既有线框架顶进便梁支点偏位处理施工技术

严来章 中铁二十四局集团安徽工程有限公司

新建合肥市集贤路框架立交桥，下穿既有合武铁路H6联络线（一股道）。该线路为客货共线铁路，该桥处为圆曲线段（曲线半径 1600m），线路坡度5.5‰。

该框架桥由5孔独立的框架组成，孔径（正交）依次为 1孔 6.5m、4孔12.75m框架，箱身为C30钢筋混凝土。铁路线路与框架斜交角为 52°43′45″。

框架分5次顶进，采用D型24m施工便梁架空线路。首先顶进4号框架，便梁两端采用挖孔桩作为支点；再顶进3号框架，便梁一端以4号框架为支点，另一端以挖孔桩为支点；最后分别顶进2号、1号、5号框架，同样支点一端为已经顶进就位框架，另一端为挖孔桩。

1 便梁支点偏位处理方案

⑴ 4号框架顶进就位后，由于作为便梁支点的挖孔桩向外侧偏离40cm，造成无法架设便梁。为此，采用便梁焊接接长40cm的方案，架设便梁后将3号框架顺利顶进就位。

⑵ 3号框架顶进就位后，由于作为便梁支点的挖孔桩向外侧累计偏离80cm，造成上述便梁焊接40cm后仍然无法满足要求。

因此，除上述便梁一端焊接接长40cm外，再将便梁另一端（框架端）以从框架顶部纵向悬臂挑出的工字钢作为支点，架设便梁后将2号框架顺利顶进到位。

最后，再依次顶进1号、5号框架。其中，1号框架的挖孔桩支点位置正常，没有发生偏移；5号框架的挖孔桩支点也向外侧偏离，同样按照上述顶进2号框架的方法处理。

由于框架结构总高度达11.4m，5号框架附近的电气化接触网钢柱基础在影响范围内，因此在顶进5号框架前，将附近的电气化接触网钢柱基础进行了加固处理，基础外侧包一圈钢箍并填充混凝土。全部框架顶进就位后，再架设便梁施工框架桥两侧的挡土墙。

上述施工方案，实施顺利，整个施工过程未影响列车的正常运行。最后，整个工程顺利结束并已竣工交验完毕。另外，施工过程中，列车均慢行（时速45km/h）。

2 便梁焊接接长

包括：纵梁承受的最大剪应力和最大正压力；纵梁的总稳定性、变形与挠度；焊缝的强度等。计算结果表明，焊接后的便梁可以满足要求。其中，便梁焊接接长及下面将要介绍的工字钢纵向悬臂支撑的主要计算依据：

铁路桥梁钢结构设计规范（TB10002.2－2005）、铁路桥涵钢筋混凝土和预应力混凝土结构设计规范（TB10002.3－2005）以及D型施工便梁使用说明书等。

除便梁焊接按照规范要求执行外，施工中还采取了以下措施：

⑴ 要求焊缝打磨平整，以减小应力集中。焊接端位于挖孔桩一侧。

⑵ 经委托有资质的单位对焊缝质量进行检测，焊缝符合要求。

⑶ 在腹板处焊接2道水平钢板，以保证腹板稳定。

⑷ 当框架顶至便梁下方时，如有列车通过则提前在便梁的纵梁下方增加临时支撑点，以减小纵梁内力；顶进时则将临时支撑点拆除。

D型24m便梁全长24.50m，支座纵向中心距24.12m、横向中心距4.46m。设计图中便梁为16Mnq（Q345c）。由于线路与框架斜交，因此只需焊接其中的1片纵梁即可。焊接（采用对焊焊接）40cm后，其中1片便梁总长24.90m，支座中心至梁体端部距离不变。由于焊接接长的长度较小，故可忽略2片梁体的不对称性，只计算接长的1片纵梁。

按照规范要求，需要考虑钢轨自重、轨枕及配件自重、便梁自重、列车荷载、冲击系数、超高及偏心影响等。计算内容

3 工字钢纵向悬臂支撑

3.1 工字钢承受的荷载

由于焊接40cm后，顶进2号框架时仍然不能满足要求，因此在焊接纵梁的另一端采用组合工字钢纵向悬臂支撑纵梁（组合工字钢纵向中心线与纵梁中心线重合）。此时，组合工字钢相当于杠杆，主要承受3处荷载：

⑴ 由便梁支座（位于组合工字钢一端的上方）传来的荷载；

⑵ 由框架上方边缘处的支点传来的荷载（需要考虑局部受压）；

⑶ 组合工字钢的另一端传来的平衡荷载（经计算，采用6Φ32的U型螺栓）。

组合工字钢是由4片I56c工字钢组成的（横向宽度68cm，高度56cm），工字钢长度6m；各工字钢之间填入硬木，不留空隙；沿工字钢截面高度方向穿入上下2排Φ22螺栓（全部采用双螺帽），以增强其整体性。

除上述纵梁需要计算外，主要是关于组合工字钢的计算。计算内容包括：组合工字钢承受的内力；平衡荷载（经计算，并充分考虑到安全性，采用6Φ32的U型螺栓可满足要求）；中间支点处的混凝土局部受压；变形与挠度等。

3.2 施工中需要采取的措施

⑴ 便梁支座处、工字钢与框架连接处均应设置限位措施，防止工字钢及便梁横移，以承受列车横向摇摆力、风荷载等横向作用。实际施工中，便梁支座处采用焊接钢板作为限位措施；工字钢与框架连接处采用贯入框架顶部的光圆钢筋作为限位措施。

⑵ 便梁支座下方，组合工字钢顶部焊接20mm厚钢板；工字钢承受平衡荷载的另一端（U型螺栓端），也采用20mm厚钢板在工字钢顶部焊接，以增强整体性和受力均匀性。

⑶ 由开口向下的U型螺栓6Φ32扣在组合工字钢上，U型螺栓贯穿框架的顶板且锚固，以保证受力的可靠性。

⑷ 此外，顶进过程中必须随挖随顶、吃土顶进，禁止超挖（顶程应小于1m）或放坡大开挖；顶进过程出土要尽可能快，顶进尽可能快，以较小风险。

此外，由于框架长度较小（垂直线路方向长10m），在顶进5号框架过程中，靠近接触网钢柱基础的一侧土体有坍塌现象。为保证接触网安全，暂停顶进，该处立即采取回填措施，并且加强观测。

实际上，由于基础位于土体破裂面之上，所以加固措施并未能改变这一状况。该处的接触网在施工前应该迁移，并且应按照原计划的采用钢板桩方案作为施工防护，可以消除此类隐患，保证接触网钢柱基础的安全性。

4 结论与建议

⑴ 在便梁支点偏位导致便梁无法架设时，可采用便梁焊接接长或工字钢纵向悬臂支撑的办法进行处理。但应进行计算、复核、论证，严格按照规定的程序办理，迅速处理。

⑵ 需要详细、可靠的构造措施，以满足计算假定和安全要求。计算和采取的构造措施同等重要；同时，应采取便梁中部增加临时支点、加强监测等措施。

⑶ 便梁支点施工前，应该严格按照程序复测、复核。这种失误完全可以避免。

上述既有线框架顶进便梁支点偏位处理施工技术已顺利实施完毕。作为一种补救措施，保证了行车安全、工程进度和安全，也为处理便梁支点偏位问题积累了宝贵实践经验。