防撞墻一體化制架工法需要滿足以下幾個條件：

（1）橋梁設計應采用標準圖設計，頂板結構尺寸中心線偏心與增加防撞墻后的重心偏心相近。

（2）由于梁體重量的增加，需要考慮足夠噸位的架橋機和龍門吊，關鍵做好架橋機和龍門吊的選型工作。

（3）梁體重心偏心，為了保障架橋機安全順利的架設到位，在設計階段要求適當加長橋墩蓋梁長度。

（4）強化梁體就位后的穩(wěn)定措施。梁體就位后，由于旁邊梁體未架設完成，所以不能及時的聯接牢固，且梁體在鐵路上方存放一段時間，為防止梁體在存放過程中發(fā)生失穩(wěn)狀況，需要在內側設置拉桿拉在蓋梁上的錨固鋼筋上，且縱向將頂底板鋼筋與鄰跨已架好的梁體鋼筋連接，確保梁體的穩(wěn)定。

6結語

通過對橋梁邊梁+防撞墻一體化制架工法研究，解決了預制箱梁邊梁+防撞墻一體化制架工法中存在的梁體偏心、龍門吊和架橋機吊梁、梁體運輸、梁體架設等問題，并通過實踐確保了施工安全，論證了工法的可行性。該工法若在鐵路主跨架設，可減少垂停封鎖天窗6次，減少了把關人員數量及鐵路配合單位人員的工作量，同時能降低了安全風險系數，降低運能損失，提高了經濟效益，是綜合效益比較顯著的一種施工工法。

參考文獻

[1]JTG/T 3650-2020.公路橋涵施工技術規(guī)范[S].

[2]JTG 3362-2018.公路鋼筋混凝土及預應力混凝土橋涵設計規(guī)范[S].

[3]TB 10303-2020.鐵路橋涵工程施工安全技術規(guī)程[S].

[4]SPJ900/32.架橋機安全操作規(guī)程[S].石家莊：石家莊鐵道學院，2004.

收稿日期：2020-12-05

作者簡介：戴術寶（1980—），男，安徽蚌埠人，本科，工程師，研究方向：工法研究。

Discussion on the Integrated Framing Method of Upper Span Railway Bridge With Side Beam and Anti-collision Wall

DAI Shubao

（Anhui Shanghai Railway Local Railway Development Co. Ltd? Anhui hefei 230000）

Abstract：This article discusses the integrated construction method of prefabricated box girder side beam + anti-collision wall of a municipal bridge with a span of 35m across the Beijing-Kowloon Railway Interchange on Fuyang Runhe Road， and analyzes the prefabricated box girder side beam + anti-collision wall There are problems in the integrated construction method of beam body eccentricity， gantry crane and bridge girder crane， beam body transportation， beam body erection， etc.， and through analysis， measures to solve the problems are formulated， and the measures are verified through examples Effectiveness. It provides valuable experience for the implementation of the integrated construction method of the side beam + anti-collision wall of the upper-span railway bridge.

Key words： The wall; Integration; System frame; method